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基于WebGIS 的全国水环境信息系统 黄诗峰，李纪人，徐美 （中国水利水电科学研究院遥感技术应用中心，北京 100044） 关键字：WEBGIS、水环境、水质特征 1 引言 随着社会经济高速发展，人类活动的影响在日益加剧，我国当前面临着越来越严峻的水环境问题。辽河、淮河、黄河，甚至珠江等大江大河的水污染问题日趋严重，而太湖、滇池的水污染也到了非治理不可的程度。水污染不仅严重影响国民经济和社会的可持续发展，威胁人民群众的健康，也加剧了水资源紧张的矛盾，使水资源已严重短缺的状况又因可利用水资源的减少而更加严重。为了保护和改善水环境，达到最大限度地减轻水污染危害及由此造成的损失，除了要加大污染源的治理力度、强化法制和行政监督管理外，还必须加强水环境监测与管理信息系统的建设。在水环境监测站网的建设方面，经过50 多年的建设，我国已逐步形成了1 个部级水质中心、7 个流域级中心、31 个省级（自治区、直辖市）中心和196 个地市级中心组成的比较完善的水质监测网络体系。其中水质监测站达到5218 个，监测范围覆盖全国7 大流域和浙闽台河流、内陆河湖、藏南滇西河流地表水、地下水以及重要城市供水水源地和重点河段等。 如此众多的水质监测站多年来已积累了大量水质监测数据，这些水质数据对于分析水环境状况的变化以及水环境科学管理等研究具有非常重要的作用，当前迫切需要采取有效手段对这些数据加以归并和管理，而地理信息系统是管理空间数据的重要技术和手段。因此，建立水环境地理信息系统，管理与水资源和水环境有关的信息，如水体质量信息、污染源信息及与水环境有关的自然地理、社会经济信息等等，并能在较大范围内进行信息共享，是水利信息化建设发展的必然趋势。 在科学技术部科技基础性工作专项资金的支持下，中国水利水电科学研究院遥感技术应用中心，采用北京超图地理信息技术有限公司的WebGIS 软件SuperMap IS，进行了全国水环境信息系统的初步建设。 2 系统概况 全国水环境信息系统在软件选型方面，选用了SuperMap IS 作为网络地理信息系统开发平台。SuperMap IS 采用开放式系统结构设计，基于组件式软件技术进行开发，是一个功能强大的网络地理信息系统开发平台。其特点是采用了先进的XML 技术，地图表现能力丰富，使用简单、易于开发；此外， SuperMap IS 采用先进的系统设计思路，如多级缓存结构，多台服务器群集；编译执行并直接响应HTTP 请求等，具有较好的性能和并发访问能力。系统数据库管理系统（DBMS）选用当前最为流行的大型数据库系统之一的SQL Server 2000。通过SuperMap IS 地图引擎提供的空间数据库技术，集成多源数据，并对SQL Server 空间数据库进行高效管理，通过Internet 实现对GB 级影像数据库的快速访问。整个系统采用浏览器（Browse）/服务器（Server）方式，操作系统选用Microsoft Windows 2000 Server。前端应用开发工具选用微软的Visual InterDev 6.0 与Frontpage 2000。 水环境信息系统在空间数据库建设方面，建立了覆盖全国范围1：25 万的空间数据库，图层包括省界、县界、流域界、河流、湖泊、水库和水质监测站分布等等；在属性数据库方面，已初步完成包括全国160 多个重点水质监测站自1990 年至2000 年共11 年18 个水质参数的水质动态监测数据的建库工作，同时包括测站的基本信息、测站分管站的基本信息、水质评价标准等的录入和入库工作。 3 系统结构 整个系统采用Browse/Server 体系结构，在逻辑上分为三层，这三层包括客户机、应用服务器与Web 服务器、数据库服务器（参见图1）。这种方式又称瘦客户机系统。客户机负责数据结果的显示和用户请求的提交；地图应用服务器和Web 服务器负责响应和处理用户的请求；而数据库服务器负责管理数据。所有的地图数据和应用程序都放在服务器端，客户端只是提出请求，所有的响应都在服务器端完成，只需在服务器端进行系统维护即可，因此可大大降低了系统的工作量。 图1 基于WebGIS 的水环境信息系统体系结构 水环境信息系统服务器分为地图应用服务器、Web 服务器和数据库服务器。 （1）地图应用服务器 地图服务器主要提供电子地图的发布、查询和分析等图形服务，它基于WebGIS 构建，相关的属性数据可以从数据库服务器获取。 （2）Web 服务器 Web 服务器以主页的方式向用户提供信息。由于动态主页技术和Java 编程技术的采用，用户可通过浏览器实现灵活的交互，以获得各种有用的信息。 （3）数据库服务器 数据库服务器主要用来管理所有水质监测站动态监测数据，并提供用户查询与检索。这里需要提出的是地图服务器、Web 服