基于组件式GIS的城市水资源管理决策支持系统的设计与开发

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1、基于组件式GIS的城市水资源管理决策支持系统的设计与开发【摘要】本文首先进行城市水资源管理决策支持系统总体框架的设计，基于B/S和C/S混和模式将系统分为基础资料管理、业务管理、合理配置、水质管理、用水合理性评价和信息发布六个子系统，建立了基础资料库、GIS数据库、模型方法库和知识库。研究了集成式的设计开发方法,将GIS组件技术以及其它工具软件的功能与系统的设计开发冇效集成，可以缩短开发周期。【关键词】城市；水资源配置；复杂适应；主体0引言城市化进程的不断加快导致水资源供需矛盾日益突出，迫切需要加强城市水资源的科学管理。城市水资源管理涉及的内容十分广泛，需要收集和处理大量的

2、水文地质、环境以及社会经济等多方面信息，而在复杂的信息中又需要及时提出合理的管理方案，因此，有必要设计和开发城市水资源管理决策支持系统，辅助城市水资源的日常管理和规划，实现水资源的集成规划和智能管理。水资源管理涉及大量水资源信息，除具有时间性和动态性特点外，还具有空间分布的特点。目前，地理信息系统（GIS）已经成为水资源管理和决策的重要辅助工具，将GIS与传统的城市水资源管理决策支持系统结合已经成为H前水资源管理决策支持系统设计和开发的主流。1城市水资源管理决策支持系统的总体设计1.1系统的设计目标城市水资源管理决策支持系统的主要目标是结合水资源管理迫切需耍解决的问题，将G

3、IS、数据库、网络通信、人工智能等现代计算机技术和水文水资源的专业模型相结合，实现水资源信息管理的数字化、GIS化、网络化，提高城市水资源的管理水平。系统应能实现城市水资源口常管理的办公自动化，可以对水资源的属性信息和空间信息进行有效管理；系统应能够应用GIS的空间分析等功能，结合城市的社会经济和环境等情况对供需水资源量进行预测、动态生成水资源配置方案、对方案进行智能优选,为水资源的科学管理提供技术支持服务。1.2系统的功能及子系统的设计在需求分析的基础上，以实用性、先进性和可扩展性等为设计原则，将系统划分成基础资料管理、业务管理、合理配置管理、水质管理、用水合理性评价和信

4、息发布六个子系统，系统的结构如图1所示。1.2.1基础资料管理子系统基础资料管理子系统由降雨量管理、地表水管理和地下水管理三部分组成。降雨量管理实现降雨量数据的输入、查询、统计分析功能，具体包括统计分析降雨量及其变化趋势以及雨量站、降水量分布和降水量等值线等的图形化显示。地表水管理实现地表水资源相关数据的输入、查询、统计分析功能，具体包插统计计算径流量及其变化趋势以及河流水系分布、水库和水文站分布、径流量等值线等的图形化显示。地下水管理实现地下水资源相关数据的输入、查询、统计分析功能，具体包括统计分析地下水位变化趋势，进行地下水资源量的相关计算，观测井分布、地下水埋深等值线

5、等的图形化显示等。1.2.2业务管理子系统业务管理子系统包括供水调度管理、取水许可管理和水资源费征收管理三部分。供水调度管理实现对整个供水管网运行状态的管理，包括实时数据的采集、监测报警与分析、调度方案的生成等，另外，还实现水库水情等的实时水情的查询、供水需求平衡计算及统计报表的生成等功能。取水许可管理实现地表水和地下水取水许可业务的办公自动化以及地表水取水口、地下水开采井等空间信息的查询统计和分析。水资源费征收管理主要实现水资源费征收管理的办公口动化，包扌舌对水资源费缴纳情况、单井开采量以及单位取水量等的统计分析。1.2.3合理配置子系统合理配置子系统由需水预测管理、可供

6、水量预测管理、优化配置及方案评价管理三部分组成。需水预测管理基于历史年份、现状年以及规划年的相关信息分别预测生活、工业、农业和生态环境需水量。可供水量预测管理将城市水源工程概化为蓄水、提水、地下水、中水、海水、外调水以及英它水源等，对城市在不同水平年、不同保证率情况下的可供水量进行预测。水资源优化配置及方案评价管理基于需水量预测和可供水量预测的结果，采用人机交互的方式进行水资源供需平衡分析，生成水资源配置情景方案，对配置方案进行综合评价,推荐在不同发展B标下的最优配置方案。1.2.4水质管理子系统水质管理子系统由地表水水质管理和地下水水质管理两部分组成。地表水水质管理实现三

7、个功能，一是，对水质监测数据进行管理；二是，进行排污口或污染源的空间查询与统计、缓冲区分析等；三是，对污染物在水中的扩散过程进行模拟和预测，并以专题图或空间分布图可视化表达污染物的扩散过程。地下水水质管理主要对城市地下水水质监测数据进行管理，包括水质监测数据的录入、修改和评价。另外，该部分还提供对地下水运动的模拟功能，对地下水开采进行辅助决策。1.2.5用水合理性评价子系统用水合理性评价子系统釆用人机交互的方式对城市水资源利用的合理性进行评价，包括评价指标体系管理、评价指标标准值管理、评价模型管理、评价结果显示与调