基于ArcGISServer的水资源管理时态GIS研究

第一章绪论1.1引言水是生命之源，是人类社会赖以生存和发展不可代替的自然资源，是可持续发展的重要保证。20世纪50年代以来，人口急剧增长，经济迅速发展，使得水资源需求量大幅增加，加之人类活动造成的水污染，从而导致水资源日益短缺。水资源短缺己成为了一个全球性的问题，严重影响了人民的生活，制约了社会经济的发展，受到世界各国的高度重视。我国水资源短缺问题尤为突出，已成为许多城市发展的瓶颈。同时，我国水资源空间分布不均，水资源有效利用率低，供需矛盾极为突出，以及由于管理不善造成的水体污染，生态环境恶化，一些地区和部门之间用水矛盾十分尖锐等，都严重的制约了水资源的有效利用，使得水资源的开发和利用面临严峻的挑战。要解决水资源问题，一要靠技术的发展，二要靠科学的管理。因此，采用现代信息技术与现代管理技术管理水资源己成为水资源管理发展的趋势。.................1.2国内外水资源管理地理信息系统的研究现状孙启宏等结合Gls的空间分析功能模拟了河流的一维水质扩散。郭建斌等根据大汉河流域水资源量的形成，以及周围的地形地貌和降水对水资源量的影响，结合GIS技术建立了水资源计算和评价的模型。刘九夫等利用Gls的空间数据存储和分析功能对水资源进行评价。张礼中在地下水资源空间数据的基础上，结合Gls的迭加分析法，建立了评价地下水资源开采潜力的模型。王浩等研究了如何将Gls技术运用在淮河流域的水资源综合规划中。这些研究在国内率先将GIS应用于水资源管理中，为管理工作提供最新的技术手段。从当前的研究水平和应用情况看，GIS技术在我国水资源规划、管理和评价中的应用处于初级阶段，还需要进一步扩展其应用的范围。集成Gls的模型也大多为解析式模型和参数模型，由于参数模型大都涉及时间性的数据，加之GIS技术的限制，很多系统都只实现了简易的数据交换。.............第二章基于ArcGisServer的水资源管理时态GIS基本理论2.1时态GIS发展时态GIS(TemporalGeog叩hicalInformationsystem，TGIs)能够跟踪和分析随时间变化的空间、非空间信息的地理信息系统，时态GIS有时亦被称为4DGIs，意为在三维空一间上加上时间维[20]。1977年Thrsn首次提出时态Gls，1975年Basoglu和Mo雨son设计出时态GIS历史GIS(HIStoricalGIS)，从此以后就很少有人研究这块领域，直至Langran(1959)和Lorentzos(1985)的时态Gxs研究的博士论文正式出版[川。1992年Langran的TimeinGeographieInformationSystem出版，这是第一本对于时态GIS的书。1995年Raper等设计时空查询语言。1996年UCGIS(UniversityConsortiulnforGeo盯aphieInformationscience)将时态Gls作为地理描述扩展，的一部分列入Glsci十大优先研究领域之列。时态GIS吸引了越来越多的国内外学者加入其研究行列。..............2.2时态GIS的功能时态GIS在传统GIS基础上增加时间维，把GIS由传统的空间、属性两要素拓展为空间、时间、属性三要素。时态GIS既可以描述和表述实体在空间中的分布和形状，也可以描述和表述其随时间的变化，进行时态分析。一般说，时态GIS具有以下功能:1、档案功能:记载区域随时间的演变，即尽可能完整的存储区域内的目标数据，实现数据库和现实世界同变化。这样，时态GIS便可提供特定要素的世系;和给定时间的区域现实等信息。2、分析功能:分析功能是信息系统区别于数据库的主要特点之一。分析一般以数据为基础，组合特定的数据模型，并可验证假设的模型。而传统GIS大都忽略了变化过程，只记录某一现实。时态GIS记录变化数据，加强了过程分析能力。因此，时态GIS可以利用时间数据分析得到事物的变化趋势，并对未来做出预测。.............第三章基于AicGSServer的水资源管理时态GIS时空数据模型..................193.1水资源管理时态GIS时空数据模型设计原则.....................193.2水资源管理时态GIS时空数据模型研究.........................193.3水资源管理时态GIS时空数据库设计..................22第四章基于ArcGISServer的水资源管理时态GIS的总体设计..............274.1水资源管理时态GIS系统体系结构.....................274.2水资源管理时态Gls功能模块设计....................28第五章基于ArcGISServer的水资源管理时态GIS的实现5.1系统的开发环境5.1.1可视化的编程软件平台l、开发工具VisualStudioZOO8.NETMicr。Softvisualstudi。.NET是目前最流行的windows开发平台，平台可以多语言开发，因此，开发人员可以根据自己的习惯选择自己最熟悉的开发语言，而不需要因为平台的变换去学习新的语言，这就使得程序开发更为快捷。.NET的框架是Micros。ftVISualstudio.NET的核心，其包括:公共语言运行库(cLR:monLan罗ageRuntime)、类库、ASp.NET以及ADo.NET四个部分。其结构如图5一1所示:...........第六章结论与提议6.1结论本文将时态GIS理论应用于水资源管理领域，以实现水资源的动态管理为目的，研究了目前主要的几种时空数据模型，并结合水资源时态数据特点，提出了多基态变级差修正模型。同时，基于ArcGISSeoer平台，实现了水资源的动态管理。本文的主要研究成果包括:1、分析了水资源管理地理信息系统的研究现状，根据新一代GIS特点，提出基于Serve:的时态GIS是水资源管理地理信息系统的发展方向。2、分析了时空立方体模型、连续快照模型、基态修正模型、时空复合模型、第一范式(INF)关系时空数据模型、非第一范式(INF)关系时空数据模型、面向对象的时空数据模型等几种常见的时空数据模型，并对这些模型进行了多方面的比较与评价。3、结合水资源时空数据的特点，进一步的研究了基态修正模型，提出了多基态变级差修正模型。在此基础上，设计了水资源信息管理的时空数据库。4、针对水资源信息管理的需求进行了系统体系和功能设计。5、结合ArcGISavascriPtAPI设计了地图服务，将云计算的思想引入到水资源信息管理中。..............参考文献（略）