随着社会经济的发展、人口的增长和城市化进程的加快,人们对水资源的需求越来越大。此外,水资源在时间和空间上的不均衡分布导致了许多地区,特别是一些大中城市的水资源短缺,严重制约了社会经济的发展。大型长距离调水工程的建设是调整水资源时空分布不均、解决水资源供需矛盾的最有效、最直接的手段。跨流域调水工程是一个复杂的系统工程,涉及社会、经济、环境、地质、水力学、调度控制等一系列复杂的技术问题。为了保证“安全、可靠、经济”的输水,实现水资源的优化配置,有必要对输水工程的自动控制技术、工程模拟技术、工程风险评估和应急响应技术以及部分工程的冰期输水调度和冰情控制技术进行研究和分析。南水北调中线工程从丹江口水库扩坝后的桃岔渠首取水,经唐白河流域西部江淮分水岭方城垭口,沿黄淮海平原西缘郑州以西李村附近的黄河,沿京广铁路西侧向北。它基本上可以流向北京和天津。泵站部分用于加压输水。工程全长约1432公里(含天津干渠),跨越大小河流686条。沿线设置61个水闸,控制河道输水过程。88个闸门向用户供水,51个闸门防止渠道水溢出。对于这样一个大型跨流域调水工程,采用现代信息技术提高信息采集、传输和处理的及时性和自动化水平已成为项目管理发展的新趋势。地理信息系统作为一种新的信息技术,适用于分布式多数据源的数据管理。它可以与控制系统、仿真系统、风险评估和应急系统等系统相结合,形成信息收集和处理的管理平台。地理信息是一种重要的分布式信息资源,是解决人口、资源、环境和灾害等重大社会可持续发展问题,促进社会经济持续、快速、健康发展的基础信息数据。因此,在地理信息领域,如何发布信息,建立信息共享和开放技术显得尤为重要。随着互联网技术的不断发展和对地理信息系统需求的不断增加,利用互联网在网上发布空间数据,为用户提供浏览、查询和分析空间数据的功能,已经成为地理信息系统发展的必然趋势。基于互联网技术的地理信息系统——电子地理信息系统应运而生。WebGIS具有广泛的应用和灵活的操作方法。南水北调中线工程网络地理信息系统的建立,地理数据在互联网上的发布,工程数据的管理,为水资源的优化配置提供技术手段,为管理决策提供支持平台,实现调水信息在互联网上的可视化和图形化发布,以及公众参与度的提高,完全符合项目管理的新发展趋势,也体现了用现代信息技术改造传统管理模式的目的。韩等1]开发了基于ArcIMS的网络化地理信息系统,实现了长春市石头口门水库分布式监测点的水质监测和管理。该系统实现了基本的地理信息系统功能,包括地图浏览、地图查询和地图空间分析。同时,通过水质监测点的动态更新、水质监测与预警可视化、水污染动态模拟等关键功能,可以了解水质监测点的属性信息,为管理提供决策依据 网络地理信息系统作为一种新技术,已经在许多领域得到应用。它有以下优点。①无需不断升级客户端的硬件设备。与传统的基于桌面或局域网的地理信息系统相比,由于客户端软件的更新,对计算机性能的要求不断提高。然而,基于浏览器/服务器模式的网络地理信息系统主要运行在服务器端,客户端不需要购买或升级硬件,从而在一定程度上延长了计算机的生命周期。(2)简化了客户端的安装和配置。由于浏览器/服务器基于广域网,适应范围比客户机/服务器大,客户机只需安装操作系统和通用浏览器,不需要安装特殊的应用软件和数据库接口,有效地节省了人力和物力。(3)系统开发成本显著降低。浏览器/服务器模式允许在不依赖客户端系统平台的情况下快速开发应用程序,并且应用程序完全在服务器端执行(或中端事务逻辑)。客户端通过有效的网络协议向服务器发送请求,中间交易逻辑系统将请求的信息返回给客户端显示。(4)大大减少系统维护工作量。由于客户端不再负责数据访问和复杂数据计算等任务,只负责显示或简单计算,事务逻辑处理放在服务器端,充分发挥了服务器的强大作用。一方面,它大大降低了对客户端的要求,另一方面,它也将技术人员从繁重的维护和升级工作中解放出来,使得维护人员不再奔波于客户端之间进行维护工作,每次软件升级只需要更新服务器端程序。摘要:介绍了南水北调中线工程WebGIS平台系统的开发模式、实现模式和实现模式,并描述了系统的架构、操作软件、硬件环境和数据库设计。简要介绍了该系统的功能。最后,介绍了开发过程中使用的两项关键技术。以期为WebGIS发展领域的研究提供参考[[6]。2网络地理信息系统相关技术2.1网络地理信息系统平台开发方法目前,有以下网络地理信息系统平台开发方法。(1)直接利用现有的WebGIS平台进行二次开发。例如,ArcIMS、MapXtreme、SuperMapIS。这种开发方法只需要编写客户端函数代码。开发过程相对简单而强大,但缺点是平台价格相对较高。(2)利用MapObjects、MapX、SuperMap等组件提供地理信息系统功能,自行开发一个网络服务器,并将其打包成类似于ArcIMS或MapXtreme的网络地图服务器。有许多事情需要以这种方式发展,但很难做到。然而,只要你购买MapObject或MapX,价格相对较低。(3)全部从底层开始,包括自己实现的地理信息系统功能,自己实现的网络服务器,开发工作量大,人员和时间要求高。本文从开发周期和系统维护的角度出发,选择了基于商业WebGIS平台的二次开发方式。现有的商业网络地理信息系统平台主要包括: ArcIMS、MapXtreme和SuperMapIs。经过市场调研,考虑到平台的通用性和扩展性,决定采用最流行的ArcIMS作为二次开发平台。2.2网络地理信息系统的主要实施模式网络地理信息系统的实施模式可归纳为以下三种类型[7]。(1)瘦客户机/胖服务器模式。这是一个基于地理信息系统的服务器,主要通过计算机生成接口方法实现。这种处理模式简化了客户端,但增加了服务器上处理数据和网络传输的负担。(2)胖客户端/瘦服务器模式。这种模式需要匹配服务器端和客户端软件。客户端从服务器下载所需的空间数据,然后客户端软件对其进行处理。虽然这种模式减轻了服务器端的负担,但是由于客户端软件的功能非常有限,系统的性能受到限制。③平衡的客户机/服务器模式。这是目前最常见的模式。它利用插件、ActiveX、Java Applets等前端插件技术,将WebGIS服务器上的一些处理功能转移到客户端,从而更好地平衡了客户端和服务器端的数据处理能力,减少了服务器端的负载 CGI本质上是一个驻留在网络服务器上的可执行文件,主要实现超文本文件和网络服务器应用程序之间的信息传输。早期的网络地理信息系统开发方法使用计算机生成接口和服务器接口(扩展的计算机生成接口工具)来建立应用程序和网络地理信息系统服务器之间的接口。服务器应用程序接口是网络服务器应用程序的扩展。其基本思想是基于动态链接库,可以提高服务器程序的运行速度,降低系统的负载。因此,改进了CGI技术,消除了启动和关闭每个应用程序所需的开销,并提高了网络服务的响应性能。然而,它具有换档值差和安全性能差的缺点。插件技术主要利用网络浏览器的API函数,在客户端浏览器上开发一个能够识别矢量图形格式数据的插件。地理信息系统插件不仅可以增加浏览器处理地理空间数据的能力,使人们更容易获取地理数据,而且插件处理和传输的矢量格式空间数据数据量小,网络只需要一次传输地理信息系统数据,加快了用户操作的反应速度,减少了网络服务器的信息流,从而使服务器能够更有效地服务更多的用户。然而,地理信息系统插件受到操作系统、操作平台和数据类型的限制。ActiveX技术是通过在OLE控件中添加一些新的网络交互界面功能而开发的解决方案。浏览器中嵌入的ActiveX组件用作客户端操作界面。当浏览器访问包含ActiveX组件的网页时,组件自动下载到客户端,成功解决了CGI/HTTP瓶颈的约束。这是一种插件技术,但它可以直接为用户浏览、查询和分析,而无需将矢量图形转换为网格图形。基于地理信息系统控件的万维网地理信息系统依靠地理信息系统控件来处理和显示地理信息系统数据。利用该技术,空间处理功能可以集成到ActiveX控件中,客户端可以下载安装并及时更新,从而充分利用客户端的空间数据处理和分析能力。此外,在ActiveX技术中,ASP(活动服务器页面)技术可以用作服务器端技术。ASP设置对象可以轻松地与Web服务器和数据库服务器交互。它在服务器端存储和运行,降低了对客户端的要求。然而,ActiveX控件也有一些缺点,如兼容性和安全性差。目前,许多地理信息系统制造商已经推出了ActiveX产品,如MapObjects、ArcObjects、MapInfo ESRI公司、MapInfo公司的MapX和Intergraph公司的GeoMedia专业组件地理信息系统产品。中国还开发了许多高质量的模块化地理信息系统产品,如中国科学院地理研究所的SuperMap和武汉大学的GeoSurf。Java技术是Sun公司于1995年推出的一种面向对象的编程语言,主要应用于网络应用程序开发。由于它采用了Java虚拟机技术(JVM),实现了平台无关性,实现了“一次编译,随处运行”的效果,并支持Internet/Intranet环境下的数据分发和计算分发功能,是目前实现WebGIS的理想方案。Java通过URL(通用资源定位符)实现了对数据对象的分布式访问。将Java Applet下载到客户端,在客户端执行服务器上的计算操作部分,从而实现分布式计算。使用Java技术开发WebGIS :有两种方法。一种是只使用Java开发客户端地理信息系统功能,而服务器仍然使用其他传统的开发方法或者保持原有系统不变。该方法在充分利用原有资源的基础上,增强了客户端的制图和地理分析功能,可以处理矢量数据。它具有开发周期短、开发成本低的优点。另一个是服务器和客户端都使用Java语言从底层开发。这是一种全新的开发方法,也是未来实现网络地理信息系统的主要途径。