基于WebGIS的防汛抗旱决策支持应用研究课题研究情况简介_防汛抗旱决策支持系统

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基于WebGIS的防汛抗旱决策支持应用研究课题研究情况

简介

应用单位：泰州市水利局

1.1 立项缘由

随着经济发展和社会进步，人民群众对政府的服务能力和水平提出了更高的要求。政府信息化建设对于加强转变政府职能，提高工作质量和效率，增加各级政务部门的管理能力、决策能力、应急处理能力和公共服务能力，促进社会监督，更好地解决人民群众最关心的问题，具有十分重要的意义。因此，推进政府信息化建设的任务就提上了日程。就水利行业而言，防洪抗旱安全保障的重要性越来越体现出来，对相关的业务水平也提出了更高的要求。

随着水利信息化建设和防汛决策支持系统的不断深入，我市水利防汛防旱水平不断提高和管理技术手段不断更新，到目前为止已先后完成了省市县三级通讯网络、计算机局域网、防汛会商系统（含异地会商系统）、沿江中型闸和部分城市防洪工程自动化监控系统的建设，具备了部分工程现场、远程自动化监控能力以及防汛防旱信息迅速收集、传递和分析的能力，为防汛防旱、水环境改善和水资源调度起到了有效的支撑。经过多年运行，总的来说，一方面我市的决策支持系统软硬件资源仍然没有得到充分利用，一方面已建软件系统的稳定性、可靠性、安全性和可维护性较差，再一方面软件系统之间兼容性较差、不能实现诸多数据的有效集成和数据共享。为此，目前我市的防汛决策支持系统建设急需从偏重硬件建设向偏重应用软件建设转变、从注重建设向注重管理转变，这在客观上需要加强应用系统的研究、建设和管理。基于这种情况，我市产生了基于WebGIS的水利防汛抗旱空间决策支持系统研究思路。

近年来，飞速发展的Internet/Intranet已经成为GIS（地理信息系统）新的系统平台，利用Internet技术在 Web上发布空间数据供用户浏览和使用成为GIS发展的必然趋势，因此WebGIS（可以定义为在Web上的GIS）应运而生，也标志着GIS系统集成技术的发展进入了一个崭新的阶段。用户可以浏览 WebGIS站点中的空间和属性数据、制作专题图，进行各种业务所需的空间检索和空间分析；同时WebGIS是GIS走向杜会化和大众化、实现地理信息资源共享的有效途径。可以说WebGIS成为GIS发展的必由之路。目前，国外ESRI、MapInfo、Intergraph、AutoDesk等公司已经提供了他们各自的WebGIS解决方案，国内的学校、科研院所和公司也在WebGIS方面做了很多工作，开发出一些商品化WebGIS平台。水利作为一个自然地理特征非常强的行业，自然需要象地理信息系统这样新的方法和技术的支持，但WebGIS在水利防汛抗旱应用方面尚缺乏较为成熟和完整的应用先例。

本课题正是根据当前社会经济发展、政府转变职能、决策支持系统建设需要提出的，具有行业普遍性，也有相当的应用推广前景。进行WebGIS的研究将有助于提高我市水利地理信息资源的共享水平、数据集成水平和降低管理成本，提高政府管理部门的行政、管理和服务能力，提高我市防汛的决策水平和效能，促进本地区尽早实现水利管理现代化。2.1 研究目标和任务

基于上述立项情况，本课题研究主要致力于在现有较成熟的WebGIS平台的基础上，紧紧围绕防汛抗旱的业务需要进行二次开发，提高我市水利行业当前的地理信息系统应用水平。为此，通过反复不断研究，确定了水利防汛抗旱WebGIS应用研究目标：

 研究确定经济、技术可行的泰州市防汛抗旱WebGIS解决方案

 评测选择合适的WebGIS软件平台

 防汛抗旱业务相关信息的数据库规范化设计、存储

 与现有系统的兼容、集成和融合等内容  完成《泰州市防汛抗旱空间决策支持系统》的开发

 熟悉当前先进的软件开发方法

 能对当前的业务流程起到规范和自动化作用  为以后水利信息化项目的实施积累建设管理经验 围绕研究目标，要把泰州市防汛抗旱WebGIS系统将设计成为一个实用、经济、易扩展的信息系统；利用计算机强大的信息存储处理功能和计算机网络通信功能，提供多方面内涵的信息共享和集成，包括业务相关的工情、水情、汛情、灾情、防汛预案、社会和经济等各种信息；系统功能上，不仅具有一般信息管理、查询和显示的功能，还具有防汛形势动态更新、各种专题图制作与分析、缓冲区分析、路径分析、空间量算、空间信息查询、图层管理；可以为工程管理、防汛调度、组织抢险、法律法规等提供相应的信息服务。3.1 研究方法和技术路线

由于本项目实际上是在现有WebGIS软件平台基础上的应用系统研究和开发，在研究过程中主要涉及到包括软件工程管理、数据库技术、计算机网络技术、WebGIS技术和软件开发技术等在内的诸多技术，系统复杂、制约影响因素很多。由于一个软件系统的质量往往取决于软件开发过程，为保证该课题研究工作能够顺利推进，确立了以软件开发过程及其项目管理为主线，其他相关技术围绕该过程实践应用、解决阶段性问题的研究方法，这样一方面，可以实现规范的项目管理、把握总体研究质量和进度，突出系统架构的开发；另一方面便于参与研究的各方面进行交流、沟通，围绕共同目标解决问题，按需求将系统建设成为一个经济实用、技术可行、先进的空间决策支持系统。

实际过程中，根据软件生存周期理论，以软件开发瀑布模型为蓝本，但考虑到其缺乏灵活性、无法通过开发活动来澄清本来不够明确的需求，又借鉴了Rational统一开发过程的概念（其核心是为软件系统的开发提供指南、文档模板和工具，可以实现迭代地开发软件，容易明确管理需求，充分利用基于组件的架构，实现了可视化建模，方便验证软件质量和控制对软件的变更），形成了本系统开发的核心工作流程：业务建模、需求分析、系统设计、测试、部署（系统维护、运行）。这样允许从时间和职能角度，对整个过程的研究和开发活动进行组织，使软件开发的过程同时也成为政府部门实施建设管理的过程。根据核心工作流程，归纳确定了系统基本建设管理程序和系统建设涉及人员的职能定位（见附表），确保在每一个阶段，有关防汛防旱业务需求、WebGIS技术应用研究、运行环境的构建、软件开发等研究均能够逐步开展，最终实现对需求、软件变更的有效管理。4.1 课题研究工作开展过程和管理 在课题研究过程中，为保证研究成果的质量，课题组严格按照确定的核心工作流程、建设管理程序和职能分工有效实施了项目管理和过程控制：

4.1.1 业务建模（可行性研究阶段）

本阶段主要工作有确定系统的规模和范围、总体要求、所需的硬件环境和软件环境、根据业务确定对操作的要求，从技术上、经济上、使用上分析需解决的问题，形成可行的WebGIS解决方案。

2001年11月20日，经过对我市防汛防旱决策支持系统现状和当前WebGIS实现技术调研，完成了可行性研究报告编制（参见《可行性研究报告》）。之后，根据可研报告，一方面选择ArcInfo、MapInfo、TopMap和SuperMap等国内外四种产品进行综合比选，最后根据科技部发布的评测结果并综合考虑性能、功能、价格等因素，决定选择SuperMap系列软件作为本课题的WebGIS平台，并组织人员进行了培训；另一方面，收集整理了泰州市水系图（1：150000）、防汛业务等原始空间和属性数据。最后编制了项目开发计划。

4.1.2 需求分析 本阶段主要通过系统研究开发人员与防汛防旱工作人员之间的交流沟通，不断澄清对系统功能需求，最终形成一个完整、清晰、一致的关于软件性能、功能、数据、界面的需求说明。

首先，确定了软件系统的综合要求，描述了输入输出数据等外部特征，然后重点通过UML方法分析了系统的功能需求，与此同时确定了安全性、保密性、可靠性、运行要求、系统响应时间、运行数据等方面的要求（参见《需求分析报告》）。为更好的利用SuperMap系列软件进行开发、把握技术重点难点，开发了一个原型系统验证了需求，同时修正了研究开发计划。4.1.3 系统设计

本阶段确定了软件系统的结构（B/S和C/S混合结构），着重进行了软件的模块划分，定义了每个模块的功能、接口，在此基础上完成了输入输出设计、处理过程设计、用户界面设计、安全控制设计，同时根据《水利工程基础信息代码编制规定》、《泰州市防汛手册》以及常用业务报表等资料完成了泰州市防汛抗旱业务数据的规范化设计（参见《系统设计报告》）。最后完成代设计，结束了《泰州市防汛抗旱空间决策支持系统》软件部分的开发。4.1.4 系统测试 为及时发现和改正系统中存在的功能、性能、使用等方面的问题和缺陷，拟定了测试计划和大纲，组织实施了系统功能、实际运行（硬件、网络测试）、数据录入等多方面的测试。最终保证了整个系统的可靠性、稳定性和易用性。（参见《系统测试报告》）

4.1.5 系统部署、运行和维护

考虑到系统正常运行和发挥效益，构建了《泰州市防汛抗旱空间决策支持系统》的运行环境，对防办工作人员进行了培训确保对系统的理解和正确使用，制定了泰州市防汛抗旱决策支持系统运行管理工作方案征求意见稿，规范了该系统的运行管理工作。同时，继续解决运行过程中发现的问题、完善系统功能和性能、编制了系统开发全过程的文档，便于系统的升级和维护。5.1 主要创新点

课题的创新点主要体现在以下几个方面：①技术上实现防汛抗旱空间信息的多源数据集成，②软件开发方面充分利用组件（构件）技术进行系统设计和实现，③管理上，研究了政府部门在信息化系统建设中如何进行项目管理，④完成地级市一级防汛抗旱业务数据库规范化设计和集成，⑤功能上实现防汛防旱形势的空间动态发布和信息空间分析。6.1 获奖情况