基于IEGIS的智慧河長(zhǎng)信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

曾志長(zhǎng) 袁思贊 陳旭

摘 要：隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用系統(tǒng)在各領(lǐng)域的使用也越來越頻繁。在數(shù)字化時(shí)代即將來臨的今天，河道信息管理信息系統(tǒng)如何在河道信息管理局域網(wǎng)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，這是河道信息管理機(jī)關(guān)信息化發(fā)展必須面對(duì)的問題。該文首先根據(jù)智慧河長(zhǎng)信息管理系統(tǒng)的現(xiàn)狀和實(shí)際情況對(duì)智慧河長(zhǎng)信息管理系統(tǒng)進(jìn)行分析，其次結(jié)合IEGIS（地理信息系統(tǒng)）的相關(guān)技術(shù)對(duì)智慧河長(zhǎng)信息管理系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，最后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。智慧河長(zhǎng)信息管理系統(tǒng)是一項(xiàng)惠民的信息化工程，在河道信息管理中起著非常重要的作用，合理的建設(shè)智慧河長(zhǎng)信息管理系統(tǒng)能夠進(jìn)一步的促進(jìn)河道管理信息化建設(shè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：IEGIS 信息管理系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 實(shí)現(xiàn)

中圖分類號(hào)：TP31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）09（b）-0056-02

河道信息管理的數(shù)字化是以河道信息管理機(jī)關(guān)局域網(wǎng)為背景的一種新型數(shù)字化的工作環(huán)境，其運(yùn)用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在河道信息管理機(jī)關(guān)內(nèi)部辦公網(wǎng)、內(nèi)務(wù)資源網(wǎng)以及資源數(shù)據(jù)庫(kù)存的基礎(chǔ)上建立起開放的交互式管理和服務(wù)系統(tǒng)，超越時(shí)間、空間和部門分隔的制約，向提供高效優(yōu)質(zhì)、規(guī)范透明的數(shù)字化河道信息管理與服務(wù)。

為了進(jìn)一步的推動(dòng)河道管理工作的發(fā)展，河道管理工作也逐漸的加強(qiáng)了信息化建設(shè)，河道管理體系是衡量河道管理合實(shí)力的重要標(biāo)準(zhǔn)，建設(shè)智慧河長(zhǎng)信息管理系統(tǒng)，為河道管理工作人員提供具有開放性、靈活性，面向公眾的智慧河長(zhǎng)信息管理系統(tǒng)。大力推進(jìn)河道管理的數(shù)字化建設(shè)，已成為河道管理機(jī)關(guān)轉(zhuǎn)變管理職能、轉(zhuǎn)變工作方式和作風(fēng)，進(jìn)一步提高工作質(zhì)量和效率，建立辦事高效、運(yùn)轉(zhuǎn)協(xié)調(diào)、行為規(guī)范的管理體制的重要任務(wù)。河道管理的信息化建設(shè)可以大大提高員工的工作效率，優(yōu)化辦事程序。

1 系統(tǒng)分析

智慧河長(zhǎng)信息管理系統(tǒng)以圍繞實(shí)現(xiàn)“水清、河暢、岸綠、生態(tài)”的目標(biāo)，全面推行河長(zhǎng)信息化管理，此次建設(shè)主要在于完成一個(gè)高性能、高安全并易于維護(hù)的智慧河長(zhǎng)信息管理系統(tǒng)，智慧河長(zhǎng)信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一定要圍繞著河道信息管理的管理模式，保證智慧河長(zhǎng)信息管理系統(tǒng)與實(shí)現(xiàn)河道信息管理的業(yè)務(wù)流程和工作內(nèi)容相一致。河道信息管理數(shù)據(jù)傳輸多，數(shù)據(jù)相對(duì)較多，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)必須要保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)空間和數(shù)據(jù)的傳輸速度，同時(shí)也要加強(qiáng)系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。在開發(fā)的過程中，對(duì)河道管理機(jī)構(gòu)工作中各個(gè)環(huán)節(jié)的信息進(jìn)行收集、加工、存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)、和分析，促進(jìn)河道信息管理工作的程序化、規(guī)范化，提高工作效率，保證工作效果。

智慧河長(zhǎng)信息管理系統(tǒng)是以網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)技術(shù)為支撐，以河道信息管理體系和業(yè)務(wù)流程為依據(jù)進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)，結(jié)合B/S技術(shù)架構(gòu)進(jìn)行開發(fā)，基于IE技術(shù)的先進(jìn)性和成熟性，全面整合GIS與數(shù)據(jù)庫(kù)、軟件工程、人工智能、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其他多種計(jì)算機(jī)主流技術(shù)，成功研發(fā)出的革命性的全球新一代GIS平臺(tái)（IEGIS平臺(tái)）。IEGIS采用了面向網(wǎng)絡(luò)的分布式空間信息應(yīng)用服務(wù)支撐平臺(tái)，集二維、網(wǎng)格化、遙感影像于一體，基于實(shí)用性、人性化、高效性三大原則設(shè)計(jì)開發(fā)，可以通過它來發(fā)布GIS地圖、數(shù)據(jù)和應(yīng)用。使用IEGIS構(gòu)建的GIS系統(tǒng)允許任意數(shù)量的用戶通過組織內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訪問，最終實(shí)現(xiàn)的一個(gè)基于IEGIS的智慧河長(zhǎng)信息管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了河道信息管理工作方式的轉(zhuǎn)變，從手工工作到信息辦公的轉(zhuǎn)變，降低了河道信息管理的許多重復(fù)性工作，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、基本信息的管理、數(shù)據(jù)的分析結(jié)果進(jìn)行綜合展示等，為河道信息管理工作制定決策提供依據(jù)。通過分析，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)如下：

（1）以IEGIS為基礎(chǔ)，以信息化為核心，以動(dòng)態(tài)影像和文字為載體，使河道管理更加的智能化。

（2）信息資源的開發(fā)、整合與共享，實(shí)現(xiàn)部門間的協(xié)作，互聯(lián)互動(dòng)。

（3）公眾參與和監(jiān)督制度加強(qiáng)，河道管理工作更加透明化。

（4）系統(tǒng)加入河道管理人員綜合考評(píng)體系，健全考評(píng)機(jī)制。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

此次建設(shè)主要在于完成一個(gè)高性能、高安全并易于維護(hù)的智慧河長(zhǎng)信息管理系統(tǒng)，智慧河長(zhǎng)信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一定要圍繞著河道信息管理的管理模式，保證智慧河長(zhǎng)信息管理系統(tǒng)與實(shí)現(xiàn)河道信息管理的業(yè)務(wù)流程和工作內(nèi)容相一致。河道信息管理數(shù)據(jù)傳輸多，數(shù)據(jù)相對(duì)較多，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)必須要保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)空間和數(shù)據(jù)的傳輸速度，同時(shí)也要加強(qiáng)系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

系統(tǒng)軟件架構(gòu)分三層，即基礎(chǔ)設(shè)施、平臺(tái)和應(yīng)用系統(tǒng)，基礎(chǔ)設(shè)施主要包括硬件資源池和支撐網(wǎng)絡(luò)，硬件資源池是服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備和防火墻的組合，支撐網(wǎng)絡(luò)主要涉及到公眾因特網(wǎng)、無線通訊網(wǎng)和專用網(wǎng)等；支撐平臺(tái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的開發(fā)和運(yùn)行，主要包括操作系統(tǒng)，軟件開發(fā)平臺(tái)和數(shù)據(jù)庫(kù)等；應(yīng)用系統(tǒng)是平臺(tái)的顯示層，包括門戶、系統(tǒng)管理、信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)中心。門戶是信息發(fā)布和系統(tǒng)的接口部分，包括身份認(rèn)證、界面集成、公共服務(wù)和終端設(shè)備等，系統(tǒng)管理涉及到角色管理、流程管理、用戶管理、安全管理、日志管理和權(quán)限管理；功能子系統(tǒng)主要有IEGIS引擎平臺(tái)、WEB發(fā)布子系統(tǒng)、空間管理子系統(tǒng)、河道水利管理子系統(tǒng)、環(huán)保監(jiān)測(cè)及上報(bào)子系統(tǒng)、氣象監(jiān)控與共享子系統(tǒng)、專管員動(dòng)態(tài)管理子系統(tǒng)、無線數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、監(jiān)督中心受理子系統(tǒng)、協(xié)同工作子系統(tǒng)、大屏幕監(jiān)督指揮子系統(tǒng)、綜合評(píng)價(jià)子系統(tǒng)、應(yīng)用維護(hù)子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)交換子系統(tǒng)和二次開發(fā)數(shù)據(jù)接口。數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)著智慧河長(zhǎng)信息管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)資源。

（1）IEGIS引擎平臺(tái)。IEGIS引擎平臺(tái)是一套提供了驅(qū)動(dòng)和管理地理數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)渲染、查詢等功能的一套函數(shù)庫(kù)，所有的應(yīng)用層軟件只需要調(diào)用地圖引擎提供的功能接口就能較容易的完成其功能。導(dǎo)航引擎與地圖引擎的概念一致，導(dǎo)航引擎驅(qū)動(dòng)和管理是拓?fù)鋽?shù)據(jù)，提供的是路線和導(dǎo)引信息。IEGIS引擎平臺(tái)能夠封裝和保護(hù)幾何數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系和導(dǎo)引數(shù)據(jù)，對(duì)上層提供路線分析、拓?fù)浞治觥⒁龑?dǎo)信息的功能。IEGIS引擎平臺(tái)會(huì)封裝和保護(hù)地理數(shù)據(jù)的組織管理機(jī)制，對(duì)上層提供地圖移動(dòng)、放縮、渲染、空間查詢等功能。

（2）WEB發(fā)布子系統(tǒng)。WEB發(fā)布子系統(tǒng)是將網(wǎng)站上的需要經(jīng)常變動(dòng)的信息，河道管理動(dòng)態(tài)、新聞發(fā)布、促銷活動(dòng)和行業(yè)動(dòng)態(tài)等更新信息集中管理，并通過信息的某些共性進(jìn)行分類，最后系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)布到網(wǎng)站上的一種網(wǎng)站應(yīng)用程序。網(wǎng)站信息通過一個(gè)操作簡(jiǎn)單的界面加入數(shù)據(jù)庫(kù)，然后通過已有的網(wǎng)頁(yè)模板格式與審核流程發(fā)布到網(wǎng)站上。

（3）河道水利管理子系統(tǒng)。水利管理的目標(biāo)是：保護(hù)水源、水域和水利工程，合理使用，確保安全，消除水害，增加水利效益，驗(yàn)證水利設(shè)施的正確性。河道水利管理子系統(tǒng)主要內(nèi)容是：①水利調(diào)度，包括防洪調(diào)度、興利調(diào)度和排水管理。②用水管理，包括計(jì)劃用水、科學(xué)用水、節(jié)約用水等項(xiàng)。農(nóng)業(yè)灌溉用水管理包括建立灌溉制度，改進(jìn)灌水技術(shù)。③對(duì)水域、水流和水利工程的檢查觀測(cè)，包括河道觀測(cè)、庫(kù)區(qū)浸沒觀測(cè)、泄流觀測(cè)、冰情觀測(cè)和水工建筑物抗震監(jiān)測(cè)等各項(xiàng)水利工程檢查觀測(cè)。④水利工程養(yǎng)護(hù)修理和設(shè)備更新改造。⑤水質(zhì)監(jiān)測(cè)、水質(zhì)管理。⑥研究采用新技術(shù)和先進(jìn)手段，包括水利調(diào)度優(yōu)化技術(shù)、工程養(yǎng)護(hù)修理加固的新技術(shù)和建立水利管理自動(dòng)化系統(tǒng)等。

（4）環(huán)保監(jiān)測(cè)及上報(bào)子系統(tǒng)。環(huán)保監(jiān)測(cè)是間斷或連續(xù)地測(cè)定環(huán)境中污染物的濃度，觀察、分析其變化和對(duì)環(huán)境影響的過程。環(huán)保監(jiān)測(cè)及上報(bào)子系統(tǒng)的過程一般為接受任務(wù)，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和收集資料，監(jiān)測(cè)計(jì)劃設(shè)計(jì)，優(yōu)化布點(diǎn)，樣品采集，樣品運(yùn)輸和保存，樣品的預(yù)處理，分析測(cè)試，數(shù)據(jù)處理，綜合評(píng)價(jià)，并將這些信息存儲(chǔ)在系統(tǒng)中進(jìn)行上報(bào)。

（5）氣象監(jiān)控與共享子系統(tǒng)。本系統(tǒng)綜合了全球衛(wèi)星定位，GPRS通信、無線通信、數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等先進(jìn)行技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了雨量、溫度、風(fēng)速、風(fēng)向、空氣瀑濕度、大氣壓力、水位以及監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置等數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)。

（6）無線數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)。系統(tǒng)主要?jiǎng)澐殖扇龎K，分別為數(shù)據(jù)采集模塊、存儲(chǔ)和傳輸模塊和遠(yuǎn)程控制站模塊。數(shù)據(jù)采集模塊主要有FPGA進(jìn)行完成，存儲(chǔ)和傳輸模塊主要通過ARM9嵌入式系統(tǒng)板進(jìn)行完成，遠(yuǎn)程控制站也就是PC機(jī)。ARM9嵌入式系統(tǒng)板在數(shù)據(jù)寫入技術(shù)上采用的是DMA技術(shù)，這樣能夠大大提高系統(tǒng)吞吐量。在從FPGA板獲取采樣數(shù)據(jù)的同時(shí)，系統(tǒng)周期性的通過RS232串口從磁羅盤設(shè)備和GPS設(shè)備獲取方位信息和時(shí)間值，將采集到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行打包，并按要求寫入數(shù)據(jù)文件，將文件經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程控制站，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)不通時(shí)，也能夠通過無線方式傳輸接收數(shù)據(jù)信息，保證數(shù)據(jù)的傳輸工作，系統(tǒng)在能夠在操作的過程中修改采樣參數(shù)。

（7）大屏幕監(jiān)督指揮子系統(tǒng)是對(duì)系統(tǒng)中分散的多條線路信息進(jìn)行整理分析綜合評(píng)定之后進(jìn)行指揮調(diào)度的控制中心，是整個(gè)系統(tǒng)的信息處理、監(jiān)視和控制的中心機(jī)構(gòu)，它根據(jù)各種系統(tǒng)當(dāng)前運(yùn)行狀況和預(yù)計(jì)的變化進(jìn)行判斷、決策和指揮。顯示效果清晰自然，動(dòng)態(tài)效果流暢，能實(shí)現(xiàn)單屏顯、組合顯、整屏顯、疊加漫游等功能，讓調(diào)控指揮的抽象過程實(shí)現(xiàn)可視化、計(jì)量化。配合GIS、GPS系統(tǒng)顯示控制提升數(shù)據(jù)集成水平，整合計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、實(shí)時(shí)視頻等多種應(yīng)用處理和集成功能，完全滿足信息集中顯示、大數(shù)據(jù)量處理、實(shí)時(shí)準(zhǔn)確顯示的需要。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

智慧河長(zhǎng)信息管理系統(tǒng)作為河道信息管理的重要工具，處在了一個(gè)非常重要的位置。智慧河長(zhǎng)信息管理系統(tǒng)與其他管理系統(tǒng)有所區(qū)別。智慧河長(zhǎng)信息管理系統(tǒng)為酒河道信息管理的重要工具，主要用于內(nèi)部工作信息的傳遞和外部信息的公開，系統(tǒng)承載了越來越多的關(guān)鍵信息，這就需要更高的可靠性以及高性能。和外部系統(tǒng)要求將系統(tǒng)用戶與河道管理組織結(jié)構(gòu)及用戶相對(duì)應(yīng)，要求智慧河長(zhǎng)信息管理系統(tǒng)內(nèi)各子系統(tǒng)和外外部系統(tǒng)之間有信息交互，也就是說要求智慧河長(zhǎng)信息管理系統(tǒng)具有與其他應(yīng)用系統(tǒng)交互的接口。該系統(tǒng)主要包括十幾個(gè)子系統(tǒng)，本系統(tǒng)不僅要完成以上十幾個(gè)子系統(tǒng)的功能，也要實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)。

（1）系統(tǒng)界面友好易學(xué)，操作方便易懂，系統(tǒng)使用者在接觸后能夠很快上手，并且能夠掌握系統(tǒng)的使用流程。

（2）實(shí)現(xiàn)了河道信息管理的業(yè)務(wù)的數(shù)字化管理，對(duì)河道信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的管理，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

（3）系統(tǒng)具有安全性、穩(wěn)定性和高效性三個(gè)重要特點(diǎn)。

（4）系統(tǒng)提高了河道管理工作效率，減少勞動(dòng)力。

（5）系統(tǒng)的實(shí)施能夠提高河道的管理水平。

該系統(tǒng)中使用了兩臺(tái)服務(wù)器作為數(shù)據(jù)服務(wù)器，其中，一個(gè)作為主數(shù)據(jù)服務(wù)器，另一個(gè)作為備用服務(wù)器，智慧河長(zhǎng)信息管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)同時(shí)在兩臺(tái)服務(wù)器上部署，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的熱備份和數(shù)據(jù)同步，保證了智慧河長(zhǎng)信息管理系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和數(shù)據(jù)安全。

智慧河長(zhǎng)信息管理系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)為B/S架構(gòu)，河道管理工作人員能夠通過訪問接口進(jìn)行系統(tǒng)的內(nèi)部，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行管理，接口層Web服務(wù)器能夠?qū)⒂脩舻恼?qǐng)求傳給應(yīng)用層服務(wù)器；應(yīng)用層服務(wù)器通過和數(shù)據(jù)庫(kù)的交互來完成用戶的請(qǐng)求。

4 結(jié)語(yǔ)

智慧河長(zhǎng)信息管理系統(tǒng)因?yàn)槠渚哂休^高的可操作性、較好的交互性與較出色靈活性而被認(rèn)同，在很大程度上方便了河道管理的日常工作。智慧河長(zhǎng)信息管理系統(tǒng)作為河道管理的重要工具，主要用于內(nèi)部工作信息的傳遞，系統(tǒng)承載了越來越多的關(guān)鍵信息，這就需要更高的可靠性以及高性能。我國(guó)河道信息的管理工作僅僅處于起步階段。河道信息管理由于一直缺乏詳細(xì)的數(shù)據(jù)支持，因而一直無法建立起一套針對(duì)河道管理特點(diǎn)的管理體制。取而代之的場(chǎng)地粗放式的管理，管理機(jī)制并不全面，致使河道信息管理長(zhǎng)期處于嚴(yán)重浪費(fèi)資源和人力的運(yùn)營(yíng)狀態(tài)。該文主要對(duì)河道信息管理系統(tǒng)進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì)，最終實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于IEGIS的智慧河長(zhǎng)信息管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)仍然需要在使用的過程中進(jìn)一步的發(fā)現(xiàn)問題，改進(jìn)問題。

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