【摘要】以2011年鄱阳湖基础地理测量成果为数据源，在多源空间数据集成的基础上，利用ArcGIS Engine 进行二次开发，建立了一个以鄱阳湖湖区重点圩堤、穿堤建筑物、水系、湖区自然保护区等要素查询与分 析为特色的水利工程地理信息管理系统，可为江西省防汛抗旱、水利工程设计与管理等提供技术支持，亦 为鄱阳湖生态经济区的建设与可持续发展提供决策支持。
【关键词】鄱阳湖；水利工程；湖区水系；碟形湖
0 引 言
随着我国经济的持续发展，在水利工程设计要求 的不断提高和计算机软硬件技术不断发展的前提下，水 利信息的采集、处理、共享的方式都发生了翻天覆地的 变化，信息技术加速向水利行业渗透，水利行业面临着 全面技术升级的大好机遇。水利政务、防汛减灾、水资 源监控调度、大型工程的设计施工和管理都迫切需要采 用计算机、网络、微电子、3S技术等一系列高新技术对 水利行业进行全面技术升级和改造，尤其是地理信息系 统（Geographic Information System, GIS）对科学决 策和科学管理具有深远的意义。水利工程管理信息系 统是国家水利10个应用系统的重要组成之一，将GIS 有效地服务于水利工程信息管理系统，能够充分提高系 统的分布性、有效性以及系统性等特征，促使整个水利 工程管理过程能够实现有效集成，为水利工程的科学管理与运行提供了强大的技术支持。
为更好地推进“鄱阳湖生态经济区建设”国家战 略的实施，在江西省委省政府的支持下，集结省内重要 测绘力量于2011年启动了鄱阳湖基础地理测量，获得鄱 阳湖湖区最新最全的基础地理成果。为了更好地利用 该项目的成果，同时实现对鄱阳湖湖区各类地理空间数 据、水利工程相关的属性数据等的管理、查询、更新及 分析，有必要建立鄱阳湖湖区水利工程地理信息系统， 为省内的水利工程设计与建设、防汛等工作提供科学数 据和决策支持。以ArcGIS为开发平台，结合2011年鄱 阳湖基础地理测量成果，从鄱阳湖湖区水利工程和基础 地理信息数据管理等方面出发，在构建较全面的鄱阳湖 湖区水利工程专题数据库和地理空间数据库的基础上， 建立了以鄱阳湖湖区水利工程（圩堤、水工建筑物等） 和基础地理信息数据查询与管理为特色的鄱阳湖水利工程地理信息系统。
1 系统总体框架与关键技术
1.1 系统总体框架
综合运用空间信息技术、计算机技术及空间数据 库等高新技术建立了鄱阳湖水利工程地理信息管理系 统，其总体框架如图1所示。
1.2 系统建设的关键技术
1.2.1 多源多分辨率海量数据集中管理和共享
影像数据共有4级，分别为30 m Landsat影像、 2.5 m SPOT真彩影像、1.0 m黑白航空片及0.2 m无人机高 清真彩航片，系统中所用到的多分辨率影像数据量巨 大，约有100 G。多分辨率的影像的存储与显示采用的 是当前地理信息系统中常用的瓦片技术。数字线划图数 据量达5 G，由于是矢量数据，在调用时速度较慢。数 字高程模型数据量有4 G，也是采用瓦片的方式显示， 可极大地提高显示速度。该系统采用基于关系数据库管 理的两层结构，快速实现基础地理数据的查询、浏览和 分析等。
1.2.2 基础资料图层整理
图层数据整理是一个比较繁杂的过程，比如高程 点。由于原始地图采用图幅管理的方式，高程点文件 涉及到每一幅图子目录下的5个文件:.shp、.shx、. dbf、.sbn、.sbx，按照439幅图进行计算，数据库里的 高程点数据文件涉及到2 000多个文件，将这些文件整理到同一图层，有利于该数据的统一管理，为此，通过 自主开发图层整理程序，将这些文件进行合并处理，通 过搜索文件目录下的子目录，再将子目录下的文件根据 图幅名称进行复制更名，并将数据放入预定好的文件 夹，最后进行合并处理。
1.2.3 多源遥感影像融合
主要影像数据源有航空像片、SPOT-5影像以及 Landsat TM影像。原始SPOT-5影像包含了多光谱和全色 影像，其中多光谱影像具有丰富的光谱信息但空间分辨 率只有10 m，而全色影像系空间分辨率为2.5 m的灰度影 像。因此，有必要将两者进行影像融合来获得高空间分 辨率的真彩影像，从而更好地反映鄱阳湖湖区的真实 场景。SPOT-5影像的融合模型采用的是视宝公司用于 全国第二次土地调查的数学模型，通过该模型生成 了2.5 m的鄱阳湖湖区的真彩影像。此外，考虑到各幅 图像的获取时节上存在较大的差异，还采用航天远景易 拼图（EPT）软件对融合影像进行了匀光匀色处理，提 升影像视觉效果。
1.2.4 湖区内水系详细整理
鄱阳湖湖区河流纵横交错，除少数入湖河流外， 湖区内河流的流向，随季节不同呈现复杂状态。在上游 水位较高时，湖区河流一般从几大主要河流流向碟形 湖、内湖等。当主支河流水位较低时，湖区河流从碟形 湖、内湖流向主支，进而从鄱阳湖东、西水道汇入长 江。当长江涨水时，湖区河流呈现更加复杂态势，河流 起止点不定，连主要入湖河流流水都呈不定之势。湖区 内水系可综合反映鄱阳湖内河流的地形状态，详细描述 各河流基本信息。系统通过起止点地理位置、常态平均 水深、河长、平均河宽、河底最低高程等信息来反映各 条河流的地形现状，是首次对湖区内河流的详细描述。
2 系统主要功能
研制的鄱阳湖水利工程地理信息管理系统从功能 上可分为10个子系统：地图浏览子系统、圩堤查询子系 统、数据管理子系统、穿堤建筑物查询子系统、水系查 询子系统、蓄滞洪区查询子系统、自然保护区查询子系 统、空间关系查询子系统、公路交通查询子系统、统计 查询子系统。下文将对系统的主要功能进行详细描述。
2.1 数据资源管理
该模块主要包括：①数据管理子系统功能，包括 图层添加、属性数据编辑、矢量图图幅查询及出图数据 查询（接图表功能）等；②数据输入和更新包括数字线 划图数据输入、DEM数据输入、DOM数据输入、属性数据 更改、DEM数据更新等功能，如图2所示；③矢量图图幅 查询是根据湖区1:10 000接合表查询矢量数据，并可以 链接满足出图要求的各幅JPG地图，实现查看、打印和 输出的目的，具体如图3所示。
2.2 圩堤信息查询子系统
圩堤查询子系统为查询鄱阳湖基础测量范围内的 各圩堤属性而设计。依据《鄱阳湖区综合规划》2011年 鄱阳湖基础地理测量范围内共有63座万亩以上及保护重 点设施的堤防，各堤线总长1 711.9 km，包含了10万亩 圩堤、5～10万亩圩堤、1～5万亩圩堤，其中10万亩以 上的重点圩堤14座，5万亩以上或圩内有重要设施的圩 堤24座，1～5万亩圩堤25座。
在系统主界面的圩堤列表中输入圩堤名称，可以 在地图上查询圩堤看到圩堤的地理位置分布情况如图4 所示，并显示圩堤的详细水利工程信息。圩堤信息主要 包括一般信息、基本情况、堤身段基本情况、水文特 征、主要效益指标、历史决溢记录、堤基地质结构分类 及护坡信息等，如图5所示。
2.3 穿堤建筑物信息查询子系统
建筑物概况查询子系统是对于鄱阳湖湖区的水利 工程建筑物（主要为各圩堤的穿堤建筑物）的信息进行 查询展现，可以选择显示照片信息和主要设计参数等。 查询圩堤周边的自排站等水利建筑物的信息概况，并在 查询建筑物概况同时以建筑物为中心点在地图标识出相 关的建筑物，如图6、图7所示。
2.4 湖区水系查询
水系查询子系统包括鄱阳湖湖区河流、湖泊及水 库属性查询。其中鄱阳湖湖区河流水系包括赣江入河水 系、抚河入湖水系、信江入湖水系、饶河入湖水系、修 河入湖水系、主湖区水系、其他直入湖水系等七大水 系，共69条河。通过该系统主要可以获取河流、水库等 的面积、长度、起点、平均宽度及简介等信息，如图 8、图9所示。
2.5 自然保护区及蝶形湖查询子系统
该子系统主要是对鄱阳湖湖区的南矶湿地国家级 自然保护区、鄱阳湖国家级自然保护和都昌省级候鸟保 护区的边界范围显示，了解湖区内保护区所在区域及其 基本情况，并对两个国家级保护区中的32个重要蝶形湖 的范围及相关属性（包括最低点高程、面积、最低点坐 标、水闸的底板高等信息）进行查询，查询结果如图 10、图11所示。
2.6 蓄滞洪区与湖区交通信息查询
蓄滞洪区查询子系统可快速查询蓄滞洪区的相关 属性信息，蓄滞洪区相关属性查询主要包括有分洪口 门、安全区圩堤工程地质条件、水文情况及社会经济情 况,结果信息以列表的形式显示。蓄滞洪区查询子系统 主要分为蓄滞洪区的基本情况、分洪口门、水文信息、 撤离道路、避水设施及社会经济信息等要素的查询，如 图12所示。
公路交通查询子系统的开发主要是为了解决鄱阳 湖区域内公路等级、道路属性等查询问题。在该子系统 中可获取的信息主要有道路的平面位置、道路登记、各 段长度、路线代码、路线名称、路段代码、起点桩号、 止点桩号、技术等级等属性信息，如图13所示。
3 结束语
鄱阳湖水利工程地理信息管理系统以2011年鄱阳 湖基础地理测量成果为数据源，在建立较全面的鄱阳湖 湖区水利工程专题数据库和基础地理信息数据库的基础 上，研制了以鄱阳湖湖区水利工程（圩堤、水库）和基 础地理信息数据管理为特色的地理信息系统。该系统已 在鄱阳湖第六个单项初步设计、江西省五河治理防洪工 程初步设计及赣江抚河下游尾闾综合整治等工程科研项 目中应用，基础资料的系统化管理及快速获取改变了人 工查找纸质资料的工作模式，大大提升了工作效率。此 外，该系统在江西省的水利工程设计与建设中还将具有 广阔的应用前景，对于提高江西省水利信息化建设水平 具有重要意义，可为江西省的防汛抗旱、水利工程设计 与管理等提供技术支持，亦为鄱阳湖生态经济区的建设 与可持续发展提供决策支持。然而，目前系统的主要功 能是在于对数据管理、查询以及简单的编辑，后续还有 必要在数据处理与分析以及业务化应用（工程调度、淹没模拟分析等）等方面进行拓展研究，进一步增强系统 的实用性，提升水利工程管理的信息化程度。
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