基于GIS的水环境管理信息系统的研究_孙永旺

第 32卷第 5期 2007 年 9 月 测绘科学 Science o f Sur vey ing and Mapping Vol� 32 No� 5 Sep� 作者简介: 孙永旺 ( 1979�) , 男, 青 海互助县人, 硕士, 主要从事遥感与 GIS 应用研究。 E�mail: csusyw@ 163� com 收稿日期: 2006�07�03 基于 GIS的水环境管理信息系统的研究 孙永旺① , 朱建军① , 王 � 蕾② , 历 � 华① (①中南大学信息物理工程学院,长沙 � 410083; ②中铁十九局集团第三工程有限公司, 辽宁辽阳 � 111000) 【摘 � 要】当前, 水环境状况日益恶化, 其中很主要的一个原因没有对水环境信息进行有效地分析和利用, 本文 针对这一状况, 介绍了地理信息系统在国内外水资源和水环境领域的应用情况和研究的最新动态, 在分析了我国 水环境信息管理方面存在的一些问题的基础上, 设计并开发了水环境信息管理软件系统, 并对水环境多源数据集 成, GIS 与水环境数学模型的集成等关键技术进行了探讨。 【关键词】 GIS; 水环境; 水环境模型 ; 信息系统 【中图分类号】 P208 � � � � 【文献标识码】 A � � � � 【文章编号】 1009�2307( 2007) 05�0165�04 1 � 引言 水资源短缺、水污染加剧、水环境恶化是当今世界各 国所面临的共同问题[1, 2] , 中国的水质更不容乐观。没有迹 象表明中国受严重威胁的淡水湖泊水质出现好转, 近海水 质却进一步恶化, 地下水污染也有加剧的趋势[ 3]。我国水 环境不断恶化, 究其原因, 除经济发展带来的水环境污染这 一客观原因外, 还有以下几点: ①对水环境的监测项目不 够全面; ② 未能从系统的观点对水环境进行全面的综合管 理和保护。环境地学研究的对象是一个复杂系统, 系统内 部各要素间具有极为复杂的关系, 仅凭传统的单要素分析 已经难以满足人们全面认识的需求。随着定量化研究的深 入, 人们对环境系统的研究已经从单要素的定性分析过渡 到多要素、多变量综合地定量分析。内容和形式的多元化 已成为环境地学数据存在的特征, 而需要解决的问题的复 杂化、涉及内容领域的多样化, 要求使用多种数据源。而 这些数据又是环境评价、规划和决策等的基础。因此如何 更有效地采集、组织管理这些信息是更好地应用地理信息 系统的前提[3] , 解决这些问题的关键在于对环境数据进行 面向对象的管理, 并进行综合分析和处理, 因此迫切需要 建立水环境数据库和生态环境综合管理信息系统。 2 � 国内外研究的现状 在国外, 地理信息系统在生态环境研究中得到了广泛 的应用, 主要在以下几个方面: ①生态环境背景调查; ② 用遥感信息与地面站点监测信息相结合, 对环境(水、大气 及固体废气物等 ) 进行动态、连续监测; ③利用 " 3S" 技 术支持自然生态环境监测、预报与评估; ④面源污染的监 测、分析与评价; ⑤生态环境影响评价; 生态区划与规划; 环境规划与管理等[4]。 近年来, 美国非常重视对非点源的研究和控制, 并为 用户提供相应的计算机模拟工具。如 USEPA (美国地质调 查局)水办公室为区域、州和地方环境保护机构开发了 BA� SINS( Better A ssessment Science Integ rat ing Point and Non� point Sour ces 的缩写) 软件。该软件是一个流域范围水质研 究的多目标环境分析系统和流域水环境管理工具, 既综合 了水质与水量, 还综合考虑了点源与非点源等因素, 特别 适用于流域水资源保护、水环境管理和决策支持。它将 GIS、全美流域数据以及从简单到复杂的环境评价和模拟工 具集成在一个容易使用的软件包里, 可支持不同尺度的分 析研究, 因而使用起来具有很大的灵活性。传统的流域评 价方法一般涉及许多独立的步骤, 如: 数据准备、对信息 进行总结、绘制图表、应用和解释模拟结果。每一步骤在 实施时需要一系列的工具和计算机系统。BASINS 则将传 统的流域评价方法所涉及的这许多独立的步骤综合在一起, 形成一个统一的工具和计算机系统[5]。 我国 � 3S� 技术部门的研究、开发能力及水平与美国 差距并不太大, 但在应用方面差距显著。美国的环境和水 资源部门 � 3S� 及计算机技术的应用已相当普遍, 但在我 国主要还停留在研究阶段。 我国环保、水利系统目前还没有这样的 � 3S� 及计算 机技术应用系统、网络系统和数据库系统, 所有的相关信 息存放在各个不同的部门, 信息的巨大作用难以得到有效 发挥。在流域水环境模拟与管理方面, 也缺乏有效的、统 一的工具系统[5]。 目前国内一些城市的环境部门已经建立了一些将地理 信息系统( GIS) 与水质信息管理相结合的水质管理系统 , 但是其属性数据只是用于检索和查询, 或进行简单的统计, 难以深入的分析, 难以发掘隐含在其中规律。一些中小城 市, 由于各方面条件的限制, 还仅仅是使用数据库系统来 管理水质资源的属性信息, 没有将属性信息和图形信息关 联起来, 目前仍在使用全国环境监测数据管理系统, 该系 统仅是管理水质信息的属性数据, 存在着很大的不足。 总之, 许多发达国家的环境保护研究已从第一阶段的 侧重调查、制图, 进入第二阶段的侧重模拟、监测和管 理[ 3]。我国还停留在第一阶段。 3 � 系统建设的基本思路 3� 1 � 系统建设原则 ①实用性: 最大限度地满足环境保护部门的业务需求, 为环境管理人员以及环境保护技术人员提供有效的技术工 具; ②标准性: 整个系统的建设需遵循标准化、统一化的原 则, 系统在数据分类编码、数据格式、数据接口、软件接口 和系统开发等方面要严格执行国家与行业相应的 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 和标 准; ③开放性: 系统需要采用开放式设计, 可以在应用中不 断由用户补充和更新功能, 具备良好的与其他系统的数据交 换和功能容错能力; ④动态性: 系统要能够顾及环境空间数 据不断变化和增加的需要, 也要充分考虑到环境保护业务发 展的需要, 系统要根据环境数据、业务、结构等各种变化, 动态调整、优化和扩展有关功能; ⑤安全性: 面对网络运行 环境, 建立完善的安全防护机制, 保证合法用户能够方便访 问数据和使用系统, 阻止非法用户操作系统。 3� 2� 系统体系结构设计 随着 GIS 应用水平的提高, 两层 C/ S结构的 GIS 系统存 在诸多缺陷, 因此我们选用三层结构的分布式计算结构。三 层结构是多层结构软件体系最基本的形式, 它将数据处理过 程分为 3 部分: 用户界面、业务逻辑和数据服务, 是分布式 技术成熟之后建立起来的。基本思想是, 将用户界面同业务 逻辑分离, 把信息系统按功能划分为表示、功能和数据 3 部 分, 分别放在不同的硬件平台上, 基本框架如图 1 所示: 图 1� 系统体系结构 用户界面层是系统的用户接口部分, 即人�机部分, 是 用户与系统间进行交互的窗口, 主要功能是指导操作人员使 用界面、输入数据和输出结果。业务逻辑曾是应用的主体, 包括系统中核心的和易变的业务逻辑, 其功能是接受输入, 处理后返回结果, 应用主要通过分布式对象组件技术来实 现。数据服务层即数据库管理系统 ( DBMS) , 负责对数据库 的读写和维护, 能够迅速执行大量数据的更新和检索等数据 服务操作。客户机通过局域网和 Internet访问数据库。 3� 3� 数据库设计 1) 数据组织 数据库分为空间数据库和属性数据库两大部分。空间数 据反映河流、湖泊等地物的空间位置、分布情况以及相关环 境因素的拓扑关系, 如: 行政区划图、地形图、污染企业分 布图、水系图等, 它们之间通过地理对象的 ID 号相联系。 空间数据通过 ArcSde来组织和管理, 以图层 ( L ayer)的形式 来体现。 属性数据主要为野外收集的社会经济环境调查和统计报 表数据, 气象、环保、水利等相关专业部门。具体内容包 括: 各监测站、监测点数据, 如监测站信息表、代码与名称 对照表、监测单位信息表等; 反映水质污染的各项监测数 据, 如河流名称、监测地点、监测年月日、时间、固体悬浮 物、溶解氧、生物需氧量、化学需氧量、温度、总磷、总汞 等; 人口、地理名称注记等方面的数据。系统后台数据库使 用 SQL Sever 2000, 从而实现空间数据、属性数据的统一存 储管理。空间数据和属性数据通过监测点的 ID 号相关联, 如图 2 所示。 2) 基于元数据的管理模式 元数据就是数据的数据, 水环境空间元数据是关于系统 中所有水环境空间数据包括属性数据、空间数据的描述性信 息。如果说水环境空间数据集是对现实世界中水环境的一个 抽象映射, 水环境空间元数据则是对水环境空间数据集的一 个抽象映射。所以水环境空间元数据和水环境空间数据只不 过是对水环境不同抽象层次的描述, 是对水环境信息的不同 深度的表达, 它们统一于它们所反映的客观内容。从另外一 个角度讲可以把它想象成是系统的数据目录, 它描述了数据 图 2 � 监测数据集的空间特征图元 (pictogram)E�R图描述 的内容、质量、粒度、采集时间、位置、采集单位等。利用 它客户就可以知道系统中都有什么数据; 利用它就可以实现 国家级、流域级、省级三级管理体系; 利用它才能有效地定 位、查询、获取相关数据。系统任何功能的完成都要通过元 数据来完成。 4 � 系统主要功能 4� 1� 生态环境数据动态监测 环境质量监测点(断面)分部和环境监测质量信息的 GIS 表达与处理, 能够在 GIS 技术支持下收集并管理环境监测信 息, 为环境监测点 (断面)的选取和调整提供分析手段和依 据; 通过监测点的历年数据、现状数据、环境监测目标等数 据的比较分析。反映各类监测点(包括国控、省控、一般及 省、市交接断面) 水环境变化状况和目标趋势, 科学地掌握 监测点绝对或相对污染情况, 提供监测对象的污染程度分析 和专题图。 4� 2� 生态环境数据管理 随着生态环境研究的时空尺度越来越大, 人们可采集的 生态环境数据日趋海量化。同时, 要完成大尺度的、长期的 生态环境研究不仅需要多学科之间的协同合作, 更需要以高 质量的生态环境数据共享为基础的研究。生态环境数据管理 也日趋重要, 它是进行生态环境信息模拟和传播的保证。 GIS 中的数据库技术以及元数据技术是生态环境数据管理技 术的基础。GIS 应用于生态环境数据的管理包括数据的采 集、维护、操纵、分析、存储、转换、输出等。 4� 3� 生态环境模拟分析 基于 GIS 的生态境信息模拟分析是对生态环境数据较为 深层次的处理, 是 GIS 应用于生态环境研究最为重要的组成 部分, 是生态环境数据演变为生态环境信息至生态环境知识 的关键步骤。它是以 GIS 技术以及其他信息技术为基础, 对 生态环境信息加工、再生及获得某一生态环境问题解决的目 的、计划和策略信息。 4� 4� 生态环境综合评价 生态环境的评价、管理是建立在生态环境监测数据的基 础上。通过时生态环境模型的分析得到区域生态环境的状况 参数, 然后才能对生态环境进行预测和规划。在生态环境数 据采样时, 首先在遥感数据的支持下, 获取需采样的生态环 境指标的定性信息, 然后制定出合理的采样方案, 划出重点 采样区, 以提高工作效率和样品的利用率。然后结合 GPS 完 成采样任务。采样完成后, 将预处理的信息输入到 GIS 中, 利用插值或拟合方法, 得到有关生态环境因子的分布图, 了 166 测绘科学 � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 第 32 卷� 解各生态环境因子的空间分布情况。然后利用 GIS 的叠加分 析、缓冲区分析、路径分析、趋势面分析等进行全区域生态 环境的综合评价, 再将评价指标输入到生态环境管理规划模 型中, 指定出该区域的生态环境规划策略。 4� 5� 多媒体演示以及基于多介质的生态环境信输出 多媒体数据的整体性和形象性可以克服文本描述的某些 缺陷, 如调查对象的整体外观和周围环境的 � 特写�, 因此 以数码相机和摄像机采集的相片和视频数据也是环境调查重 要的数据源。通过地理编码可以建立多媒体调查信息与调查 对象的图元及其文本属性的联系。 5 � 关键技术 5� 1� 多源数据的集成 1) GIS多源数据的集成 由于水环境信息涉及大量的一定时间、空间范围内大气 降水、地表水、地下水水质与水量及与之相关各种格式复杂 的信息。水环境信息既有描述有关地理特征的位置关系信 息, 又有反映不同时间水资源质与量的属性数据, 以及大量 复杂的大气降水、地表水、地下水、水文气象、影像等流 域、省(市、区) 水资源管理信息, 因而水环境信息具有地域 性、时效性、复杂性和多目的性特性。同时, 这些信息又具 有分布存储、存储量大和格式繁多的特点。如何有效地集成 这些数据是系统的一个难点。 目前, GIS 多源空间数据的集成主要有两种模式, 即数 据标准化模式和操作标准化模式, 所谓数据标准化, 是指通 过建立统一的数据交换标准来约束并规范已有的各类地理信 息系统, 采用数据交换标准来进行空间数据共享。它主要是 由大商业软件开发商或数据标准化组织负责提出明码数据交 换格式, 用户自己编写相应的数据转换程序把其他格式的数 据经过转换, 变成本系统的数据格式。所谓操作标准化模 式, 是指建立开放式地理数据互操作规范( OpenGIS) , 进行 异构地理信息系统互操作。OpenGIS 是 OpenGIS Consort ium ( OGC)制定的规范, 是 OGC 关于地理数据互用性规范中的 最高层次。目的是提供一套全面的、开放的接口规范, 以支 持开发者编写提供在网络环境中透明地访问分布式异质地理 信息资源功能的互操作部件, 从而使得一个系统同时支持不 同的空间数据格式成为可能。 2) RS和 GIS 数据的集成 水环境信息系统的 RS 数据和 GIS 数据的结合, 既可以 保证信息系统具有高效和稳定的信息源, 又可以对遥感信息 进行实时处理、科学管理和综合分析, 实现监测、预测和决 策的目的。它们集成的技术方法可以包括: ①遥感图像纠 正: 在地理信息系统支持下, 根据坡向和遥感影像之间的相 互关系, 采用数字相关技术自动选取控制点, 进行遥感影像 的几何纠正; ②复合显示: 遥感与地理信息系统叠加复合显 示, 可以帮助用户快速而准确地选择训练样区或直接进行分 类结果的屏幕编辑; ③自动建立数字高程模型: 采用视差模 型可由遥感立体像直接生成数字高程模型, 免去了地形等高 线数字化的繁重工作, 同时也避免了地面高程插值造成的误 差; ④专题信息自动或半自动提取: 在地理信息系统支持 下, 由遥感影像自动或半自动提取专题信息, 更新地理信息 系统数据库; ⑤遥感影像地理信息系统操作: 调用地理信息 系统图像操作功能处理遥感影像, 包括数字变换、统计量算 等; ⑥遥感与地理信息系统集成技术系统: 融遥感处理与地 理信息系统功能为一体的集成系统; ⑦遥感影像辅助 GIS 空 间数据的获取与更新: GIS 空间数据的获取与更新需要遥感 影像进行辅助。 5� 2� GIS与水环境应用模型的集成 水质、水量模型是一种数学模型, 它在数值计算、参数 率定上具有长处, 但在数据管理和维护、模拟结果表现及空 间分析上能力有限, GIS 可以更加明确地揭示不同区域的水 环境质量, 反映水体环境质量在空间上的变化趋势。为了提 高水质模型的预测、模拟能力及易用性, 将水环境模型、数 据库和 GIS 进行集成, 可以更加有效地为水资源管理、水污 染控制提供服务。模型与 GIS 之间的集成, 按照集成程度的 不同一般可分为 3 种形式: 1) 独立集成: 是一种松散的集成, 集成的形式是通过 文件(如 ASCII 文件) 交换机制来实现 GIS 与水质模型中不同 数据之间的数据交换, 集成的目的是为了利用各自的功能。 图 3 � 水环境模型和 � � GIS的集成 2) 紧密耦合: 这种集成形 式, 需要一定的编程工作, 通过 宏语言或其他编程语言编制各个 部分之间的接口程序, 设计一个 统一的用户界面, 生成一个模型 系统, 如图 3 所示。 3) 完全集成: 集成后的系统 应该能够在无缝的、友好的环境 中进行工作, 子系统之间的相互作用非常简单有效, 用户可 以实时地将模拟结果可视化, 根据查询要求干预或中断决策 过程, 查清关键的时空因子, 并修改底层模拟模型。GIS 的 集成的优点是既可以充分利用 GIS 工具软件对空间数据库的 管理、分析功能, 又可以充分利用其他工具的特点, 如可视 化的集成开发环境、与平台的无关性等。本文采用了紧密耦 合的集成形式, 利用高级可视化开发语言 VB� NET 及 Ac� tiveX 控件( ESRI 公司的 MapObjects) 实现 GIS 与水环境模 型的集成。 6 � 结论与展望 基于 GIS 的水环境信息系统突破了传统的水环境信息系 统的开发模式, 具有如下优点: ①解决了传统水环境管理信息系统只管理单调的属性数 据, 对水环境监测和分析不全面的问题, 使水环境管理与决 策建立在空间数据与属性数据结合的基础上, 通过空间数据 与属性数据的结合, 进一步进行空间分析, 挖掘出隐藏在数 据背后的信息; ②使得水环境信息更加直观, 为环境综合治 理决策提供了科学依据, 通过 GIS 可视化的功能使信息及空 间分析的结果以各种图形、图表、多媒体的方式显示出来, 利用相应的水质模型, 进行水环境信息化的管理和决策, 并 可以进一步通过网络进行水环境信息共享。 随着遥感( RS)、全球卫星定位系统( GPS)和地理信息系 统( GIS)一体化信息获取与处理技术 (也称 � 3S� 集成技术) 的发展, 有效地解决矢量数据与影像数据的一体化存储、查 询、相互转化和互动关系等问题, 实现定量分析与空间综合 同步、多维信息兼容, 将其应用到水环境监测中, 建立水环 境决策支持系统, 更加全面、准确地反映区域水环境状况及 作出相应的决策; Internet 的快速发展, 以及大范围水环境 监测站点的分散性, 促使 GIS 与 Internet 相结合, 形成Web� GIS, 为地理信息的获取、共享和发布提供了便捷、经济的 技术途径和方法, 在水环境信息发布、水资源管理与规划、 环境污染事故的预测预报等方面起到越来越重要的作用。 参考文献 [ 1] 钱家忠, 吴剑锋, 朱学愚, 等� 地下水资源评价与管理 数学模型的研究进展 [ J] . 科学通报, 2001, 48 ( 2) : 99�103� [ 2] 周念清, 钱家忠, 吴剑锋� 我国北方岩溶区优势面控水 机理及优势参数的确定与应用 [ J] . 地质论评, 2001, 47 ( 2) : 151�156� [ 3] 王天阳, 李凤全� 在环境地学研究中应用 GIS急需解决 的问题分析 [ J] . 2003, ( 10) , 25( 10) � (下转第175页) 167� 第 5期 � � � � � � � � � � � � � 孙永旺等 � 基于 GIS 的水环境管理信息系统的研究 在浏览器端, 采用 IE 等通用浏览器; 在服务器端, 采用 Window s 2000 Serv er 及 Internet I nfo rmation Serv er ( IIS ) 5� 0, 通过 Serv let与 ArcIMS 进行交互, 要发布的带有 Ap� plet 的网页放在服务器上。Ser vlet 是用 Java Serv let API编 写的跨平台的服务器端运行程序。在 I nternet 应用中, Ser vlet和Web服务器、浏览器技术结合在一起, Serv let运 行在提供 Serv let运行支撑环境的Web 服务器的 Java 虚拟 机中。这里采用 Serv letExec5� 0 建立 IIS 和 ArcIMS 之间的 联系, 浏览器端的请求发送到 IIS 后经由 Ser vlet 发送到 ArcIMS; A rcIMS 把请求的结果通过 Serv let 发送到 I IS, 再 由 IIS 发送到浏览器端[ 12]。 3� 3� 2 � 部署 ArcIMS 实现三峡库区地理空间数据发布, 首先要使用 ArcIMS 管理器, 它包括三个主要工具: A rcIMS Autho r, A rcIMS Designer 和 ArcIMS Administ rato r。 1) 利用 Author 工具增加地图内容并创建配置文件 使用 Autho r工具, 通过 ArcSDE, 连接服务器数据库 系统中三峡库区空间数据集, 整理成地图图层; 设置显示 比例尺, 要素表现特性和地理编码; 并生成一个基于 ArcXML 的配置文件, 并将地图配置文件输入到一个地图 服务中。图 6 是用 Autho r连接 ArcSDE 服务。 2) 利用 Designer工具设计 Web 站点 Designer 工具提供了一种快速定制客户端界面的模板。 根据 ArcIMS Aut ho r定义的数据服务, Ar cIMS Designer生 成用户可以浏览的Web 站点和地图服务, 并且可以定义页 面要素、地图范围、鹰眼、比例尺和查询漫游工具等。 3) 利用 Administrato r 工具创建服务 Administr ator 最主要的作用是创建和启动地图服务。 Administr ator 用 Autho r 创建的地图配置文件生成一个 Mapser vice, A rcIMS 空间服务器解析用户请求并进行相应 的处理, 根据地图配置文件中的定义把这些数据组织在一 起发送给客户端。 3� 3� 3 � 查看并测试站点 ArcIMS 部署完成后, 远程用户即可通过通用 Web 浏 览器访问服务器 SQL Server 中的三峡库区地理空间数据。 在 IE 浏览器地址栏中输入 http: / / localho st/ Website/ SanXia/并回车, 稍等片刻即可看到网页主要界面 ( SanXia 即为创建的站点的名字) , 页面如图 7 所示。通过该主页即 可实现各种 GIS 基本功能, 如地图缩放和漫游、图层控制、图层属性 设置、鹰眼、查询、距离量算、缓冲区分析、图片保存、 地图打印等。 除了通用Web 浏览器可以访问 ArcIMS 站点外, 在客 户端, Ar cIMS 还支持其他多种连接方式, 如 ArcGIS 桌面 应用程序及无线客户端设备。此外, 利用 ArcXML 语言可 以定制客户端程序, 扩展 ArcIMS 应用, 实现更高级的 服务。 4 � 结束语 本研究利用 ArcSDE for SQL Serv er技术, 实现了长江 三峡库区复杂的多元空间数据的多用户及版本化管理, 大 大提高了海量空间数据存储管理效率; 并基于 ArcIMS 技 术检索发布存储在 SQL Server 中的多元空间数据, 实现了 数据的网络共享, 为多元海量空间数据的存储、管理和信 息发布提供了技术方法参考。 参考文献 [ 1] 张新长, 马林兵, 张青年� 地理信息系统数据库 [ M ] � 北京: 科学出版社, 2005: 1�4� [ 2] 韩鹏, 徐占华, 褚海峰, 等� 地理信息系统开发�Arc Objects 方法 [ M ] � 武汉: 武汉大学出版社, 2005: 262�270� [ 3] 刘南, 刘仁义� WebGIS 原理及其应用�主要 WebGIS 平台开发实例 [ M ] � 北京: 科学出版社, 2002: 47�55� [ 4] 李小秋, 尹志永� 基于 ArcSDE 的数字正摄影像 ( DOM)数据库的建立 [ J] � 测绘工程, 2005, 14 ( 4) : 36�38� [ 5] ESRI� ArcGIS9 Under standing A rcSDE [ Z ] � ESRI P ress, 2004� [ 6] 赵江洪� 基于 MapObjects 的WebGIS 系统的设计 [ J] � 测绘科学, 2006, 31( 3) � [ 7] 毛锋, 沈小华, 艾丽双� ArcGIS8 开发与实践 [ M ] � 北京: 科学出版社, 2002� [ 8] 张书亮, 闾国年, 李秀梅, 等� 网络地理信息系统 [ M ] � 北京: 科学出版社, 2005� [ 9] 黄康, 史舟� ArcIMS 原理分析及应用开发 [ J] � 地 球信息科学, 2005, 7( 3) : 61�66� [ 10] 何政伟, 黄润秋, 许强, 等� 库区塌岸空间信息管 理系统构建 [ J] � 物探化探计算技术, 2004, 26 ( 4) : 342�346� [ 11] 田凤, 赵卫东� 基于 ArcSDE 道路信息管理系统的 设计与实现 [ J ] � 计算机工程, 2006, 32 ( 42) : 275�277� [ 12] 殷传斌, 张寅, 毛永明� 基于 WebGIS 的水环境管 理信息发布系统 [ J] � 四川环境, 2005, 24 ( 6) : 99�101� (上接第 167 页) [ 4] 资源与环境专业委员会� GIS 技术在环境资源工作中 的应用与发展 [ EB/ OL ] . ww w� gisfo rum� net网站 [ 5] 翁立达, 彭彪, 彭盛华� 美国水资源保护考察报告 [ J] . 水资源保护, 2004, ( 6 ) � [ 6] 王卉� 一种解决 GIS 多源数据无缝集成的方法 [ J] . 测绘工程, 2003, 12( 2) � [ 7] 施建强, 徐立中, 黄凤辰, 等� 水质遥感信息与 GIS 集成方法与实现 [ J] . 数据库与信息处理� [ 8] 李旭祥� 环境地理信息系统 [ M ] . 北京:电子工业出 版社� [ 9] 廖克, 等� 生态环境综合信息图谱的初步研究 [ J] . 测绘科学, 2005, 30( 6) � [ 10] 何艳, 徐建明, 施加春� GIS 在环境保护中的应用现 状与发展 [ J] . 环境污染与防治2003, 25( 6) � [ 11] 耿庆斋, 张行南, 郭亨波, 等� 地理信息系统与一维 水质模型的集成开发环境 [ J] . 科学与技术, 2003, 26增刊� [ 12] 施建强, 徐立中, 林志� GIS 与水环境多源监测信 息集成研究 [ J] . 计算机工程, 2005, 31( 12) � [ 13] 张毅, 刘瑜, 王永乾� 水环境空间信息管理系统的设计 和实现 [ J] . 地理学与国土研究, 2000, 16( 4) � [ 14] 张行南, 耿庆斋� 逄勇水质模型与地理信息系统的集 成研究 [ J] . 水利学报 , 2004, ( 1) � 175� 第 5期 � � � � � � � � 王广杰等� 基于 ArcSDE与 ArcIMS 的海量空间数据存储管理与网络发布 will lose their primary pipe- po int symbol information after data transformation, w hich will bring g reat difficult to data's under� stand and employment. Because main GIS software can suppor t the display of TrueType font symbol, based on TrueType font symbol librar y, po int symbol's lossless sharing between GIS sys� tems can be realized. P ipe- point symbol sharing in MapInfo, CAD and ArcGIS are exemplified in the paper, which has ver ified the validity of the sharing method. Key words: GIS; pipe- point symbol; TrueType font sym� bo l; sharing TA O Tao① , WU Di ① , LI Yan - na② (①Colleg e of A r� chitecture and U rban Planning, Chongqing Univer sity, Chongqing 400045, China; ②College of Tourism, Chongqing Techno logy and Business University, Chongqing 400067, China) Research on Ajax applications in WebGIS Abstract: There are tw o shortcomings in traditional Web� GIS: one is the slow response speed and bad user exper ience, the other is the only support o f raster picture. A jax , as the main techno logy of Web2. 0, has made a g reat success in the applica� tion of Goog le Map. Based on the analysis o f Goog le Map and Ajax, a new framework of vector WebGIS mode is designed, and its function is r ealized too. This mode can str engthen user expe� rience in the client, and lighten the pressure in the server, which effectively reso lve the limitation o f traditional WebGIS and will be the representation of futur e WebGIS. Key words: WebGIS; A jax; asynchronous; vector; SVG L UAN Shao - p eng, ZH U Chang - qing ( Institute of Survey ing and Mapping , Information Eng ineer ing Univer sity, Zhengzhou 450052) Description of linear features under restricted Delaunay triangula� tion� � Abstract: Based on Delaunay triangulation of linear fea� tures, the paper formed a kind of restricted triangulation, defined a set of components in the str ucture, and constructed a tree- fo rm data model. The model could identify the bents of linear features. Moreover, it could express combinational relation of bents. At last, the paper described the shapes of bents quanti� tively. The analysis and experiments showed that the model and the method w ere logically corr ect. They had a basic significance fo r liner features morphological analysis and automatic cartog� raphic g eneralization under GIS. Key words: geographic information system; linear features; delaunay triangulation L UO guang - x iang①② , H ao- Qi - li① , ZH AO Cai - yun① , WANG jun- f eng① , ZHA NG zhuan① , ZH OU guo- rui② (①School of Resource and Geo- science, Chang� an uni� versity, Xi� an 710054, China; ②School of Resource and En� vironment, Wuhan university, Wuhan 430079, China) The application of QueryBuilder interface in programming on MapXtreme for Java� � Abstract: One of the powerful functions of MapXtreme for Java is its multi- supply to the spatial data sources. For senior developer, impo rting database- type spatial data sources and u� sing SQL query to define layers is one of the key points and tech� nique difficulty. The QureyBuilder interface technique is just the crucial aspect to this issue. So acquaintance to the QureyBuilder interface and being able to extend it and implement it has impor� tant means. This paper analyses the w ay of how layers being de� fined by SQL queries, descr ibes the application mechanism of the QureyBuilder inter face and also proposes an entir e instance by u� sing this interface. Key words: MapXtreme for Java; QureyBuilder interface; WebGIS MA Qing - xun① , WU Fa - dong② (①Remote Sensing Application Insititute of ARSC, Xian 710054, China; ②School of Earth Sciences And Resources, China Univ ersity of Geosci� ences , Beijing100083, China) Research on the water environmental information management sys� tem based on GIS� � Abstract: One o f the main r easons why water envir onment condition wor sens day by day is that we have not analyzed and used w ater environmental information effectively. F or this situa� tion, the newest application and research tendency of GIS in wa� ter resour ce and water envir onmental domain internal and interna� tional is introduced. Based on the analysis of problems ex isted in our country 's w ater environmental information management as� pect, the paper designs and develops a water environmental info r� mation object- oriented management system. Some key techno l� og ies such as multiple source data integration, GIS and the water environment mathematical model integration are discussed. Key words: GIS; water envir onment; w ater envir onmental model; info rmation system S UN Yong - wang① , ZH U J ian - j un① , WA NG Lei ② , LI H ua① (①College of Info- Physics and Geomatics Engineer� ing, Central South University, Changsha 410083, China; ② The third branch of China Railw aw 19 Bureau Group Co. , LTD, Liaoyang111000, China) Dynamic land use change update based on VB + MapObjects Abstract: The geographic information system ( GIS) is the main technical method to realize spatial data update and analysis when monitoring land use change dynamically. Based on dynamic change update pattern, polygon characteristic and polygon object update model during the land use mapping, the dynamic change technique is proposed inco rporating the GIS spatial analysis func� tion. VB and MapObjects are adopted to redevelop the component GIS model. The exper iment results show that good stability, relia� bility and high efficiency can be reached with the proposed method. Keywords: land use; dynamic change update; MapObjects; polygon; overlay TIAN H ong - j un①,② , ZHANG Ji - x ian① , LI U Zheng - j un① , SH UI X iao - bing③ (①Institute for Photog rammetry and Remote Sensing, Chinese Academy of Surveying and Map� ping, Beijing 100039, China; ②College of Mathematics, Physics & Software Engineering, Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou 730070, China; ③Sichuan Bureau of Geology and Mineral Explo� ration and Development, Chengdu 610501, China) Study on intelligent choice of representation methods in thematic map� � Abstract: Intelligent car togr aphy is the tendency. In this paper , the knowledge of choosing representat ions of thematic map is illustrated fir stly, including descr iption o f the ten main repr esentations, the facto rs that affect the process o f choo sing repr esentations, the combination possibility among the repre� sentations. And a new choosing - rules and combination - rules ar e g iven. Then, the fundamental concepts and modeling pr ocess of know ledge model is introduced. Based on this, the know ledge model o f choosing r epresentations of thematic map is constructed and the theo ry and method o f r elational database is used to imitate the know ledge model. Finally, the exper i� mental system is developed based on WebService, and then tw o examples are g iven to test it. Key words: int elligent; representat ion; know ledge mod� el; WebServ ice T IA N j ing ①② , H UA NG Ren - tao①② , G UO Qing - sheng①② (①Schoo l o f Resource and Environment Science, Wuhan Univer sity , Wuhan 430079 , China; ②Key Labo ra� to ry of Geog raphic Info rmation Sy stem, M inistr y of Educa� tion, Wuhan Univer sity, Wuhan 430079 , China) Storage managements and Web publication for massive data based on ArcSDE and ArcIMS: a case in three- gorge reservoir area Abstract: Along w ith inflat ion of the spatial info rmation quantity, the data stor age management, data issue and sha� r ing arouses the attention day by day. T aking the three- go rg e reservo ir area as an example, this a rticle analy zes the co re technolog ies of ArcSDE and ArcIMS, and elabo rates the so lution to massive data management and w eb publication in detail. Based on A rcSDE for SQL Server techno lo gy , multi - source spatial data management w ith mult i- user and multi - edition is r ealized, w hich improves the efficiency o f data sto rag e management . With A rcIM S techno lo gy , multi - sour ce spatia l data sto red in SQL Serv er can be published. The method discussed in this paper has a significant reference value. Key words: ArcSDE; A rcIM S; three- go rg e r eservo ir area; data stor age and managements; Web publication WA NG Guang - j ie① , H E Zheng - w ei② , X U H ui - x i② , ZH AN G X in - hai② , WA N G Zhou - f eng② (①Re� search Inst itute of economic eva luation for city land, Sichuan No rmal University, Chengdu 610068; ②National labo rato ry of GeoHazard Prevent ion & GeoEnvironment Pro tection, Chengdu Univer sity o f Technolog y, Chengdu 610059, Chi� na) 207ENGLISH ABST RACT S OF T HE PRESENT I