“数字黄河”工程遗产应用系统的整合与完善之探索（吴晖,姚保顺,刘英红）

时间：2021-01-14 08:08:22　来源：柠檬阅读网本文已影响人

随着黄委“数字黄河”工程建设的开展以及计算机广域网络的扩大、开发技术运行方式的变化和用户的迅速增长，原有系统已不能满足实际需求。特别是系统建设中对信息化建设缺乏通盘考虑的矛盾日益突出。“数字黄河”工程规划完成后，我们根据规划首先选择防汛应用系统为突破口，“黄河下游工情险情会商系统”是防汛应用系统中较典型的应用系统。2002年开始，以“黄河下游工情险情会商系统”的整合完善为目标，黄委基于WebGIS和地图服务中间件搭建了地图服务平台。通过此平台进行系统的整合完善，完成了Internet/Intranet版本的“黄河下游工情险情会商系统”。此系统可以在不同比例尺电子地图上实现无缝自动漫游（1:100万→1:25万→1:5万→ 1:1），实现了水文信息查询，防洪工程基础信息查询，防汛部署基本信息查询，实时工情、险情信息上报、查询统计，实时险情信息报警、处理、滚动显示，险情批复，以及系统管理维护等功能。平台是按“数字黄河”三层架构搭建的。本文通过对这一成功整合遗产应用系统的案例分析，为大家提供有益的经验，为黄委会“数字黄河”工程建设贡献一份力量。

一．概述

黄委计算机应用起步于20世纪80年代，经过二十多年的建设，黄委的计算机应用得到了较好的推广和发展，先后建设了“三～花间实时遥测洪水预报”项目、国家“八五”攻关项目“黄河防洪决策支持系统”、中芬合作的“黄河下游防洪减灾软件系统”、“黄河下游工情险情会商系统”、办公自动化系统等众多服务于各业务的软件系统，在黄河治理开发工作中发挥了重要作用。

但是，已经建成的系统具有互相独立、自成体系（自己的网络环境、自己的数据库系统、自己的开发平台、解决单一问题、服务于单一对象等）特点。由于这些特点的存在，导致了信息资源不足、信息共享困难、应用基础薄弱等。

2001年7月25日，在研究黄委信息化建设规划专题办公会上，李国英主任代表黄委党组提出：黄委必须提高对信息化的认识高度，要认识到信息化是黄河治理开发的迫切需要，是大幅度提高治黄工作效率的要求。黄委正式提出“数字黄河”理念，启动“数字黄河”工程建设。

2001年9月5日，黄委成立由李国英主任任组长的“数字黄河”工程建设领导小组，随后设立了“数字黄河”工程建设领导小组办公室。

2001年9月27日，“数字黄河”工程建设领导小组召开第二次会议，确定了“数字黄河”工程建设的“统一领导、统一规划、统一组织、统一管理”原则。

2002年6月27日，以黄委信息中心为主的规划编制组开始集中办公，按照“以我为主，博采众长”的原则，在清华大学、河海大学、武汉大学和解放军信息工程大学编制的综合及专题规划成果的基础上，编制完善“数字黄河”工程规划，确立了“数字黄河”的三层架构。

随着“数字黄河”工程建设的深入开展，原有应用系统的整合摆到了眼前，如何保留遗产应用系统在“数字黄河”三层架构下，实现各应用系统的互连互通，信息共享，是我们必须解决的问题。

“黄河下游工情险情会商系统”就是一个相对于“数字黄河”来说正在使用的遗产应用系统，它也是“数字防汛”的重要组成部分。要满足“数字黄河”三层架构，实现各应用系统的互连互通，信息共享等，必须对“黄河下游工情险情会商系统”进行整合。

该系统的建设始于1998年，有黄委信息中心与山东黄河河务局合作，开发了基于GIS的“山东防汛指挥系统”，当时GIS应用处于起步阶段，数据库也是采用当时水文数据库采用的Sybase数据库，运行方式为客户机/服务器（C/S）方式。在当时的网络环境下，很好的满足了山东省黄河防汛工作的需求，运行良好并带来了较好的效益。根据使用情况，1999年黄委防办与黄委信息中心合作，以“山东防汛指挥系统”为基础开发满足于全黄委防汛工作需求的“黄河下游工情险情会商系统”并推广到河南黄河河务局。2000年黄委信息中心又与河南黄河河务局合作，开发了“河南黄河工情险情会商系统”。这些系统在当年的汛期运行中都发挥了较大的作用。

2000年以后随着GIS应用的进一步发展，使得WebGIS的应用成为可能。另外在系统运行维护中，我们发现这种用户面较广的应用系统随着用户的不断增加维护量急剧增加。因此作为结合地理信息进行信息汇总、查询、统计的用户面较广的应用系统，浏览器（B/S）方式是较好的选择。

2003年系统整合工作正式开展，整合完善实现了三个方面的工作：

（1）采集体系及相关标准的制定

在黄委防办的领导下进行了信息采集体系建设的试点工作，明确了采集的信息、采集者、采集流程等，并制定了信息采集的技术标准及系统使用管理办法等，进一步明确了建设者、管理者、维护部门以及他们的职责。

在防办、数字办的指导下制定了相关的标准，有“黄河防洪工程基础信息代码编制规定”、“黄河防洪工程数据库表结构及数据字典”、“防汛信息上网管理办法”等。

（2）数据库及信息管理系统的建设

首先在ORACLE数据库上建立了标准的工情险情数据库（按照数字办下发的“黄河防洪工程数据库表结构及数据字典”），并将Sybase数据库数据迁移到Oracle数据库中，结合数据中心和数据分中心的建设，分别建立河南、山东两省局的工情险情Oracle数据库，并建立了相应的同步机制，以保证数据的一致性。

在此基础上建立了适合委、省、市、县四级的工情险情信息管理系统，系统实现了分级、分用户管理，它直接通过INTRANET方式连接到防办的WEB服务器上实现数据上传，其中客户端、WEB服务器和数据库服务器之间的数据交换和业务处理是通过三层结构体系完成的。系统包括基本信息管理子系统、险情信息管理子系统、物资信息管理子系统、信息查询管理子系统四个系统。

在空间数据上增加了治河工程坝垛图层、防汛石料分布图层、遥测水位站点分布图层、防汛道路图层（黄河下游防洪形势图1：25万）等。

对其他系统的信息进行整合，完成了对河南、山东两省局的工程遥测水位系统数据的整合，开发了相应的接口程序。

（3）会商系统功能扩展

在系统整合的基础上，对会商系统进行功能扩充，实现了对所有系统功能进行移植、遥测险工水尺的信息展示功能、险情信息的分类分级别显示等功能、水文信息查询、工程坝垛相关信息、险情报警自动漫游功能、河道大断面的定位功能、遥感河势自动漫游功能、1：25万电子地图防汛道路最短路径计算功能等等。

二．遗产应用系统整合与完善的架构

“黄河下游工情险情会商系统”的整合是结合WebGIS的开发进行的。按“数字黄河”三层架构即基础数据层、中间应用服务层、应用层，针对这种情况我们将原为两层结构的“黄河下游工情险情会商系统”进行划分，具有通用功能的部分包括一些业务流程在原程序的基础上进行封装，放到中间层；
将数据库进行规范化、标准化后放入基础数据层；
对于表现给用户的应用层我们重新开发。

基础数据层整合，首先我们对数据进行规范，在数字黄河办公室的指导下，制定了“防洪工程基础信息代码编制规定”、“防洪工程数据库数据字典及表结构”等相关标准。原系统采用的是SYBASE数据库。属性数据存放于SYBASE数据库中，数据库主要存放与防汛决策指挥和调度管理有关的防汛信息数据，有实时水雨情数据、防洪工程数据、实时工情险情数据、防汛料物数据等。但黄委会、山东、河南两省局数据库表结构存在差异，对此我们在标准的基础上进行数据库整合，按新的标准建立黄委的防洪工程数据库（我们采用的是Oracle数据库），对山东、河南两省局数据库编写触发器程序及数据转换程序等以保证数据的一致性，同时进行数据移植，将原数据库的数据移植到新标准的数据库中。

地图数据以文件形式存放，分为黄河流域图、防洪形势图和黄河下游河道图。黄河流域图用来显示流域基本情况和水雨情信息；
黄河防洪形势图用于浏览显示和查询黄河基本情况、实时险情信息、防汛料物储备等；
黄河下游河道图用于显示和查询堤防工程情况、堤防偎水情况、河道堤防工程和滩区社会经济等信息。

中间应用服务层整合，“黄河下游工情险情会商系统”是一个GIS的应用系统，因此地图服务我们采用了三层架构搭建地图服务平台，地图服务器采用的是MapInfo的MapXtreme。

中间层封装了许多基本功能，如地图的放大、缩小、漫游等，这些功能在应用开发时可直接调用，另外还提供了二次开发的环境，我们将业务中的公用模块封装到中间层供其它应用开发使用。在查询方式上以MapXtreme为基础结合数据库进行了优化处理，使WebGIS的浏览查询速度大大提高，在地图服务平台中我们采用的是SQLServer数据库。中间层还提供了地图租用的一种方式，通过租用方式能实现地图查询，地图数据统一存放在地图服务器上，可以在异地访问和二次开发，保证地图数据的一致性，保密性，安全性，减少资源投入与系统的重复建设。

应用层整合，在中间层之上，我们开发时只专注于界面，一些业务功能可直接调用，因此很快开发完成了Internet/Intranet版本的“黄河下游工情险情会商系统”。此系统可以在不同比例尺电子地图上实现无缝自动漫游（1:100万→1:25万→1:5万→1:1），把信息显示于地图的相应位置，并适当的标注，实现了水文信息查询，防洪工程基础信息查询，防汛部署基本信息查询，实时工情、险情信息上报、查询统计，实时险情信息报警、处理、滚动显示，险情批复，以及系统管理维护等功能。

系统的开发实现了较理想的目标，其通过图形的采集和矢量化处理建立了黄河流域图、防洪形势图、黄河下游河道图，采用数据库技术设计开发堤防数据库、实时险情数据库和防汛料物数据库，通过电子地图与数据库的连接浏览和查询黄河基本情况、堤防工程、料物储备、偎堤水深、险情和流域雨水情等信息，为工情险情会商提供支持。最终将现行的洪水预报及洪水调度系统、水雨情管理系统、气象信息管理系统进行集成，从而形成较为完整的黄河防汛信息服务平台。

三．遗产应用系统整合与完善的策略

从技术的发展来看，大型的用户、或是有着成功实施经验的用户，并不会因为新技术的推出，而盲目地否定旧技术，他们总是在保护投资的前提下，挑选合适的技术。在整合过程中我们有一些体会，在系统软件选择时，不能一味追求大而全，选择最优性能价格比，根据需求和用户群的不同进行定制才是合理。要百花齐放，各取所长，只要遵循标准即可，因此在数据库方面我们是Oracle、Sybase、SQLServer并存，各发挥各的用处，在GIS方面也将是ArcGis与MapInfo共存的局面，MapInfo主要面向广大用户而ArcGis主要面向专业用户。

ArcGis与MapInfo对比（使用方面）：

GIS（地理信息系统）的产生是计算机技术和信息系统发展的共同产物，但是初始的GIS系统过于专业化，主要运用于地理、地质等专业部门，加上处理设备的昂贵，曾一度阻碍了它的发展。随着计算机技术的发展和用户需求的不断提高，特别是GIS系统在军事及其它非专业领域内的应用所产生的不同反响，加快了它的发展。但价钱的昂贵，使用的专业化目前依然存在，MapInfo在这方面起步较早，相对于ArcGis具有较大的价格优势，它可用于Windows98、WindowsNT、Windows2000等操作系统中，用户使用不需要具备专业知识，这样就使其应用更加广泛。不仅可以用于防汛的工情险情会商，还可用于民用、行政等管理部门等，例如：电讯、城市民用设施管理、邮电、消防等部门。ArcGis主要侧重专业处理、空间分析，其强大的空间分析功能，深受广大专业人士的青睐，相对于MapInfo具有较大的性能优势，它可用于专业部门进行空间分析之用。

ArcGis与MapInfo都是通过给计算机licence才能运行系统软件，费用也按licence计算。如果不管需求全部采用ArcGis，费用将非常昂贵。如果将专业人员与非专业人员划分开来，专业人员使用ArcGis，非专业人员使用MapInfo，这样双方需求均能满足，而费用将大大降低。

在ArcGis与MapInfo兼容问题上，我们设想通过“数字黄河”工程中应用服务平台的建设加以实现，因为他们都有遵从J2EE标准的开发方式，其标准是开放的，因此在J2EE架构下共存是没有问题的。

四．展望

随着黄委计算机网络的扩展和信息化水平的不断提高，为了更好的利用遗产应用系统的信息资源，应结合新技术进行系统整合。按照“数字黄河”工程标准，充分利用成熟的3S技术，提高原有应用系统的各项技术指标。

加强卫星遥感技术的应用。遥感信息作为重要的数据源，在地理模型（二维、三维）基础上提供了更强的分析依据。利用RS技术可以迅速获取的具有高分辨率和多时相特征的卫星影像，及时掌握工程出险、河势情况和淹没范围，并将各种收集和分析的资料转成数字化格式存入GIS系统。

通过GPS的空间定位技术，可以及时、准确的确定出险位置，并可进行车辆导航、监督、检查工程等方面。

利用通讯新技术方面也有很好的应用前景。诸如JAVA PDA，WAP手机，彩信应用可以应用到系统整合功能扩展中，例如，依托于中国移动新开通的彩信业务，完全可以实现下级单位使用带有拍照能力的手机（NOKIA7650\ERISSION P800等）直接拍摄堤防、设施、水情信息图片，通过彩信传递回工情险情数据库，实现动态数据收集。利用PDA手机（如MOTOROLA A388）提供的开发环境，将网上会商系统地图和数据查询功能由传统IE浏览器客户端移植到手机操作环境的浏览器客户端，真正实现前方人员随时随地通过移动设备察看系统信息。

随着计算机技术的不断深入发展，各种新技术的应用将不断的普及，并将成为信息社会中不可缺少的部分。也为遗产应用系统的整合提供更加广泛的技术支持，其发展前景令人鼓舞。

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