高效節(jié)水工程數(shù)字信息定位管理技術(shù)應用

吳生棟

(新疆呼圖壁縣水利局 831200)

作為國家節(jié)水示范縣，呼圖壁縣牢牢把握中央支持新疆跨越式發(fā)展和長治久安的歷史機遇，將發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)作為促進縣域經(jīng)濟健康發(fā)展的全局性戰(zhàn)略，與經(jīng)濟發(fā)展目標任務同安排、同部署，有效推動了農(nóng)業(yè)灌溉方式的變革，推進了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營方式的轉(zhuǎn)變，水資源承載經(jīng)濟社會快速發(fā)展的能力明顯提升。截至2011年，全縣已累計建成各種形式的高效節(jié)水面積4.256萬 hm2，占全縣總灌溉面積 7.664萬 hm2的55.5%，3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的高效節(jié)水面積覆蓋度達到50%以上，6個行政村實現(xiàn)高效節(jié)水覆蓋率100%，高效節(jié)水工程現(xiàn)已得到全縣農(nóng)民的高度認可，從工程到管理、從輸水到田間的系統(tǒng)化農(nóng)業(yè)節(jié)水格局已經(jīng)形成，措施多樣化、技術(shù)高新化、建設(shè)規(guī)?；臉藴驶r(nóng)業(yè)節(jié)水體系基本建立。

在高效節(jié)水技術(shù)推廣應用過程中，呼圖壁縣不斷完善和落實農(nóng)田水利建設(shè)新機制，積極推行“以獎代補”，實行“多干多補”和“先干后補”，引導和鼓勵各鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村組及農(nóng)戶大力發(fā)展以節(jié)水灌溉為重點的農(nóng)田水利基本建設(shè)。但是，隨著高效節(jié)水面積的持續(xù)增長，管理難題逐漸凸顯:?農(nóng)牧民群眾為獲取更多的補助款，瞞報情況多有發(fā)生;?各鄉(xiāng)鎮(zhèn)為爭奪榮譽，也存在虛報現(xiàn)象;?高效節(jié)水面積的建設(shè)年份、實施面積等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，在經(jīng)過一段時期之后就無法準確掌握，全縣高效節(jié)水面積也無法實現(xiàn)準確累計。上述問題如不能得到及時有效地解決，高效節(jié)水工程管理難題將會更加復雜化。

為保障大規(guī)模高效節(jié)水工程的規(guī)范管理，呼圖壁縣自2007年起率先開展了高效節(jié)水工程GPS定位上圖工作，在總結(jié)和積累了一定經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，于2009年建成了高效節(jié)水工程數(shù)字信息定位管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)底圖采用高清航拍地圖，并采用不同圖層、不同顏色、不同線條對不同年份建成的高效節(jié)水工程進行區(qū)別分類，可全面掌握各年度、各鄉(xiāng)鎮(zhèn)、各村組實施高效節(jié)水的準確面積和具體地塊;進入該系統(tǒng)，只需輕點鼠標，任意地塊的高效節(jié)水工程建設(shè)資料將隨即清晰地映入眼簾。由呼圖壁縣水利局組織編撰的《高效節(jié)水工程數(shù)字管理信息系統(tǒng)開發(fā)與應用》，榮獲了自治區(qū)水利廳科學技術(shù)三等獎，有力推進了高效節(jié)水工程數(shù)字化、信息化、標準化管理。

1 系統(tǒng)應用背景

近年來，國家農(nóng)業(yè)高效節(jié)水補助力度逐年增加，水利部門所管轄區(qū)域內(nèi)的高效節(jié)水灌溉建設(shè)統(tǒng)計管理工作日益繁重，導致部分地區(qū)出現(xiàn)重報、多報面積來套取補助資金。水利管理單位缺乏一個行之有效的系統(tǒng)管理軟件。為此呼圖壁縣水利水電勘察設(shè)計所在應用Supermap Deskpro 5.2的基礎(chǔ)上與某公司聯(lián)合開發(fā)了“高效節(jié)水地理信息系統(tǒng)V1.0”。該系統(tǒng)構(gòu)建在Supermap Deskpro 2008的基礎(chǔ)上，采用了遙感影像處理技術(shù)和GIS技術(shù)，使高效節(jié)水統(tǒng)計管理更加嚴謹。

2 系統(tǒng)目的

a.以航測圖和電子地圖為參照物，為高效節(jié)水工程實施前后的影像圖、現(xiàn)狀圖、規(guī)劃圖等圖件資料對比分析提供載體，便于以空間數(shù)據(jù)庫的方式對項目各種建設(shè)任務信息進行對比、分析，并集中管理。

b.構(gòu)建一個以高效節(jié)水分布圖為主的圖層結(jié)構(gòu)，并為數(shù)據(jù)提供圖幅打印和統(tǒng)計表格備份。

c.能匯總分析GPS測獲的各種指標數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)自動繪圖后進行比較，使主動監(jiān)測與實時監(jiān)管相結(jié)合。

d.利用鼠標進行定位選點，獲取任意一點的經(jīng)緯度，或者輸入經(jīng)緯度進行精確定位。在圖幅中可以進行距離測量和地表面積的測算。

3 硬件組成

GPS手持機1臺;裝有XP系統(tǒng)的臺式計算機或者筆記本1臺。

4 系統(tǒng)安裝

安裝Supermap Deskpro 2008系統(tǒng)，見圖1。

圖1 安裝系統(tǒng)

安裝高效節(jié)水地理信息應用程序，見圖2。

圖2 安裝程序

5 系統(tǒng)運行

a.水源類型設(shè)置。

b.節(jié)水類型設(shè)置。

圖3 系統(tǒng)窗口

c.行政機構(gòu)等級設(shè)置。

d.高效節(jié)水面積信息登記。

e.高效節(jié)水綜合信息查詢。

f.刷新地圖高效節(jié)水。

g.高效節(jié)水信息上圖。

該任務欄分別代表了高效節(jié)水數(shù)據(jù)統(tǒng)計工作流程:信息設(shè)置→信息錄入→信息查詢→統(tǒng)計報表→面積上圖。

圖4 水資源類型設(shè)置

圖5 節(jié)水類型設(shè)置

5.1 水源類型設(shè)置

可以在添加類型框中根據(jù)節(jié)水灌溉中水源的實際情況添加類型，如:常用水源為地下水、地表水及處理后可以用于農(nóng)業(yè)灌溉的中水(見圖4)。

5.2 節(jié)水類型設(shè)置

節(jié)水類型設(shè)置功能主要解決了統(tǒng)計報表中登記的不同類型的節(jié)水灌溉設(shè)施，可以在添加類型中錄入節(jié)水設(shè)施類型(見圖5)。

水源類型設(shè)置與前述節(jié)水類型設(shè)置主要是為了區(qū)分現(xiàn)有行政區(qū)域內(nèi)地表水和地下水資源在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中所占比重，對于推廣適合該區(qū)域的節(jié)水灌溉類型具有指導意義。

5.3 行政機構(gòu)等級設(shè)置

行政機構(gòu)的設(shè)立主要以樹形結(jié)構(gòu)管理為主，類似于電話區(qū)號劃分和個人身份號碼的編碼排列。分別設(shè)置頂級單位(縣)、二級單位(鄉(xiāng)鎮(zhèn))、三級單位(村隊)、四級單位(小隊)(見圖6)。

自動生成的編碼在工作中減輕了統(tǒng)計人員信息錄入和報表查詢工作量。

行政機構(gòu)等級設(shè)置的目的是在統(tǒng)計信息中進行分片區(qū)統(tǒng)計，分片管理。

5.4 高效節(jié)水面積信息登記

高效節(jié)水面積信息登記根據(jù)工作人員外業(yè)普查測量數(shù)據(jù)進行登記填報，數(shù)據(jù)包括所屬編碼、編號、責任人、建設(shè)年份、水源類型、節(jié)水類型、面積、單位名稱等圖片信息(見圖7)。

圖6 行政機構(gòu)等級設(shè)置

圖7 高效節(jié)水面積信息登記

填報完成后點擊保存，在登記表下會出現(xiàn)一行表格顯示你所登記的內(nèi)容，雙擊表格開始錄入GPS地理坐標點(見圖8)。

地理坐標點錄入過程中一定要注意測量點位一定要按照順時針的方向依次錄入經(jīng)緯度，否則會造成圖層變形。

錄入完成每一個點后點擊保存鍵，點序號就會自動累計測點數(shù)量。

所有的點位全部錄入完成后點擊保存，返回高效節(jié)水信息填報窗口，返回系統(tǒng)主頁面。

圖8 地理信息坐標點頁面

5.5 高效節(jié)水綜合信息查詢

高效節(jié)水綜合信息查詢主要提供了地理信息系統(tǒng)統(tǒng)計數(shù)據(jù)的打印報表功能和查詢功能(見圖9)。

圖9 高效節(jié)水綜合信息查詢頁面

查詢可以按照水源類型查詢、節(jié)水類型查詢、建設(shè)年份查詢進行，以方便統(tǒng)計人員建立臺賬，導出的表格形式為excel格式。

5.6 刷新地圖，高效節(jié)水

此功能主要目的是在GPS信息登記過程中自動繪制圖層。

此功能主要以年度建設(shè)情況建立圖層(見圖10)，可以按照年度分批次顯示圖層，通過監(jiān)測可以杜絕建設(shè)單位重復上報節(jié)水面積的情況。

圖10 生成圖層

5.7 高效節(jié)水信息上圖

此功能主要以電子地圖結(jié)合航測影像圖為參照物，校核GPS測量節(jié)水滴灌面積數(shù)據(jù)，并利用布局功能繪制高效節(jié)水分布圖(見圖11)。

圖11 自動生成的高效節(jié)水圖塊

6 結(jié)語

隨著GIS的發(fā)展，地理信息系統(tǒng)在很多行業(yè)得到了廣泛的應用，特別是在水利行業(yè)管理工作中，它所具備的精確測量、數(shù)據(jù)匯總等功能，比現(xiàn)有的表格統(tǒng)計、人員實地調(diào)查監(jiān)測有著無比的優(yōu)越性。高效節(jié)水地理信息技術(shù)的使用杜絕了建設(shè)單位少建多報和重復上報面積情況的發(fā)生，使水利管理單位能更加準確掌握節(jié)水面積和分布情況。