实现水利信息化，ArcGIS 8.1将大显身手

编者按：

GIS技术在各类信息系统建设中，扮演着越来越重要的角色。COM体系结构的确立，为解决长期困扰我们的GIS与其他系统之间“无缝”集成问题提供了彻底的解决途径。同时，GIS与工业标准数据库和互联网技术的日益紧密结合，也使得GIS的企业化和社会化进程面临一次革命性的飞跃。在这里，我们对系统建设中GIS技术的意义和作用发表了个人的一些观点和看法，抛砖引玉，希望能为使我们的GIS应用水平迈上一个新的台阶而共同探索。


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水利部十五规划中明确指出：”建设水利信息系统时，要以地理信息系统(GIS)为框架。”“利用水利信息化推动水利现代化”。 汪恕诚部长在今年全国水利厅局长会议上明确指出：“信息化是当今世界经济和社会发展的大趋势”，“水利信息化是水利现代化的基础和重要标志。在水利现代化建设中，必须大力推进水利信息化进程。”“要充分利用科学技术发展创造的有利条件，坚持用高新技术对水利传统行业进行技术改造，特别要注意采用计算机技术、微电子技术、现代通信技术、遥感技术、地理信息系统、全球定位系统及自动化技术等，实现水利信息化。”

部领导还提出：“创新是科技发展的动力，对于水利系统的科技人员，当务之急不但要迅速掌握GIS这种新技术，还要不断追踪GIS的新发展，高质量地为水利各项业务服务。同时，GIS在水利的应用也需要国际国内各方面的技术合作。”由于国家政策上的引导，并且国内水利用户技术储备和技术需求都达到了一定的层次，同时又借助世界上最先进和成熟的GIS技术，所以GIS技术在国内水利行业的应用虽然起步较晚，但是发展势头迅猛，速度很快。

ESRI公司作为世界GIS的拓荒者及当今技术的领导者，一直致力于为全球各行各业的用户提供先进的GIS技术和全面的GIS解决方案。在水利行业，也已应用于防汛抗旱决策支持、水资源管理、水环境保护、水文监测、水土保持、江河流域规划、水利设施管理、水利工程规划、城市防洪、农田水利等诸多方面。ESRI的产品已经成为中国乃至全球用户群体最大，应用领域最广的GIS技术平台。目前，ESRI公司积累了三十余年的GIS理论研究和产品开发经验，结合了最新的IT主流技术，对其产品结构及技术进行了优化和重构，推出新一代的GIS平台ArcGIS 8.1系列。

那么，ArcGIS如何为水利信息化服务呢？那要从水利部及水利行业对信息系统的要求说起。

1、系统要以数学模型和决策分析为支撑
水利行业应用GIS技术开始只是注重数据管理，主要发挥它的检索、查询和空间数据显示功能，即只发挥了GIS的最低层次的功能。进入90年代后，GIS在水利领域的应用逐渐深入，一些部门将它作为分析、决策、模拟甚至预测的工具，其社会经济效益也比较明显地显示了出来。对于水利工作者来说，仅对图形进行简单的浏览、查询是没有太大意义的，系统要以数学模型和决策分析为支撑。如何要让GIS在水利行业发挥出更大的作用呢？——利用GIS软件特有的专业分析功能。水利行业要求GIS平台提供专业的分析算法和专业模型，以便对各种水利数据进行深层次的分析，使系统具有辅助决策支持功能，为有关部门提供科学的计算结果和决策依据。

ArcGIS系列产品中ArcInfo的功能最强大，具有非常强大的专业地学分析功能，此外，就连ArcView8都具有一定的分析功能（如：Buffer、Overlay、Trace、Find Path等），更别说ArcEditor了。再加上Spatial、3D等功能扩展模块，以及利用标准的可视化建模语言UML来定制数据模型，专业人员还可以将满足特定要求的的水利模型与ArcInfo相结合，完成更深一步的工作。可以说ArcGIS为水利信息系统提供了一个非常好的基础平台，将信息系统真正建成了决策支持系统。

2、系统要能够管理海量数据
由于行业的特殊性，水利部门不但要对实时采集的数据进行管理，而且要保留、整理一段时间内的历史数据，以便对相关水情进行预测。所以庞大的数据量要求GIS具有海量数据管理功能。

ArcGIS支持多种大型商用数据库，如：Oracle、SQL Server、DB2、Informix等，通过ArcSDE与数据库构成了一种Client/Serve三重体系结构，支持海量数据管理；多用户并发访问；支持长事务处理和数据版本管理，可以对任一时期的历史数据进行浏览查询、分析总结，保证了数据一致性、安全性及访问数据的高效性。ArcGIS除支持传统的点线面简单要素模型外（该模型为大多数的GIS系统采用），同时引入了一种全新的面向对象的空间数据模型（GeoDatabase）。 GeoDatabase作为对标准关系数据库技术的扩展来设计的，它超越了传统的点、线和面特征，为地理信息定义了一个一致的模型，可以利用这个模型来定义和操作专业水利模型。

3、系统要易于客户化
如何将一个GIS平台变成适合水利行业的、满足业务技术需求的GIS系统，关键在于用户的二次开发。GIS平台应该支持标准的开发环境，易于系统定制，方便开发，并可以定制专业模型。

ArcGIS引入了基于工业标准的组件对象模型（COM），它允许将组件插入其他支持COM的应用中（如MIS、OA系统）。由于ArcGIS采用的完全符合工业标准的COM技术，对于需要对ArcGIS进行结构定制和功能扩展的高级开发人员来说，提供了极大的方便。任何 COM兼容的编程语言，如： Visual C++、Delphi 或Visual Basic都能用来定制和扩展ArcGIS。另外，ArcGIS还提供了工业标准的Microsoft Visual Basic for Application(VBA)，用于所有的脚本编程和定制工作。ArcGIS系列产品还融合了其他IT主流技术，如：允许用户使用计算机辅助工程（CASE）工具来设计自己的地理信息系统应用；支持Windows NT的用户界面标准（GUI）；使用标准的可视化建模语言UML来定制数据模型；

4、支持网络化
在网络技术和环境日趋成熟和完善的时代，水利部门要借助网络技术，充分利用网络资源，实现资源共享，这就要求GIS系统支持B/S、C/S模式，支持Internet/Intranet技术，实现网络化。

象TCP/IP、HTTP等网络通讯手段都在ArcGIS中得到体现，ArcSDE、ArcIMS和ArcInfo、ArcEditor、ArcView8、浏览器、MapObjects（ArcMapObjects ）等客户端软件组成了一种B/S、C/S结合的模式，使得ArcGIS成为一个真正的网络地理信息系统。地理信息系统数据是网络上的数据，可以存储在关系型数据库中，也可以在HTTP协议的Internet网站上。地理信息系统分析可以利用可以通过网络上的服务器来完成。你的设计和想法可以在整个部门或网络上发布。

5、支持通用标准
要求支持通用的计算机技术标准，如：基于工业标准的组件对象模型（COM）；支持计算机辅助工程（CASE）工具；支持Windows NT的用户界面标准（GUI）；使用标准的可视化建模语言UML来定制数据模型；支持工业标准的大型数据库；通过TCP/IP、HTTP协议，运用标准的XML、SQL，实现基于网络的通讯等。ESRI始终是通用标准的支持者和倡导者，并且成功推出结合最新IT技术和支持通用标准的GIS界领头羊——ArcGIS 8.1。

6、要统一规划，分步实施。
在设计和规划系统之初，我们就应该从宏观、全局、长远的角度来统筹考虑，但因为经费的投入问题、现阶段的应用需求，以及其他各种软硬件环境的制约，迫使我们无法“一步到位”。这样，“统一规划，分布实施”就不失为一种上佳选择。而要做到这一点，系统所依赖的GIS平台的可伸缩性、可扩展性则是关键。因此，要求基于GIS的系统建设可以分步实施，由初级搭建到构架完善，可以无缝扩展，系统数据和程序能够平滑移植。

ArcGIS软件采用的是全面的、可伸缩集成的体系结构，可提供多层次的产品解决方案。这样用户可以综合考虑需求、资金、技术等因素，根据不同应用阶段和层次的需求，配置多层次的产品方案。服务器端可以配置ArcSDE/ArcIMS，客户端可以选用ArcInfo、ArcEditor、ArcView、MapObjects（ArcMapObjects）、ArcExplorer、ArcIMS Viewer，由于ArcGIS系列产品具备相同的核心技术，其应用界面、开发环境、底层COM对象库等与高端的ArcInfo 8完全一致，可用内置的VBA或VB、VC++等开发平台对其进行二次开发，为系统资源的共享、系统规模的无缝升级、数据和应用功能的平滑移植提供了有力的保障，从而充分地保护用户的前期投资和前期工作，保证系统的分步实施不会因为平台的提升和系统规模及功能需求的扩展而陷入两难的境地，使构建的系统从整体上具有极大的延展性和灵活性。

7、系统的可集成性
水利GIS在实际应用中往往要跟其他的诸如MIS或OA等系统紧密结合，方可满足需求。因此，我们要求GIS可以与外部系统无缝集成。因为ArcGIS引入了基于工业标准的组件对象模型（COM），所以它允许将组件插入其他支持COM的应用中。

8、系统的安全性
系统的安全性应具有三个方面的意义：一是系统自身的坚固性，即系统应具备对不同类型和规模的数据和使用对象都不能崩溃的特质，以及灵活而强有力的恢复机制；二是系统应具备完善的权限控制机制以保障系统不被有意或无意地破坏；三是系统应具备在并发响应和交互操作的环境下保障数据安全和一致性。

ESRI是唯一能够支持全系列操作系统的GIS厂商，ArcGIS能在多种软硬件平台上运行，如Windows NT、SUN-Solaris、HP-UX、SGI-IRX、IBM-AIX、COMPAQ-Tru64等，是跨平台的地理信息系统软件。ArcGIS具备完善合理的权限控制机制，在客户端软件中按照访问权限、功能大小将软件产品分了多个层次，同时还可在服务器端可以设置访问权限，以保障系统不被有意或无意地破坏。ArcGIS支持多种大型商用数据库，支持多用户并发访问、支持长事务处理和数据版本管理，保证了数据一致性、安全性及访问数据的高效性。

9、界面友好、工具丰富
拥有友好的图文并茂的界面是对GIS系统的基本要求，除此之外，GIS软件所提供的丰富的工具也是必不可少的。ArcGIS系列产品一改往日的DOS界面和命令行的操作方式，在保留了原有强大功能的情况下，将完全Windows化的操作界面展现给大家。此外，ArcGIS还提供了丰富的数据操作工具，如：图形编辑、自动捕捉、属性操作、注记操作、专业制图等。

地理信息系统技术对于水利信息化建设有着十分重要的意义。到2010年，全国各大流域机构都将全面建成以“3S”术为基础、以大型数据库为支撑的“数字化流域”，进而形成全行业的水利信息公用平台和覆盖全国的水利信息网络，再加上规划的10个大型应用系统全面建成并投入运行，全行业实现水利信息化。张基尧副部长在南京水资源实时监控系统技术研讨会上讲话指出，水利信息系统要积极借鉴国外成功的经验，积极引进国外先进适用的技术，为我所用。提出一定要充分利用现代科学技术发展创造的有利条件，跟踪全球科技发展的前沿，注重应用最新的技术和手段，在水利规划、设计及系统建设的各方面都力求高起点。同时要强调系统的实用性，符合我国国情，体现现代水利发展的实际要求，具备可操作性，以最大限度地发挥系统的效益，形成适合国情的水利应用系统。作为全球最大的GIS厂商的产品，ArcGIS系列软件将为广大的水利工作者提供最先进的技术、最强大的功能、最完善的产品体系以及最灵活的客户化方式，为水利应用信息系统提供技术基础和技术保障，为实现水利现代化服务。

早知道这些我就学ARCGIS了，原来开发的水利系统分析功能太少了。。。

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