专利名称：水资源信息管理与规划系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及水资源及水利工程规划建设技术的改进，具体讲是一种水资源信息管理与规划系统，是将水资源规划综合信息系统和空间决策支持系统相结合，很好地为水资源规划、水利工程建设及政府决策提供科学数据；其属于水资源信息数据管理技术领域。
背景技术：
随着社会经济的发展，水资源短缺问题已日益成为人们关注的焦点；因此，挖掘水资源的潜力，充分利用和合理调配水资源是今后水资源管理的重点。目前在水资源日常管理工作及水利工程规划建设过程中需要人工查询大量的水资源地理信息数据，由于存在有多种查询方法、统计方法以及信息输出方法，需要投入大量的人力物力，而且存在着很多程度上的对于经验的依赖和重复劳动，使得工程技术人员乃至领导层次用户的劳动强度相当大，但是工作效率却很低，甚至造成投资浪费。当前GIS技术以其显著的多学科交叉特征和处理空间数据的独特功能，而开始被应用。因此，借助于GIS系统可以自动生成流域自然地理和社会要素底图，以这些底图为基础的流域水资源供需图、灌溉规划图、水污染分布图、洪水来源以及洪水影响图等，通过数据的分析，建立水资源规划管理信息系统，进行流域的水资源管理与规划工作，使得水资源规划的科学性和效率具有显著提高，是很有必要的。
发明内容
本发明的目的是要提供水资源综合规划空间决策支持系统，即构建一种水资源信息管理与规划系统，应用本发明的系统不仅可以减少重复劳动、提高工效、节约投资，更重要的是本系统是紧密结合水资源综合规划工作的需要进行设计的，其目标是为水资源综合规划工作服务。本系统拟综合集成水资源综合规划属性信息和空间信息，将属性数据库和空间数据库有机地结合在一起，并与水资源属性信息管理系统相融通，实时更新属性数据，共同组成一个完整的动态水资源信息管理与综合规划系统。
本发明的目的是由以下技术方案实现的，研制了一种水资源信息管理与规划系统，其包括GIS，CPU，I/O，存储器及其水资源专题综合规划管理装置。所述的水资源专题综合规划管理装置包括(一)建立导入/存储/更新单元将定义流域分区内的历史水资源规划和水利工程信息的原始数据存储于存储器中，并建立由空间数据和属性数据构成的空间数据库，该数据库包含有属性数据表和空间数据表，其数据表被赋予具有与描述的水资源信息数据对应的唯一特定含义；同时建立与空间数据库相对应的动态连接库(DLL)，并与水资源属性信息管理的空间数据库相融通，实时更新相应的属性数据；(二)建立生成基础数据图单元在定义流域分区内生成自然地理图和社会要素底图，即将流域分区内的行政区划图，地形图，土地利用现状图、规划图，土壤图作为生成基础数据底图；(三)建立生成水资源专题数据图库单元以(二)单元的基础数据底图为基础，生成流域分区内的水资源开发利用总体布局规划图，水利工程现状/规划图，供水水源工程规划图，重点生态区建设规划图，地表/下水资源开发利用程度图，重点水利工程规划图，供水管网现状/规划图，水资源供需图，灌溉规划图，水污染分布图，洪水来源/洪水影响图，以上述的属性数据和空间数据，建立包括有系统数据库、模型库和知识库在内的空间专题数据图库；(四)分析/计算/演化单元基于(三)单元建立的空间专题数据图库，基于流域分区内的土壤地质，植被情况，年降雨量数据，利用ArcGIS空间分析的水文模型和DEM数字高程模型，进行地图综合、空间叠置、数字地形分析、汇流分析，计算年径流量，汇水面积，汇流量，规划水库的容积、面积，计算淹没造成的损失，计算水库的汇水量，模拟洪峰量，演化绘制不同淹没水位下淹没区图和水库大坝的选址图；并存入包括有系统数据库、模型库和知识库在内的空间专题数据图库中；(五)图形可视化描述单元选择显示数据，分配坐标轴，对(四)单元分析/计算/演化生成的空间数据或图或其他欲显示的数据进行参数分配，确定全部参数，调用显示控件，按需求显示二维或三维空间图形；(六)文件管理/查询/调用/输出单元将上述(一)至(五)单元生成的数据或图用于提供专家用户/决策者用户的文件管理/查询，调用，输出。
所述的(一)导入/存储/更新单元中的属性数据，其包括区政府驻地，街道办事处驻地，行政村，主要公路，次要公路，桥梁，国道，管道线，河流，海洋，水库，拦水坝，沟渠，湖泊，塘坝，区界，乡镇界，流域边界，界内居民地，山峰，地物，注记层，河网，降雨量数据，地表植被数据，地质数据。
所述的(一)导入/存储/更新单元中的将原始数据存储于存储器中，是对来源不同、数据结构不同的原始数据，按照像元数据对原始数据格式规定，转换为规范数据；所述的像元数据是对原始数据的注解；再对该规范数据和像元数据进行数据校验，存入动态连接库(DLL)中；再对动态连接库(DLL)中的数据进行标准化处理；存入空间专题数据图库中。
所述的数据校验，是检查数据的完整性和相容性的合法性校验。
本发明的优点在于由于本发明的系统综合集成了水资源综合规划属性信息和空间信息，通过水资源专题综合规划管理装置，该装置包括(一)建立导入/存储/更新单元将原始数据存储于存储器中，并建立由空间数据和属性数据构成的空间数据库，同时建立与空间数据库相对应的动态连接库(DLL)，并与水资源属性信息管理的空间数据库相融通，实时更新相应的属性数据；(二)建立生成基础数据图单元；(三)建立生成水资源专题数据图库单元即建立包括有系统数据库、模型库和知识库在内的空间专题数据图库；(四)分析/计算/演化单元即演化绘制不同淹没水位下淹没区图和水库大坝的选址图；(五)图形可视化描述单元即调用显示控件，按需求显示二维或三维空间图形；(六)文件管理/查询/调用/输出单元；组成一个完整的动态水资源信息管理与综合规划系统。本发明的系统通过电子查询，提高了工作效率，减少了人力物力的投入，降低了劳动强度，为规划发展提供科学依据。本发明的系统集成了空间信息的多利查询方法、统计方法以及信息输出方法，使信息可以方便地和其他系统进行共享。由于本发明的系统具有较强的适应性，既可以满足日常管理人员进行地理信息数据管理的需要，也可以满足领导层次用户方便查询的需求。
图1为水资源信息管理与规划系统的主结构流程图。
图2为某市某区数字高程(DEM)模型图。
图3为水资源信息管理与规划系统的流域计算程序流程图。
图4为水资源信息管理与规划系统的流域自动搜索计算的汇流区域图。
图5为水流方向及流向分析表。
图6为流域汇流分析示意表。
具体实施例方式
本发明的系统技术方案如图1-4所示，研制了一种水资源信息管理与规划系统，其包括GIS，CPU，I/O，存储器及其水资源专题综合规划管理装置。所述的水资源专题综合规划管理装置包括(一)建立导入/存储/更新单元将定义流域分区内的历史水资源规划和水利工程信息的原始数据存储于存储器中，并建立由空间数据和属性数据构成的空间数据库，该数据库包含有属性数据表和空间数据表，其数据表被赋予具有与描述的水资源信息数据对应的唯一特定含义；同时建立与空间数据库相对应的动态连接库(DLL)，并与水资源属性信息管理的空间数据库相融通，实时更新相应的属性数据；(二)建立生成基础数据图单元在定义流域分区内生成自然地理图和社会要素底图，即将流域分区内的行政区划图、地形图、土地利用现状图、规划图、土壤图作为生成基础数据底图；(三)建立生成水资源专题数据图库单元以(二)单元的基础数据底图为基础，生成流域分区内的水资源开发利用总体布局规划图，水利工程现状/规划图，供水水源工程规划图，重点生态区建设规划图，地表/下水资源开发利用程度图，重点水利工程规划图，供水管网现状/规划图，水资源供需图，灌溉规划图，水污染分布图，洪水来源/洪水影响图，以上述的属性数据和空间数据，建立包括有系统数据库、模型库和知识库在内的空间专题数据图库；(四)分析/计算/演化单元基于(三)单元建立的空间专题数据图库，基于流域分区内的土壤地质，植被情况，年降雨量数据，利用ArcGIS空间分析的水文模型和DEM数字高程模型，进行地图综合、空间叠置、数字地形分析、汇流分析，计算年径流量，汇水面积，汇流量，规划水库的容积、面积，计算淹没造成的损失，计算水库的汇水量，模拟洪峰量，演化绘制不同淹没水位下淹没区图和水库大坝的选址图；并存入包括有系统数据库、模型库和知识库在内的空间专题数据图库中；(五)图形可视化描述单元选择显示数据，分配坐标轴，对(四)单元分析/计算/演化生成的空间数据或图或其他欲显示的数据进行参数分配，确定全部参数，调用显示控件，按需求显示二维或三维空间图形；(六)文件管理/查询/调用/输出单元将上述(一)至(五)单元生成的数据或图用于提供专家用户/决策者用户的文件管理/查询，调用，输出。
本系统的专题管理和查询是水资源规划信息系统的核心部分，其主要任务是为系统管理员提供空间数据与属性数据进行连接的工具，建设水资源综合规划专题信息，将空间数据和水资源综合规划所需的属性数据结合成为有机的整体，使空间数据信息为水资源综合规划服务，普通用户既可以对属性库进行各类查询，并将查询结果直观地在地图上表示出来，也能以地图为工具，查询图上各空间要素的详细，专题管理模块的主要内容见表1。
表1专题管理模块的主要内容
本系统的空间分析模块的主要任务是为水资源规划提供科学手段，利用地理信息系统技术，能够模拟地表起伏程度，计算水库的汇流面积，根据该地区的土壤地质，植被情况，年降雨量数据，来计算年径流量，水库的汇水区域，并能直观的显示出来。空间模块主要内容见表2。
表2空间分析模块的主要内容
本发明系统采用的水文模型，其原理是ArcGIS空间分析的水文模型，利用该模型用1∶50000DEM数据，首先将DEM数据进行处理，然后对流域进行自动分区，并在每一流域片内自动提取河网，有了这些数据后就可以进行流域的相关计算了。提取过程如下首先对DEM数据进行填洼和削峰，然后确定每个栅格单元的水流方向，再根据各栅格单元的水流方向，计算出每个栅格单元的汇流能力，根据汇流能力采用阈值法确定河流网络和流域分区，并以将实地河网和流域分区与自动提取结果进行了实验对比分析，其结果表明利用该方法提取的流域数据与利用手工方法绘制的流域基本一致，证明该方法在一定程度上是有效的。
本发明系统在程序上要从一个地形表面开始，填充数据中所有的假汇，接下来为表面计算流向，这是所有其他水文分析的基础。确定了流向，就可以计算每个像元的汇流量→创建汇水网格→计算汇水网格中的水系等级→为汇水网格中每一段分配独立的ID→把汇水网格转换成矢量的线→为指定的像元或整个表面定义汇水盆地→为每个像元计算上游或下游的流长。
本发明系统利用DEM提取流域的算法基础，从DEM中提取流域，关键是分水线网络的确定。依据径流漫流模型，通过模拟地表径流的流动来产生水系，进而确定分水线，划分出流域。主要根据DEM栅格单元和八个相邻单元格之间的最大坡度来确定水流方向，计算每个单元格的上游汇流能力。然后确定一个汇流能力阈值，不低于该阈值的单元格标记为水系的组成部分。从DEM提取流域界线，要对地形中的洼地(Sink)和尖峰(Pink)进行处理，洼地和尖峰的存在使得在计算水流方向时会出现水流逆流的情况，给水流线的跟踪和流域界线的确定带来困难。处理时我们采用水文模块下的FILL函数来填洼和削峰。该过程由计算机扫描DEM矩阵来确定洼地和尖峰单元格。
本发明系统的流域计算的步骤(如图3所示)，即计算汇水面积和汇流量的过程
首先，流向确定地表径流在流域空间内总是从地势高处向地势低处流动，最后经流域出口排出流域。为了准确地划定流域界线，首先要确定水流在每个栅格单元格内的流动方向。概念上，流向很简单在一个像元上倒一桶水，看看水往那个方向流。事实上，流向是通过寻找像元上最陡的下降方向来决定的，这个过程与计算坡度和坡向类似。如果向八个邻近的像元是相等的，就要增大领域。本发明系统采用的是ARCGIS空间分析模块中的FLOWDIRECTION()函数来确定水流方向。
其次，为了确定每个栅格单元的流向，将栅格单元的8个方向作如下规划对于空间内某一栅格单元格，与其相邻的共有8个单元格(水平、垂直和对角线)。FLOWDIRECTION()赋予每个单元格位于1～255之间的整数值来表示水流方向。从中心单元格开始，周围相邻8个单元格的水流方向，如图5所示。其中1东；2东南；4南；8西南；16西；32西北；64北；128东北。除上述数值之外的其他值代表流向不确定。这主要由DEM中“洼地”和“平地”现象造成的，“平地”指8个单元格具有相同的高程，与测量精度、DEM单元格的尺寸和研究区的地形有关。如果某一单元格的值低于其周围8个单元格的值，FLOWDIRECTION()函数则用8个单元格中的最小值来代替。
再次，汇流分析流域汇流分析的主要目的是确定河流网络，进而在河流网络的基础上确定流域边界即分水线。ArcGIS的FLOWDACCUMULATION()函数通过确定所有流入本单元格的累积上游单元格数目来生成流域汇流能力栅格表(如图6所示)。算法从每个栅格单元格出发依次扫描水流方向矩阵(FLOWDIRECTION()的运行结果)，沿水流方向追踪直到DEM边界。当整个水流方向矩阵扫描完毕，就可以得到流域汇流能力的栅格分布图，汇流栅格上每个单元格的值代表上游汇流区内流入该单元格的上游栅格单元格的总数(NIP)，NIP值较大者，可视为河谷，NIP值等于零则是较高的地方，可能为流域的分水岭。流域汇流能力栅格表分布产生后就可以方便地提取流域的各种特征参数。其中河流网络的生成是提取流域边界中关键的一步，可以通过设置NIP阈值来确定河流网络，大于NIP值的单元格为沟谷线上的点，连接各个沟谷线上的点就形成了河流网络。
只要创建了一个流向的栅格，就可以用它来描绘一个汇水网格并对它进行分析。步骤如下首先用FLOWACCUMULATION函数为每个像元计算累计汇流量，概念上，这相当于向每个像元倒一桶水，山脊的那桶流入一个相邻的像元，这个像元就有了两桶水。它接着往山下流，下面的像元就有三桶水了，依次类推。有着较高流量的像元代表水系。把他们提取出来，将其它像元设为NoData，就描绘出一个汇水网格。给定一个汇水网格，可以用STREAMORDER函数来为每段水系指定级别。原则是低级别的流入高级别，水系级别表示水系的相对大小。使用STREAMLINK函数可以将汇水网格转换成shapefile的现状要素。
一个像元的汇流量是其上游像元向其输送水流量的总和。大多数像元汇流量很小，但是代表主要水系和河流的像元有较大的值。缺省时，每个像元只有一个单位的水，可以输入一个加权图层来指定像元对汇流贡献的不同值。通常，加权图层是模拟的，例如，可以根据研究区域的降雨量内插出一个表面。然后，根据不同的土壤类型和植被覆盖减去一些值，从而计算出径流的供应量。当用模拟的径流作为加权图层时，汇流量值将表示真实的水量，而不是简单的上坡像元的记录。
计算盆地和分水岭给定一个汇流方向的栅格，就可以描绘分水岭。向某个给定点输送水流的区域有多个名称分水岭，汇水盆地，集水区域，和贡献区域。它们表示的是相同的概念。注入点就是汇流集中的地方，它也是分水岭边界上最低的点。分水岭常用于定义自然资源管理区域，确定水系中发现污染物的可能源头。WARTERSHED函数为在输入图层中提供的注入点定义分水岭。可以在大坝上或直接选中某个像元来创建注入点。
最后，汇水面积和汇水量计算在得到区域的汇水网格以后，任何一点的上游汇水面积就可以计算了。在程序上是计算流入该点的所有像元的个数总和，然后乘以一个像元代表的面积，就是汇水面积。汇流量原则上是该上游汇水区的降雨量减去下渗和蒸发，就是流入该水库的所有水量。但实际比这复杂得多，算法从注入点栅格单元格出发依次扫描水流方向矩阵(FLOWDIRECTION()的运行结果)，沿水流方向追踪直到DEM边界。当整个水流方向矩阵扫描完毕，就可以得到流域汇流能力的栅格分布图，汇流栅格上每个单元格的值代表上游汇流区内流入该单元格的上游栅格单元格的总数，根据DEM单元格代表的面积，即可得出汇流面积。汇水量考虑得因素很多，土壤、植被、地质、水文要素都影响着汇流量，本发明系统将计算流域的年降雨量按均值计算，土壤，地质因素会对流域的下渗产生复杂的影响，根据需要，该系统对该区域取特定系数，作为下渗系数，蒸发和植被的蒸腾也根据该地区的长期研究情况取特定的蒸发系数来计算。
本发明系统的水库规划的空间决策支持修建一个水库需要考虑很多因素，从环境，经济，效益等各个方面进行论证，当然最关键的还是水库修在这个地方能否收集到预计的水量，以及水库该修建多大，大坝应该如何选址等问题。同时，还要考虑如果出现不同级别的洪峰，周边影响范围有多大。本系统最终要解决的就是这些问题。本发明提出基于DEM的水库边界自动提取算法，即首先通过结合水利部门的指示，确定几个大坝首选方案，根据本发明研究的算法可以计算出各个水库大坝的汇水量，以及水库的边界，并能实时可视化，从而为政府部门的决策做指导意义。该功能已经在实际水利规划部门投入使用，取得了较好的效果。
具体实施例本发明的系统主要用于辅助某省某市某区的水资源综合规划和水利工程信息的管理。同时，在辅助决策方面，能够在对该地区的地形分析的基础上，为大坝选址提供科学方案，以及水库淹没范围可视化的模拟，流域上游汇水面积的计算提供方便实用的系统操作，从而辅助政府决策。
一、数据准备根据研究的需要，收集如下数据(1)、基础数据某市某区行政区划图，某区1∶5万地形图和DEM、某区土地利用现状图和规划图，土壤图等图件资料。
(2)、专题数据水资源开发利用总体布局规划图，水利工程现状(规划)图，供水水源工程规划图，重点生态区建设规划图，地表(下)水资源开发利用程度图，重点水利工程规划图，供水管网现状(规划)图。
二、本发明设定的编码与分层方案，见表5
三、本发明构建的某市某区水资源规划系统本发明系统是ArcGIS8.3平台上采用VB6、ArcObjects技术采用面向对象的组件开发技术开发集成的。系统的体系结构可以分为三个层次用户界面(接口)、中间层和数据库、知识库与模型库层(见图2)。用户界面是系统与用户的交流平台。用户的操作包括文件管理、查询、运算以及数据管理等都是通过界面来实现操作。在这个三层体系结构中中间层通过DLL来实现，它是整个系统的核心。系统所有模型运算、知识应用以及数据、知识和模型的管理都是通过中间层来实现。
本发明系统的功能开发某市某区水资源规划系统是在ArcGIS8.3平台上，使用VB6.0和ArcObjects组来进行系统开发。在文件管理、地图显示、地图浏览和地图编辑方面，ArcObjects提供了功能强大且丰富的接口，因此在这儿个方面系统可以充分发挥ArcObjects的作用，并与系统的其他功能模块进行集成。在流域计算，水库淹没范围和洪峰模拟以及数据管理四个模块则使用VB6.0编写动态连接库，实现了系统开发。在系统开发中，利用模型类和知识类构建起来的智能决策组件类来实现不同模块功能。智能决策组件类是根据不同功能模块要求，从模型类、知识类以及ArcObjects中调用相应的方法和属性，按照一定的方式集成起来，实现某类决策任务。使用智能决策组件类的用户，主要是界面编程中，实现系统某一功能只需调用智能决策组件类的相应方法和属性即可完成。
本发明系统的功能实现都是在动态连接库(DLL)中完成的。在动态库中主要有三个类，即模型类、知识类和智能决策组件类；模型类和知识类通过ADO方式与系统的数据库、模型库和知识库相连接。在使用VB6.0进行DLL编写时，可以提供窗体类，通过在这个方法可以编写一些用户窗体，让用户来进行输入参数等操作。智能决策组件可以在组件内调用其他类的各种方法和属性，因此通过智能决策组件就可以将系统中的各个功能模块部分高度集成起来。对于主界面来说，其在系统中只需调用相应的智能组件的接口就可以实现用户提出的任务了。在这样一个基于客户端/服务器(C/S)的体系结构下，系统实现了主界面、功能组件以及数据库、知识库和模型库的高度集成。在这样一种集成方式下，本发明系统充分利用知识库、模型库和数据库，从而是系统功能能够得到最大的发挥。同时这样一个内部调用过程也能提高系统的效率。
四、本发明系统的运行与管理本发明系统的启动环境启动“某市某区水资源规划空间决策支持系统”后，系统登陆界面输入用户名和密码，这样可以保证系统不被非相关的人员使用，防止系统数据泄密。系统成功启动后，将在窗口中出现某市某区行政区划图。和某市某区水资源规划决策系统主窗口。本发明系统水资源专题管理是水资源规划信息系统的核心内容，目的是通过专题管理系统将属性数据和空间实体进行有机的联系，组成水资源规划信息系统专题，并利用建设好的专题进行方便的信息查询工作，以辅助水资源规划日常工作。
在本发明系统中，水资源专题内容是以专题图的形式出现的，这样能直观的显示水利工程要素的空间位置关系，方便浏览，查询，快速定位，也为其他管网，生态规划等提供了良好的底图基础。专题图显示内容，例如水资源专题图地表水资源开发利用程度图；地下水资源开发利用程度图；水资源开发利用总体布局程度图。
本发明系统的水资源专题管理可分为以下四部分内容(一)专题的建设和维护包括水资源规划地理信息专题的建立、修改、删除、输出等工作，主要是利用地理信息系统工具，将属性数据和空间实体进行有机的连接，并选择需要的属性指标，采用一定的地图整饰方式，制作专题地图，使之以可视化的图形方式反映水资源规划所需要的某一方面数据信息。这部分工作是后续工作的基础，也是系统建设好坏的关键。
(二)地图的浏览包括专题地图的放大、缩小、移动等浏览操作，以及图层注记、地图提示的开关、显示界面的布置和地图的图面布置效果等工作。在本系统中，称这部分工作为“专题图显示”。
(三)系统查询包括对空间数据的查询及空间数据和属性数据的交互查询。空间数据的查询主要是借助点击空间数据查询图标，即可点击任何图层的空间实体进行属性查询；空间数据和属性数据的交互查询，利用空间数据和属性数据间建立的关联，可以将满足一定属性查询条件的空间实体定位出来，也可以将所选空间实体的各类属性数据显示出来。
(四)出图出图是系统的一项基本功能。地图应该包括标题，指北针，图框，图例，和专题要素。一幅优秀的地图在图面配置上要根据人们对地图心里要求来设计，在颜色的搭配，图层关系，符号的设计，要根据每幅专题图要表达的主次内容来安排。
本发明系统可以为规划提供准确的流域数据，根据某市某区的地形数据模拟整个某区地表起伏情况，可以按流域进行自动分区，获取任何位置的流域汇水范围和面积，在已知降雨量的情况下计算流域汇流量，在数据充足的情况下模拟洪峰流量，述可以模拟河网。经检验该系统计算的实际水库的流域面积和文本资料基本符合，从而也验证了该系统的水文模型的科学有效性。
五、本发明系统在大坝选址方面所具有的功能大坝的选址是本发明系统的独有功能。这是一个复杂的问题，首先新建水库的选址，要考虑经济的合理性，该地区的地形地质情况，还有行政区划因素，水利部门之间的管辖等，所以新建一个水库不是仅仅一个决策支持系统可以解决的。但是它可以提供一些技术上的科学数据，证明方案是否合理。现实中水利部门往往综合考虑各方面因素，提出在那里修建水库，大坝的位置的确定事先也是经过专家的讨论分析得出几套不同的方案，但是不同的专业知识背景的专家会持有不同的见解，意见无法统一，主要是因为这是个半结构化甚至非结构化的问题，专家们无法将现实的情况用直观的方式表达出来。本系统就是针对这些问题做了一个研究，提出了可行的解决方法。
本发明系统对该地区的流域进行自动分区，这是流域计算的基础，只有提取了流域边界之后，才能进行下面的分析计算。
本发明系统根据不同方案在系统中直观的可视化出新修建的水库和大坝的，同时计算不同方案下新建水库的能否收集满足该地区生活和生产所需的水量；在确定了大坝的位置和高程值之后，该系统可以计算水库的汇水区域，汇水量，库容，还可以根据上游来水量(或年降雨量)计算水库淹没范围，结合其它专业模型估算淹没损失等，另外可以计算任何河流的上游河流长度。
本发明系统将可选的新建大坝可视化出来，以及根据大坝位置，在算法上实现的水库边界范围搜索结果，可视化边界小区域是可视化的水库，底图是数据高程模型，该系统提供输入已知参数方式来进行流域计算在已知年降雨量，土壤植被参数的情况下可以较准确的计算不同年份的实际汇水量，还可以模拟洪峰流量等。
本领域的普通技术人员都会理解，在本专利发明的保护范围内，对于上述实施例进行修改，添加和替换都是可能的，其都没有超出本专利发明的保护范围。
权利要求
1.一种水资源信息管理与规划系统，其包括GIS，CPU，I/O，存储器及其水资源专题综合规划管理装置，其特征在于所述的水资源专题综合规划管理装置包括(一)建立导入/存储/更新单元将定义流域分区内的历史水资源和水利工程信息的原始数据存储于存储器中，并建立由空间数据和属性数据构成的空间数据库，该数据库包含有属性数据表和空间数据表，其数据表被赋予具有与描述的水资源信息数据对应的唯一特定含义；同时建立与空间数据库相对应的动态连接库，并与水资源属性信息管理的空间数据库相融通，实时更新相应的属性数据；(二)建立生成基础数据图单元在定义流域分区内生成自然地理图和社会要素底图，即将流域分区内的行政区划图、地形图、土地利用现状图、规划图、土壤图作为生成基础数据底图；(三)建立生成水资源专题数据图库单元以(二)单元的基础数据底图为基础，生成流域分区内的水资源开发利用总体布局规划图、水利工程现状/规划图、供水水源工程规划图，重点生态区建设规划图、地表/下水资源开发利用程度图、重点水利工程规划图、供水管网现状/规划图、水资源供需图、灌溉规划图、水污染分布图、洪水来源/洪水影响图，以上述的属性数据和空间数据，建立包括有系统数据库、模型库和知识库在内的空间专题数据图库；(四)分析/计算/演化单元基于(三)单元建立的空间专题数据图库，基于流域分区内的土壤地质，植被情况，年降雨量数据，利用ArcGIS空间分析的水文模型和DEM数字高程模型，进行地图综合、空间叠置、数字地形分析、汇流分析，计算年径流量，汇水面积，汇流量，规划水库的容积、面积，计算淹没造成的损失，计算水库的汇水量，模拟洪峰量，演化绘制不同淹没水位下淹没区图和水库大坝的选址图；并存入包括有系统数据库、模型库和知识库在内的空间专题数据图库中；(五)图形可视化描述单元选择显示数据，分配坐标轴，对(四)单元分析/计算/演化生成的空间数据或图或其他欲显示的数据进行参数分配，确定全部参数，调用显示控件，按需求显示二维或三维空间图形；(六)文件管理/查询/调用/输出单元将上述(一)至(五)单元生成的数据或图用于提供专家用户/决策者用户的文件管理/查询，调用，输出。
2.根据权利要求1所述水资源信息管理与规划系统，其特征在于所述的(一)导入/存储/更新单元中的属性数据，其包括区政府驻地，街道办事处驻地，行政村，主要公路，次要公路，桥梁，国道，管道线，河流，海洋，水库，拦水坝，沟渠，湖泊，塘坝，区界，乡镇界，流域边界，界内居民地，山峰，地物，注记层，河网，降雨量数据，地表植被数据，地质数据。
3.根据权利要求1所述水资源信息管理与规划系统，其特征在于所述的(一)导入/存储/更新单元中的将原始数据存储于存储器中，是对来源不同、数据结构不同的原始数据，按照像元数据对原始数据格式规定，转换为规范数据；所述的像元数据是对原始数据的注解；再对该规范数据和像元数据进行数据校验，存入动态连接库中；再对动态连接库中的数据进行标准化处理；存入空间专题数据图库中。
4.根据权利要求3所述水资源信息管理与规划系统，其特征在于所述的数据校验，是检查数据的完整性和相容性的合法性校验。
全文摘要
本发明公开了一种水资源信息管理与规划系统，其包括GIS，CPU，I/O，存储器及其水资源专题综合规划管理装置。该管理装置包括(一)建立导入/存储/更新单元；(二)建立生成基础数据图单元；(三)建立生成水资源专题数据图库单元；(四)分析/计算/演化单元；(五)图形可视化描述单元；(六)文件管理/查询/调用/输出单元。本发明提出基于DEM的水库边界自动提取算法，确定几个大坝首选方案，根据研究的算法可以计算出各个水库大坝的汇水量，以及水库的边界，并能实时可视化，为水资源规划发展提供科学依据。本系统具有较强的适应性，既可以满足日常管理人员进行地理信息数据管理的需要，也可以满足领导层次用户方便查询的需求。
文档编号G06Q10/00GK1897023SQ200610045378
公开日2007年1月17日 申请日期2006年6月29日 优先权日2006年6月29日
发明者王琳, 宫兆国, 杨杰军, 吴爱华, 刘艳玲 申请人:中国海洋大学