1、基于MapObjects技术的水资源管理系统应用研究硕士学位论文分类号：S2 单位代码：10758密 级：普通 学 号：2004061硕士学位论文基于MapObjects技术的水资源管理系统应用研究The Study on the Application of Mapobjects Technology in Water Resource MIS 独 创 性 声 明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得新疆农业大学或其他教育单位的学位或证书而使用过的材料。
2、与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名： 时间： 年 月 日关于学位论文使用授权的说明本人完全了解新疆农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：新疆农业大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，允许论文被查阅和借阅。本人授权新疆农业大学将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以公布（包括刊登）论文的全部或部分内容。(保密的学位论文在解密后应遵守此协议)研究生签名： 时间： 年 月 日导师签名： 时间： 年 月 日毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性
3、声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印
4、、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本
5、人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名： 日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日指导教师评阅书指导教师评价：一、撰写（设计）过程1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 优 良 中 及格 不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 优 良 中 及格 不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 优 良 中 及格 不及格4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性 优 良 中 及格 不及格5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况 优 良
6、 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）指导教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日评阅教师评阅书评阅教师评价：一、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结
7、构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）评阅教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）评价：一、答辩过程1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 优 良 中 及格
8、 不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 优 良 中 及格 不及格3、学生答辩过程中的精神状态 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格评定成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）教研室主任（或
9、答辩小组组长）： （签名）年 月 日教学系意见：系主任： （签名）年 月 日摘 要地理信息系统( GIS )是现代信息技术的重要组成部分，在信息社会中占有重要位置。传统的GIS 软件不能完全满足GIS 应用的需求，在许多方面面临严峻的挑战。组件式GIS ( ComGIS )是基于组件开发技术的新一代GIS，解决传统GIS所面临的全新技术体系,代表了软件技术发展的潮流。本论文在研究组件式GIS 集成开发技术的基础上，采用Mapobjects控件与Powerbuilder可视化环境集成的方法，开发出了新疆哈密市地下水资源管理信息系统。该系统是水利监管部门可靠、高效的工作平台，通过对地下水资源的动态
10、管理，从而方便地为水利建设服务。它不仅能够很好地管理地下水的开采情况，而且通过各种专题分析，实现水资源的预测预报等功能，能够为管理部门的宏观决策提供实时、准确的决策服务，为水利规划建设提供完善的资料，为保障居民用水、环境保护与持续发展等方面提供有力的技术保障。关键词：地理信息系统，组件式GIS，集成技术，水资源管理AbstractGeographical Information System (GIS) is an important part of information technology and has an illustrious position in information so
11、ciety. Traditional GIS software cannot satisfy GIS applications completely, So it is faced with severe challenges. ComGIS based on component development technology is a new generation of GIS, which expects to solve problems that traditional GIS have. It is developed a water resources management info
12、rmation system. This thesis base on the integrated technology, adopt Mapobjects Control integrate Powerbuilder , exploiture Xin Jiang Hami Groundwater manage information system. This system is a credible and efficient work roof for water management, with the dynamic manage ,it will serve for water-p
13、roject expediently. Its not only manage the exploitation of the groundwater, but also can forecast the groundwater resource with various special analysis. It will afford the technology guarantee for management with macroscopical decision-making and complete information.Keywords：GIS,ComGIS，integrated
14、 technology,Water resources management目 录第一章 绪论11.1研究的目的和意义11.2地理信息系统在水资源中的应用情况21.3本论文研究的内容41.4 本论文研究要解决的问题5第二章 地理信息系统概述62.1 地理信息系统62.2 国内外研究情况72.3 地理信息系统的特点92.4 地理信息系统的发展趋势102.5 组件式地理信息系统112.6 Mapobjects简述14第三章 哈密市地下水资源管理系统设计113.1 哈密背景简述173.2 需求分析183.3 系统设计原则183.4 系统功能设计193.5 开发方式选择223.6 开发平台选择243.
15、7 数据预处理263.8 数据库建立28第四章 系统功能设计与实现324.1 用户登陆324.2 图层显示与控制324.3 特征查询384.4 空间数据分析404.5 专题图434.6 其它功能47第五章 结论49参考文献50致谢52作者简介53第一章 绪论1.1 研究的目的和意义我国新疆哈密位于新疆东部，是新疆通往内地的门户，是古“丝绸之路”上的重镇。哈密地理坐标为东经91。0633” 96。2300”，北纬40。5247” 45。0533”。全地区总面积15.3万平方千米，土地总面积为21487.2万亩，占全疆总面积的9%，全地区总人口52.49万人。哈密地区干燥少雨，属资源性缺水地区。降
16、水量少，蒸发强度大，水资源主要以山区冰川融水、山区降水和山前戈壁降水补给。地下水水质较好，宜于灌溉和饮用，地下水用水量占地下水总量的67.93%，是生活、生产及各项作业的主要来源。由于哈密地区所受的地理环境及干旱气候的影响，虽然相继在水利建设上取得了很多成果，但是由于经济迅速发展的要求和目前在水资源管理上急需解决问题的需要，特别是解决地下水资源合理、有效开采的问题，就迫切需要提供方便、有效的决策支持系统。随着GIS技术的迅速兴起，各学科综合应用的极大发展 ，地理信息系统以其数据的采集、存储、分析、维护、模拟、输出等完善的功能，正广泛地应用于社会发展的各个领域。在水资源开发管理方面，国内外已经有
17、了比较成熟的应用，组件式地理信息系统作为现今软件技术开发的潮流之一，在不断地发生着深刻的变化。本系统是采用组件式GIS（ComGIS）技术，在PowerBuilder可视化开发环境中集成mapobjects地理信息控件的开发方法，开发了新疆哈密地下水资源管理管理系统。以哈密往年的地下水资料作为该系统的背景数据，完成对地下水和地表开采井位的数据编辑、查询、分析、预测、数据的更新等综合管理工作。主要完成的任务是，方便相关的水管部门获取需要的信息数据，有效地实现对系统的操作和对数据的编辑与更新工作；实现数据的快速查询、井位的快速定位、地图数据浏览和更新；在专题图模功能方面，通过对往年的数据分析和对比
18、，对以后水资源的开采达到预测的目的，实现水资源合理有效的开采和利用；根据地理情况和居民的分布情况，分析对水资源合理开采的井位分布点，为水资源的开采提供决策的依据。因此，建立有效的哈密水资源管理系统，对哈密在水资源的开发利用和信息化的管理方面，具有现实意义。1.2 地理信息系统在水资源中的应用情况1.2.1 国外研究情况GIS技术应用于水资源管理和评价方面，处于领先地位的是美国。绝大多数水质模型和著名的GIS软件都是由美国开发的，开展流域研究的时间早，具有较丰富的经验，并且积累有大量的基础数据。(1) 自20世纪70年代起，美国田纳西州流域管理局就开始利用GIS技术处理和分析各种流域数据，为水资
19、源管理和规划提供决策服务。从此GIS被用于水文和水资源管理。(2) 据1991年对美国200家水质部门调查结果显示，有1/3以上的地表与地下水管理部门使用GIS管理数据。(3) 美国科罗拉多州自然资源部、水土保持局和水资源局联合开发了美国科罗拉多河决策支持系统。该决策支持系统可为决策者提供水资源方面的信息，对可能的决策和政策事先进行模拟，并探讨所产生的结果。具体功能包括：水库与河流优化调度方案的比选；确定可供开发的水量；水资源的最优分配；水资源规划模型的开发和运用及河内流量分配影响评价；水权的最优化管理；信息联机共享等。在该决策支持系统中，GIS被应用于空间数据的存储、检索、分析和显示。(4)
20、 欧洲一些国家的大学、研究机构等提出设想，并着手实施了一项尤里卡合作研究计划。该计划的目标是开发一个综合的、容易使用的水资源管理决策支持系统“WATERWARE”。其目的是辅助政府机构、流域委员会等有效地管理水资源的质和量。该系统综合利用了GIS技术、数据库技术、模拟技术、最优化程序和专家系统等，它初步实现的功能有：地下水污染控制；地表水污染控制；水文过程模拟；水资源需求预测；水资源规划；并在英国的泰吾士河流域和墨西哥的Rio Lerma流域得到了较为成功的应用。(5) 在“WATERWARE”中，GIS主要用于存储所有的空间信息，包括卫星影像、数字高程和数字化地图，并为系统中的模型提供数据。
21、此外，还用于显示、分析和模拟。1.2.2 国内研究情况地理信息在我估的发展起步较晚，但发展较快。我国GIS用于水利工程始于90年代，为我国的水利建设发挥了重大作用。(1) 北京水文总站建立的“官厅水库防洪供水地理信息系统”，能够进行洪水模拟、泥沙淤积和供水水质分析，并显示分析结果。(2) 大连理工大学土木水利学院利用ESRI公司的组件式地图控件mapObjects2.0,在PowerBuilder 环境下，开发成功了功能强大的水库洪水调度信息查询系统，实现了地图的浏览、导航、定位和直接在地图上进行查询、分析等功能，使信息查询更迅速、直观。实际开发表明，PowerBuilder 与地图控件Map
22、Objects2.0 结合开发水库洪水调度系统，不仅开发过程简单、开发速度快，并且充分发挥PowerBuilder 管理、访问数据库的优势。(3) 南京市水文水资源研究所也开发了太原市水资源GIS系统；南京市建立了“防洪减灾地理信息系统”，这些系统为区域水资源的合理开发利用提供了有效的决策支持。(4) 黄河水利委员会也以GIS技术为支持，开发了黄河决策支持系统，1995年建成的“黄河下游河道GIS系统”，在1996年8月黄河洪水遥感监测中发挥了积极的作用。黄河水利委员会1994到1996连续三年汛期中，采用由水利部遥感技术中心组织研制的全天候实时航空遥感系统，先后对西江流域、鄱阳湖地区、荆江和
23、洞庭湖地区、辽河、浑河和太子河流域、河北北部的洪水进行了实时监测，并与GIS技术结合，建立了灾情快速评估系统。(5) 水利部遥感技术中心、河海大学、松花江辽河水利委员会等单位也先后建立了小清河、淮河主要蓄洪区和吉林辉发河流域的防洪减庆GIS。所建立的这些防洪减灾GIS能够满足信息存储、提取、检索和显示等基本功能要求，有些还能应用于洪灾损失评估、灾民避险迁安及抢险和救灾物资输送最佳路线选择。 (6) 长江水资源保护局委托华中科技大学利用组件MapObjects 控件技术开发汉江水污染控制信息系统，该系统综合运用计算机信息技术，实现了汉江流域的水环境信息的集中、高效管理，以及流域水污染的预测、评价
24、。为及时制定汉江流域的水污染预防和控制策略提供参考信息。综上，地理信息技术正广泛地应用于水利建设上，它以良好的数据查询、空间数据分析、地图数据的浏览于编辑、水资源的预测于分析等完善的功能深得管理部门的青睐，并很好的服务于社会。而逐渐兴起的组件式GIS技术代表了地理信息系统发展的新趋势，采用mapobjects控件和PowerBuilder环境的集成开发，不但能够较好地实现地理信息系统的各种功能，而且使用PowerBuilder对地理信息系统的开发难度也得以降低，更有利于地理信息系统的普及和应用。1.3 本论文研究的内容采用系统工程和软件工程的原理与方法，将数据库技术、地理信息系统、制图、管理信
25、息系统等技术手段相结合，进行研究与开发，以形成一个综合的技术体系，构建一个技术性哈密地下水资源管理系统，以达到为操作人员提供有效数据管理、对水资源开采提供决策支持，为水资源的预测分析和开采提供依据的目的。对此本文研究的主要内容有以下几个方面:本论文是采用的是组件式地理信息技术，在可视化发平台中嵌入地理信息控件的方法，以哈密地下水资料为数据，完成哈密地下水资源预测预报系统。（1）对数据库做前期处理，完成矢量数据的制作。对现有的部分矢量图进行转换，原有的部分矢量图是MapInFo格式的数据，需要转换为shape格式的数据以便在mapobjects中使用。但是在前期的工作中发现，将已有的MapInF
26、o数据转换为shape格式的数据后，由于软件的原因，一些数据产生属性数据的变化与丢失，因此对转换后的地图数据要做必要的修改与编辑。（2）掌握GIS的开发方式，对GIS的三种开发方法进行对比后，决定采用组件式GIS开发的原理，选用PowerBuiler8.0作为系统开发的可视化环境、Mapobjects为地理信息控件，进行集成开发。系统的后台数据库采用SQL Server2000，并实现数据库的共享。（3）对组件式地理信息系统进行较为深入的剖析，掌握GIS实现的原理与方法，探究并实现以Mapobjects作为地理信息控件开发新疆哈密地下水资源的具体方法的步骤，提供详细的解决方案。（4）利用SQL
27、 Server 2000作为数据库平台构建后台数据库支持，以空间数据和属性数据为内容形成完整的哈密地下水资源管理信息系统，结合ActiveX技术的组件式Mapobjects控件，实现各类数据的可视化表达。（5）设计并实现系统的总体框架模块，以使用单位的需求为目的、水利部门提供的数学模型为依据，完成信息系统的基本功能，并开发出本系统的核心模块，实现数据的空间分析、预测和预报等功能。1.4 本论文研究要解决的问题本论文是以组件式GIS集成技术开发新疆哈密市地下水资源管理信息系统，实现空间数据的编辑、查询、分析及预测功能，在此开发过程中主要有一下要解决的问题：（1）研究组件式GIS的开发原理，深入了
28、解PowerBuilder与Mapobjects的集成方法，掌握Mapobjects中地理信息功能的实现过程。（2）各类数据的预处理。完成地图的制作、编辑和转换。（3）完成各模块和系统的总体设计，设计并建立数据库。（4）实现新疆哈密地下水资源管理系统的主要功能。 对新疆哈密地下水资源管理系统的具体开发流程，如下图所示。图1-1 系统开发流程第二章 地理信息系统概述2.1 地理信息系统地理信息系统（GIS）作为有关空间数据管理、空间信息分析及传播的计算机系统，广泛应用于测绘与制图、资源管理、灾害监测、环境保护、国防、决策支持、交通运输、城乡规划、经济建设等领域。地理信息系统是在计算机硬件与软件系统的支持下，对整个或者部分地球表层空间的有关地理分布数据进行采集、存储、管理运算、分析、显示好描述以及辅助决策的技术系统。地理信息系统处理、管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系，包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等，用于分析和处理在一定地理区域分布的各种现象和过程，解决复杂的规划、决策和管理的问题。GIS的主要功能如下图2-1： 空间数据库管理系统属性数据库系统 图2-1 典型的GIS功能GIS由两部分构成：一方面地理信息系统是一门交叉学科，
