1 概述
以往,水利业务思维在整体基础设施匮乏的环境下,相关治水的策略皆是通过新建工程的方式建造区域排水、堤防、水门、抽水站等硬设备成就主要防堵手段,但忽视了洪水泛滥是维持河川健康的重要机制。堤防排除洪水平原上的泛滥虽然避免了小规模洪患侵袭,不过一旦破坏了河流的生态及脉动,其结果是会造成水灾风险的提升,因此由现今永续概念进而至调适及韧性的思维,强调人类虽然不能阻止大自然毁灭性的扰动形成,但至少要避免人为干扰而造成的系统崩溃,相对而言我们应该开始思考如何强化面对洪水时的韧性,降低新建工程的比例。我们要打造的不是更昂贵、更坚固的防洪工程,而是培养整体水利单位维护管理层面的韧性思维,使该单位在面对不可抗力挑战时可以快速应变实时恢复正常运作。
在计算机高度普及、网络科技高度发展的影响下,知识经济时代来临。其中,信息化管理的力量不容忽视,因此行政革新已由过去的只追求技术人力效率为主的提升执行力模式,转为以创新运用信息技术、导入知识管理为核心的提升竞争力模式,通过网络科技的结合,强化业务经验传承,提高行政效率,快速提供有用信息,提高决策质量,为建构高效率机关组织的时代趋势。
2 水利行政业务信息化建置策略
2.1 策略方向
(1)进行政府水利科既有基本图资整合及图形数据转换、处理并汇入数据库中进行统合管理。
(2)规划及建置“水利行政管理系统”,用以辅助业务承办人员进行更有效率的作业。
(3)通过行动装置“水利行政行动巡查系统”便利水利人员外出执行水利设施巡查勤务工作,运用最新地理信息技术,搭配行动装置移动定位服务(Location Based Service,LBS),管理辖区内水利设施,以辅助水利设施巡查作业。
(4)提供自动交换接口(Web Service架构),将“水利行政行动巡查系统”数据汇入“水利行政管理系统”,以供该系统使用,无须以人工方式进行数据登打。
2.2 系统开发方法
针对应用系统建构方法分为四个阶段,分别为系统分析阶段、系统设计时间、程序撰写阶段、系统测试阶段。
2.2.1 系统分析阶段
根据需求单位的现行作业进行深入研究、分析,以了解现行作业状况、问题所在,并多方搜集用户的数据及意见,综合这些意见与使用单位共同研究新系统功能,最后提出新系统的需求功能规格,作为后续阶段设计的依据。
2.2.2 系统设计时间
以分析结果的功能需求,予以划分子系统与功能模块,并进行各功能模块细部设计,且针对每一功能模块内部程序单元细分,再确定各程序单元逻辑设计、数据结构及各程序单元间接口。
2.2.3 程序撰写阶段
依据系统设计相关的规格文件,撰写成可读性高、易维护的计算机程序外,同时为了避免因程序制作的错误而造成测试及维护时的成本与时间浪费,所以必须进行严格的程序单元测试,以确保程序质量。
2.2.4 系统测试阶段
系统开发完成后,为确认各项功能是否符合需求,且没有错误产生,根据各个功能项目进行测试,以确保系统的正确性。
图1 系统开发流程图
3 系统环境需求评估与开发技术
3.1 GIS作业平台系统
ArcGIS for Server是美国环境资源系统研究所公司(Esri)开发的企业服务器级地理信息系统平台软件,通过ArcGIS for Server可实现机关组织内容资源共享效益,提供符合机关组织安全可靠GIS服务,让各式Web应用系统、行动应用系统、桌上型应用系统通过此平台存取GIS资源或应用其强大的空间分析能力。针对GIS伺服器软件,说明其功能特色如下:
3.1.1 空间数据库(Geodatabase)管理
整合具空间数据型态主流RDBMS软件(如SQL Server、Oracle等),可储存空间几何数据、空间坐标参考系统、属性和资料行为规则,支持的数据型态至少包括向量图资、影像图资、属性表格、位相关系(Topology)、路网关系(Network)等功能;并可提供多人同时在线编辑存取图资,具备版本控管与数据复写(Replication)机制,可弹性因应企业组织架构调整数据库部署架构。
3.1.2 GIS资源发布管理
提供Web Services方式发布2D、3D或具备时序信息的空间地理数据,让用户可通过网络快速存取GIS数据,支持服务类型包括如下:
(1)动态地图服务(Dynamic Map Service)。
(2)图征服务(Feature Service)。
(3)快取式地图服务(Cached Map Service)。
(4)3D球体服务(Globe Service)。
(5)地理处理服务(Geoprocessing Service)。
(6)影像服务(Image Service)。
(7)空间几何服务(Geometry Service)。
(8)地理数据服务(Geodata Service)。
(9)地理数据库复写服务(Geodatabase Replication)。
(10)专业质量输出服务(Production Quality Printing)。
(11)搜寻服务(Enterprise Search)。
(12)概图服务(Schematics)。
(13)开放地理协会OGC标准服务功能。
3.1.3 图资维护管理
提供通过因特网进行空间数据编辑的能力,可对点、线、面图资进行新增、修改及删除等管理工作,通过服务使用者能通过Web浏览器或桌机、手机应用程序新增、删除与编修向量图资。并支持图征附件,可将附件(Txt、PDF、图片或影片)与地图上的图征进行关联,方便浏览与管理。
3.1.4 强大空间分析
提供地理处理服务(Geoprocessing Service)发布功能,可使用包含Clip、Intersect、Union、Buffer、Multiple Ring Buffer等上百种地理处理工具进行分析,可辅助机关组织通过工具组合快速寻找分析空间情报。
3.1.5 多元化开发平台支援
提供多款免费Web与行动端客制化所需APIs与SDKs,且支持大多数的主流开发平台,机关组织很容易运用目前既有的IT资源与人力进行开发与维护:
(1)网页开发工具:ArcGIS API for JavaScript;ArcGIS API for Flex;ArcGIS API for Silverlight。
(2)行动端开发工具:ArcGIS Runtiome SDK for iOS;ArcGIS Runtiome SDK for Android;ArcGIS Runtiome SDK for DotNET。
(3)桌机开发工具:ArcGIS Runtiome SDK for Java;ArcGIS Runtiome SDK for Mac OS X;ArcGIS Runtiome SDK for QT。
3.2 系统开发技术说明
3.2.1 系统开发技术
系统功能图与信息技术架构,可分为网页应用系统开发技术及ArcGIS for Server开发技术两类。摘要说明信息技术重点如下:
(1)以ArcGIS为基础信息技术架构提供稳定、通用、可扩充的风险运算平台:将可提升分析的效率及质量。
(2)前端应用系统开发采主流HTML5相关技术:为使应用系统能跨平台的使用,无论是GIS图台或网页应用系统,均采用未来浏览器支援度最高的HTML5+Javascript+CSS技术,在ArcGIS提供各类RIA开发组件采用ArcGISAPI for JavaScript;而服务部分,则以较轻的Restful、JSON作为主要供应界面。
3.2.2 GIS服务导向及云端运算架构
服务导向架构(Service-oriented architecture,SOA)是建构分布式系统的应用程序方法,它将应用程序功能作为服务发送给最终用户或者其他服务。目前国土信息系统各单位信息及图资交换,主要依循OGC(WMS、WFS)及IT标准采用Web Service技术,以XML、WMS、GML等标准格式交换。
目前所使用ArcGIS Server即支持企业级服务导向架构(SOA)地理信息平台,其具备能将多种格式向量及影像图资,发布成为OGC地图服务、ESRI地图服务、地理处理服务、资料服务能力,并提供服务管理接口。各项图资发布成为地图服务后,即可通过因特网(云端)提供给网页GIS应用系统、二维及三维GIS专业软件、行动装置等存取应用,通过整合性及延展性的概念,即以此为技术基础,发展地理信息服务平台,以建立良好的信息基础,平台架构。
4 结语
整合地方政府水利管理相关数据,图资供应方式主要以服务方式供应,通过服务供应可以提供最实时的数据,一旦系统的图资数据库更新,引用系统的相关人员即可取得最新更新结果。图资生产单位大多数皆能依循一标准作业方法建置地理信息,并确保所生产图资的质量,而以数据库维运管理的角度而言,质量检核的重点在于确保单位提送图资间是否能正确套迭,为图资“复核”的角色并确保对外提供图资为最新版本,使各单位使用图资具备一致性、正确性。
参考文献
[1]赵继伟.水利水电工程的图形信息模型研究[J].中国水利水电科学研究院学报,2016,(2).
[2]郑丽娟.基于BS模式的水利工程施工安全管理信息系统[J].河北农业大学学报,2015,(6).
[3]刘尚蔚.基于IFC标准的BIM信息互用研究[J].华北水利水电大学学报(自然科学版),2014,(6).
(作者系内蒙古赤峰市宁城县甸子镇政府水利副高级工程师)