灌区用水管理GIS的建立.pdf

224 第八届东北三省测绘学术与信息交流会论文集 _一———————————————————————————————————————————————————一 灌区用水管理GIS的建立 杨国范，张玉龙，张丽娟，张政利 (沈阳农业大学，辽宁沈阳110161) 6．0 摘 要：本文建立了灌区用水管理GIS，建立了图形、属性数据库，建立了资料数据库，利用VisualBasic 和GeoStar提供的GIS集成二次开发，采用实时预报优化模型实现水利灌溉管理GIS。 关健词：地理信息系统；灌区；用水管理 1问题的提出 我国灌区大都是粗放管理，水资源浪费严重，目前大多是人工管理、手工操作和报表。地理信 息系统作为一种以图形、图像化显示地物的信息系统，能够清晰、准确地将地物的数量、质量、分布 特征、相互关系和变化规律等以图形、图像的方式动态地显示出来，以供管理者迅速、准确地了解 情况，并可帮助管理者及时地做出正确地决定。所以，将GIS技术引入灌区用水管理必将使灌区 用水数据的显示更加直观化，极大地提高管理者的工作效率。同时，可使管理者既能通过图形宏 观地了解和把握灌区用水的总体情况，又能通过各种快捷的查询手段了解各种非图形因素的情 况，使管理者可获得的信息量成倍地提高，弥补了地图负载量有限和传统属性数据库的不足，将 GIS技术应用于灌区必然有着广阔的发展前景。本文在实时信息获取方面，采用传感技术与数据 采集卡，用来满足灌区用水监测实际需要，同时研制了灌区用水管理软件，提高了灌区用水管理的 实时性准确性，减少灌区的运行成本，为灌区管理者做出正确的决策提供科学依据，解决生产难 题。 2灌区GIS的建立 2．1图形数据的输入 用灌区的地形图自动扫描输入，用CASSSCAN进行矢量化，文件格式．dxf，将其转成．mif格 式，然后转入到GIS软件GeoStar中，进行必要处理。建立属性数据库后，属性数据库各表与图形 数据各表进行联结。 2．2属性数据库建立 定义点类、线类、面类图。面类图：县区、水库、灌区等；线类图例：河流、堤防、公路、铁路等；点 类图：市、县(区)、乡(镇)、村、灌溉站、排水站，等等。定义了文本(标签)。 2．3资料数据库的建立 为存储和处理传感器和一些灌溉系数等数据，建立了资料数据库。资料数据库结合属性数据 库中的表的结构来考虑。在灌区灌水管理这个模型中，需要资料数据库中的数据。通过建立属性 数据库和资料数据库的关联，保证数据资料能够在GIS和计算模型正确的传递，保证资料的更新 和管理。用户可以对资料数据库进行修改、扩充。 2．4 GIS开发方式 采用GeoStar的二次开发控件GeoMap进行二次开发。 3灌水预测模型的使用 杨国范等：灌区用水管理GIS的建立 采用实时预报优化调度的数学模型来实现用水管理。 3．1函数 根据运行费用和缺水造成的减产之和最小的原则，灌区优化调度的目标函数可表示为： minF=墨Gwi+墨GA。(Yl。一y2。，) (1) 由于Y，。。为常数，因此上式等价于： minF2置瓯取一蚤C．。A，4．一寥磷 (2) 式中：巳为i供水工程的供水价(元／m3)；W0为供水工程的供水量(矗)；C。为佗作物的产品单价 供水水平下的产量，作物产量与水量的关系采用詹森连乘公式估算，对于作物，z有： 。’ 执2y_璺l最r执=y_鲥蛊r。 ㈤(3) 式中：y。为作物需水充分满足时的产量；Ek为歹生育阶段实际腾发量，ETP面为J生育阶段高产 模式下的腾发量；．厂为作物全生育阶段数。 在制定某时段用水方案时，首先假定调度时段以后作物的需水量能够完全满足，而调度时段 以前作物的腾发量则按实际灌水量计算，调度时段的灌水量根据优化原则确定。因此