全国地下水监测信息共享平台构建研究

　　摘  要：　本文基于国家级地下水监测工作需求, 以地下水监测数据库为基础, 采用Web GIS技术搭建地下水信息共享平台。系统建设包括地下水监测数据库的开发和数据应用分析服务开发, 从而构建统一的数据存储、管理、应用和服务平台, 基于该数据平台, 便于地下水动态调查评价综合研究工作。通过建立调查监测数据管理—展示—分析系统的工作信息平台, 实现地下水监测数据表达与分析的信息化, 为中国地下水资源监测管理的规划保护、有效利用、地面沉降监测防治等提供科学的基础数据共享。

　　关键词：　地下水; 信息共享平台; GIS;
 

　　1、 关键技术及标准体系

　　针对需求分析和调研系统的功能性需求和非功能性需求, 包括用户群体分析、功能需求、性能需求和安全防护体系需求等, 了解系统建设要考虑的其他问题, 明确系统的建设目标和具体要求[1-2]。本文系统涉及的关键技术, 包括面向对象技术、面向服务架构技术、Web Service技术、多源异构数据集成技术、TB级海量数据存储机制、数据库技术等, 为系统的研发奠定基础[3]。

　　基于国家相关行业标准, 通过研究代码体系及数据字典、服务标准、接口规范、信息化建设标准、其他标准等方面的内容建设, 构建信息共享服务标准体系。为方便地下水及地面沉降数据的收集和入库, 并方便数据的统一集中管理, 数据采集标准的制定也是本项目的建设内容之一[4]。标准化制定的原则是, 根据国家信息化发展的需求, 围绕地质环境信息化发展的总体目标, 在已有国家标准和行业标准基础上, 建立能够实现地质环境信息化的有效的、操作性强的各项标准, 为地质环境信息化建设提供技术支撑[5]。

　　2、 地下水监测信息共享平台设计

　　地下水数据库需要管理的数据包括:水文地质调查成果数据 (成果报告、图幅及其他数据) 、地下水动态监测数据[6]。通过对数据进行分组、分类、质量检查、统一格式标准, 然后按照数据格式不同分别保存到空间数据库和业务属性数据库, 并且通过数据关联, 使各类空间数据和业务数据有机统一, 最终实现各种类型的数据资源统一组织和管理[7]。

　　数据共享服务建设是地下水信息化建设的核心, 其目的是实现地下水数据的共享, 并为国家地质相关部门提供分布式数据共享节点, 通过接口的方式为应用系统提供支撑。按照面向服务架构的基本思想和方法, Web GIS网络信息共享平台提供基元数据管理服务、OGC服务、地图浏览服务、数据检索服务、数据下载服务、角色管理服务以及其他服务, 并对各项服务进行统一管理。分布式数据节点通过业务应用服务以及基础服务为数据共享应用层提供基础服务。例如为窗口展示功能提供基础资料信息展示, 包括水位、水温、水质、水量等的展示, 为水文地质调查提供调查工作程度展示。

　　在数据服务的基础上, 数据共享应用实现多个功能:数据展示、调查工作程度展示、部分产品制作等。数据展示是对共享平台的服务的可视化展现, 有以下三个窗口展示:水文地质调查成果工作示范展示、主要平原 (盆地) 地下水监测信息共享产品示范展示、信息共享产品示范展示。包括以下几个功能:调查数据展示、监测数据展示、数据检索等。基于数据分析和统计, 可以制作一些服务产品, 如地下水水位年鉴等。

　　3、 系统集成设计

　　通过与地质环境信息化平台的对接与集成, 一方面, 实现与其他系统的对接, 获取其他系统平台中的基础数据、专题数据等成果数据, 也能够读取并展示其他系统平台中的成果数据, 实现数据资源的合理利用。另一方面, 作为数据源也可向其他系统提供数据支撑。地下水与地面沉降信息管理系统建设涉及各类通信网络、软硬件支持平台的组合应用、涉及大量信息的集成、融合和处理, 也涉及大量功能模块的集成和调用, 需根据标准化、实用性、开放性、安全性、资源共享等原则, 进行网络集成、数据集成、技术集成、应用集成, 使地下水与地面沉降信息管理系统建设的各部分有机结合、相互衔接, 形成开放系统。系统集成的目的是实现地下水与地面沉降信息系统与平台各子系统的互联互通, 一体化应用和服务。
 

　　地下水监测信息管理采用的通信方式主要包括:有线网络通信、无线网络通信、移动通信、卫星通信等。全国地下水监测信息管理系统运行所需的数据包括:空间数据库和业务数据库。针对每一类数据, 设计数据集成方案, 并通过统一的数据访问接口向应用服务层提供数据。系统数据集成包括:监测数据的集成, 业务数据的集成。以数据库系统和地理信息系统为核心, 主要从公共的、基础性的技术方向、方法、规定上进行设计, 目的是从技术的角度确定系统中各子系统的技术方向、系统的技术框架、开发方法、开发中需要遵循的规定。使各子系统具有共同的技术基础和实现方法, 为系统技术集成的实现、管理、维护提供方便。技术集成的关键是统一开发框架和编码规范研制, 对不同开发单位的开发人员的编码风格进行约定, 使各子系统的开发基于相同的开发技术、层次划分方式、实现方法, 便于各子系统间实现功能封装、组件重用、交互调用, 提高系统开发的规范性, 降低系统集成、管理和维护难度。系统应用集成包括:功能集成、统一界面风格、统一身份认证、统一数据采集汇交界面、统一数据入库界面、统一CSS页面描述元素等。

　　4、 结语

　　本文以全国地下水及地面沉降数据资料信息为基础, 建设集信息管理、综合分析、支撑服务为一体的全国地下水信息共享平台, 实现国家—省级—县级地下水信息网络共享, 为水文地质调查网络信息查询及分析工作提供技术支持, 为政府决策、科学研究提供技术支持与信息服务。

　　参考文献：

　　[1]杨建青, 章树安, 陈喜, 等.国内外地下水监测技术与管理比较研究[J].水文, 2013, 33 (3) :18-24.
　　[2]井柳新, 刘伟江, 王东, 等.中国地下水环境监测网的建设和管理[J].环境监控与预警, 2013, 5 (2) :1-4.
　　[3]王爱平, 杨建青, 杨桂莲, 等.我国地下水监测现状分析与展望[J].水文, 2010, 30 (6) :53-56.
　　[4]戴长雷, 迟宝明, 林岚, 等.基于GIS的地下水监测管理信息系统 (GMSMIS) 分析与设计[J].遥感技术与应用, 2005, 20 (6) :625-629.
　　[5]诸云强.基于元数据的地下水信息共享平台构建[C]//中国地质矿产经济学会, 2005.
　　[6]朱少霞.基于元数据的地下水数据共享技术实现研究[D].北京:首都师范大学, 2005.
　　[7]林祚顶.对我国地下水监测工作的分析[J].地下水, 2003, 25 (4) :259-262.