一、系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

　　東江湖生態(tài)環(huán)境信息系統(tǒng)基于統(tǒng)一行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、環(huán)保系統(tǒng)監(jiān)控體系來總體架構(gòu)設(shè)計(jì)，分為五層結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)，分別如下：

　　(一)數(shù)據(jù)層。數(shù)據(jù)層包含的數(shù)據(jù)有元數(shù)據(jù)、用戶安全、污染排放數(shù)據(jù)、環(huán)保業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、湖泊數(shù)據(jù)、河流數(shù)據(jù)、水庫(kù)數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)地形、GIS數(shù)據(jù)、圖檔數(shù)據(jù)。

　　(二)數(shù)據(jù)訪問層。在數(shù)據(jù)訪問層，采用空間數(shù)據(jù)引擎、模型決策引擎、數(shù)據(jù)訪問接口方法來進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

　　(三)業(yè)務(wù)邏輯層。業(yè)務(wù)邏輯層包含多個(gè)構(gòu)件和工具，如空間查詢構(gòu)件、空間計(jì)算構(gòu)件、GIS基礎(chǔ)構(gòu)件、數(shù)據(jù)管理構(gòu)件、數(shù)據(jù)采集構(gòu)件、數(shù)據(jù)處理構(gòu)件、分析預(yù)測(cè)構(gòu)件、監(jiān)管管理構(gòu)件、土地規(guī)劃、分析預(yù)測(cè)、數(shù)據(jù)權(quán)限、系統(tǒng)管理構(gòu)件、行政許可、決策支持、數(shù)據(jù)維護(hù)、系統(tǒng)接口構(gòu)件等。

　　(四)業(yè)務(wù)表現(xiàn)層。業(yè)務(wù)表現(xiàn)層包含東江湖流域生態(tài)環(huán)境管理系統(tǒng)、東江湖流域土地規(guī)劃利用系統(tǒng)、東江湖流域污染物排放控制管理系統(tǒng)。

　　(五)客戶端。客戶端包含有瀏覽器、C/S客戶端、LED大屏幕、手持智能終端，可以通過這些方式來查看瀏覽、提交、處理、分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)。而使用系統(tǒng)的用戶包括省市領(lǐng)導(dǎo)、市區(qū)監(jiān)管部門、排污企業(yè)、土地事業(yè)單位。

　　二、系統(tǒng)功能組成

　　系統(tǒng)由以下子系統(tǒng)組成:

　　(一)東江湖流域生態(tài)環(huán)境管理系統(tǒng)

　　(二)東江湖流域土地規(guī)劃利用系統(tǒng)

　　(三)東江湖流域污染物排放控制管理系統(tǒng)

　　三、東江湖流域生態(tài)環(huán)境管理系統(tǒng)

　　為有效利用先進(jìn)技術(shù)手段和方法，提高東江湖本地水資源利用及防洪效益，使更好地促進(jìn)東江湖流域經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展，提高水資源的利用率，達(dá)到科學(xué)管理本地水資源的目的，研制開發(fā)了一套實(shí)用性強(qiáng)的流域生態(tài)環(huán)境管理系統(tǒng)。

　　系統(tǒng)包括七個(gè)子系統(tǒng)：水系地理信息系統(tǒng)、河道信息管理系統(tǒng)、水庫(kù)信息管理系統(tǒng)、水文水資源分析模型、水利信息三維表現(xiàn)系統(tǒng)、政策法規(guī)查詢系統(tǒng)和用戶管理。七個(gè)子系統(tǒng)通過一個(gè)登錄界面啟動(dòng)，然后根據(jù)工作內(nèi)容運(yùn)行不同的子系統(tǒng)。

　　3.1水質(zhì)數(shù)據(jù)采集與傳輸

　　水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備都在湖庫(kù)邊上，而數(shù)據(jù)中心距離監(jiān)測(cè)設(shè)備一般在數(shù)十公里距離遠(yuǎn)，所以需要通過無線傳輸設(shè)備將采集到的水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心。無線傳輸設(shè)備需要能夠全天候工作，斷線能夠自動(dòng)連接，數(shù)據(jù)中心服務(wù)端能夠監(jiān)控發(fā)送端的設(shè)備工作狀況，能夠?qū)崿F(xiàn)連接異常報(bào)警，確保無線傳輸通道暢通。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件和傳輸距離，擬采用GPRS和微波站的形式無線傳輸方式。

　　3.2水質(zhì)數(shù)據(jù)審核與整理

　　自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備將檢測(cè)到的水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過GPRS設(shè)備傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心，為了確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)真實(shí)可靠，避免存在誤差的數(shù)據(jù)和錯(cuò)誤數(shù)據(jù)對(duì)水質(zhì)監(jiān)測(cè)造成影響，需要對(duì)已傳輸?shù)较到y(tǒng)數(shù)據(jù) 庫(kù)的原始監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行二次完整性、有效性、合理性驗(yàn)證。系統(tǒng)自動(dòng)針對(duì)某項(xiàng)指標(biāo)的合理范圍值對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效性和合理性驗(yàn)證，對(duì)超出合理范圍的數(shù)值進(jìn)行高亮顯示，提示管理人員對(duì)這些問題數(shù)據(jù)進(jìn)行有效性審核，同時(shí)對(duì)預(yù)定的監(jiān)測(cè)計(jì)劃進(jìn)行執(zhí)行情況的自動(dòng)檢查，一旦出現(xiàn)沒有接收到有效監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，且GPRS傳輸設(shè)備工作正常，則說明監(jiān)測(cè)儀器工作異常，可以馬上發(fā)出報(bào)警信息，提示人員即使進(jìn)行設(shè)備檢修工作。

　　3.3水質(zhì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

　　3.3.1水質(zhì)監(jiān)測(cè)原始數(shù)據(jù)查詢功能概述：對(duì)湖庫(kù)和入湖河流的原始水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢，并提供豐富的查詢條件。查詢條件包括起始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間、監(jiān)測(cè)參數(shù)等信息。

　　3.3.2湖庫(kù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析主要包括湖庫(kù)水質(zhì)類別評(píng)價(jià)(定量)、湖庫(kù)水質(zhì)定性評(píng)價(jià)(水質(zhì)狀況、變化趨勢(shì))、湖庫(kù)水質(zhì)超標(biāo)因子、超標(biāo)倍數(shù)、能夠生成各種監(jiān)測(cè)指標(biāo)的濃度變化趨勢(shì)圖等。可以按照時(shí)間段如豐水期、枯水期、平水期等角度生成統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)河流污染指數(shù)計(jì)算及污染分擔(dān)率、主要污染物濃度沿程變化圖、主要污染物濃度歷史變化。

　　3.4 水系水質(zhì)預(yù)測(cè)

　　采用地理信息系統(tǒng)(GIS)展現(xiàn)環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)已經(jīng)成為環(huán)保行業(yè)的一種發(fā)展趨勢(shì)。本系統(tǒng)采用湖庫(kù)和入湖河流所在區(qū)域的地圖作為GIS展現(xiàn)的基礎(chǔ)，結(jié)合監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的豐富展現(xiàn)形式，以柱狀圖、餅狀圖和折線圖進(jìn)行數(shù)據(jù)的綜合分析與展現(xiàn)。

　　1)基礎(chǔ)地圖信息管理

　　對(duì)提供的湖庫(kù)和入湖河流所在區(qū)域的電子地圖數(shù)據(jù)，基礎(chǔ)的地理空間信息等進(jìn)行整理，并根據(jù)需要進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)加工。主要包括基礎(chǔ)圖層管理、圖形符號(hào)管理、環(huán)境屬性信息管理、圖形和屬性數(shù)據(jù)維護(hù)。

　　2)地圖基本操作

　　提供地圖放大、縮小、漫游、平移、分層瀏覽、地圖查詢、地圖定位等基本地圖操作功能。

　　3)專題圖管理

　　進(jìn)行專題圖分類管理、專題圖制作、專題圖瀏覽、專題圖維護(hù)和專題圖的存儲(chǔ)管理。湖庫(kù)和入湖河流的專題圖主要包括環(huán)境監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布圖、污染物區(qū)域分布圖、污染物分布等值線圖、污染物分布分層設(shè)色圖、入湖河流斷面水質(zhì)類別圖、監(jiān)測(cè)斷面污染物濃度柱狀圖等各類專題圖。

　　3.5 水系水質(zhì)監(jiān)控管理

　　檢查與執(zhí)法人員通過PDA及智能手機(jī)利用3G無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)訪問移動(dòng)執(zhí)法系統(tǒng)，將指揮中心和現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法人員聯(lián)系起來，現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法人員將現(xiàn)場(chǎng)情況及時(shí)準(zhǔn)確的報(bào)告給指揮中心，并接受指揮中心返回的執(zhí)法指示。從而構(gòu)建出有線網(wǎng)、無線網(wǎng)一體化、中心現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法管理一體化的綜合移動(dòng)執(zhí)法管理系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)。

　　3.6 水系地理信息

　　通過利用GIS技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)河道、水庫(kù)、水廠等水利工程信息的管理、顯示、查詢、定位、分析和制圖輸出等功能。

　　3.7 河道信息管理

　　主要是對(duì)河道普查信息的管理、查詢、存取、更新和統(tǒng)計(jì)輸出。

　　本系統(tǒng)主要功能如下：

　　1.普查信息查詢：分為水系查詢、河流名稱查詢、行政分區(qū)查詢?nèi)N查詢方式。

　　2.以變更的信息作為輸入，修改或刪除河道基本信息庫(kù)中的目標(biāo)數(shù)據(jù)。

　　3.對(duì)刪除的信息設(shè)置刪除標(biāo)志，隱藏顯示;在用戶明確刪除后，可以清除已置刪除標(biāo)志的紀(jì)錄。

　　4.數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)有嚴(yán)格的修改權(quán)限。

　　5.允許以河流名稱、水閘名稱、工程名稱、水庫(kù)名稱、堤防工程名稱等作為輸入信息，在基本信息庫(kù)中查詢和統(tǒng)計(jì)目標(biāo)數(shù)據(jù)。

　　6.將用戶查詢的信息按用戶指定的表格進(jìn)行輸出。

　　3.8 水庫(kù)信息管理

　　主要是對(duì)水庫(kù)普查信息的管理、查詢、存取、更新和統(tǒng)計(jì)輸出。

　　本模塊主要功能如下：

　　1.普查信息查詢：分為水庫(kù)名稱查詢、水系查詢、水庫(kù)類型查詢、行政分區(qū)查詢。

　　2.以變更的信息作為輸入，修改或刪除水庫(kù)基本信息庫(kù)中的目標(biāo)數(shù)據(jù)。

　　3.對(duì)刪除的信息設(shè)置刪除標(biāo)志，隱藏顯示;在用戶明確刪除后，可以清除已置刪除標(biāo)志的紀(jì)錄。

　　4.將用戶查詢的信息按用戶指定的表格進(jìn)行輸出。

　　5.水庫(kù)分析：包括水庫(kù)簡(jiǎn)介(水庫(kù)調(diào)查報(bào)告)，水庫(kù)工程特征，水庫(kù)基本特征表，水庫(kù)水位及供水情況表。

　　6.水庫(kù)特征關(guān)系曲線：根據(jù)水庫(kù)名稱進(jìn)行查詢、分析，顯示水位～庫(kù)容、水位～面積、水位～泄量關(guān)系曲線。

　　3.9 水文水資源分析模型

　　該子系統(tǒng)通過水利常規(guī)模型對(duì)水文水資源歷史資料的分析和結(jié)果輸出。

　　主要包括八個(gè)功能模塊：徑流量估算模塊、洪水量估算模塊、水位-庫(kù)容-面積換算模塊、設(shè)計(jì)洪水推求模塊、調(diào)洪演算模塊、調(diào)節(jié)庫(kù)容推求模塊、調(diào)節(jié)流量計(jì)算模塊、供水流量計(jì)算模塊。

　　3.10 水利信息三維管理

　　將與水利有關(guān)的各級(jí)法律法規(guī)建庫(kù)管理，便于檢索和查詢。將用戶提供的DEM數(shù)據(jù)疊加同一地區(qū)的影像，進(jìn)行三維顯示，空間分析，工程計(jì)算，及飛行瀏覽。

　　1.以國(guó)家、省、市和其他省市的防洪、水利等法律法規(guī)、條例和辦法作為輸入信息，建立水利防洪政策法規(guī)庫(kù)。

　　2.以變更的信息作為輸入，修改或刪除政策法規(guī)庫(kù)中的目標(biāo)數(shù)據(jù)。

　　3.數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)有嚴(yán)格的修改權(quán)限。

　　4.允許以防洪、條例、省、市、辦法、通知等關(guān)鍵字作輸入，查詢目標(biāo)條文信息。

　　東江湖流域生態(tài)環(huán)境管理系統(tǒng)主要是從實(shí)用角度出發(fā)開發(fā)。通過該系統(tǒng)既可以及時(shí)了解東江湖流域現(xiàn)有河道和水庫(kù)的信息，又能夠通過三維表現(xiàn)和水系地理信息子系統(tǒng)圖文并茂地瀏覽和查詢所感趣的對(duì)象;專業(yè)技術(shù)人員也可以通過本系統(tǒng)分析東江湖流域的歷史水文資料，提取有用的信息;通過法規(guī)子系統(tǒng)可以快速檢索與水利相關(guān)的從國(guó)家到東江湖流域各級(jí)法律、法規(guī)。整個(gè)系統(tǒng)界面友好簡(jiǎn)潔，使用靈活。它的研制成功大大縮短了工作人員檢索資料的時(shí)間，提高了工作效率。

　　四、東江湖流域土地規(guī)劃利用系統(tǒng)

　　土地規(guī)劃利用系統(tǒng)是集土地管理、污染源管理、礦產(chǎn)資源管理、地址災(zāi)害防治和測(cè)繪監(jiān)管與保障相關(guān)業(yè)務(wù)于一體的國(guó)土資源電子政務(wù)基礎(chǔ)平臺(tái)，依托該平臺(tái)，可建立“國(guó)家-省-市-縣”互聯(lián)互通的各級(jí)數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)集中數(shù)據(jù)管理和分布業(yè)務(wù)進(jìn)行。

　　平臺(tái)基于SOA架構(gòu)，采用ASP.NET技術(shù)，B/S模式進(jìn)行構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)了表單自定義、流程自定義、業(yè)務(wù)自定義及圖文一體化管理，為多變的國(guó)土資源管理業(yè)務(wù)需求，提供了便捷的解決方法。

　　4.1電子政務(wù)基礎(chǔ)平臺(tái)

　　水電子政務(wù)基礎(chǔ)平臺(tái)按功能劃分，可分為工作流建模、資源管理、系統(tǒng)定制、系統(tǒng)開發(fā)管理等幾大部分。具體包括：組織機(jī)構(gòu)管理、人員管理、角色管理、安全權(quán)限管理、圖形圖集管理、數(shù)據(jù)實(shí)體管理、功能包管理、功能模塊管理、通用查詢管理、公文模板管理、電子印章管理、自定義報(bào)表、常用詞管理、材料字典管理、系統(tǒng)參數(shù)管理、應(yīng)用環(huán)境設(shè)置、應(yīng)用系統(tǒng)管理、模塊分區(qū)授權(quán)管理、自定義表單、工作流定制、流程監(jiān)控設(shè)置、二次開發(fā)接口管理、外部系統(tǒng)接口管理等功能。

　　4.2土地規(guī)劃與耕地保護(hù)

　　通過實(shí)施”東江湖土地規(guī)劃工程”，嚴(yán)格實(shí)施土地利用總體規(guī)劃，落實(shí)土地用途管制，在耕地保護(hù)監(jiān)管方面，要完成各業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)和相關(guān)數(shù)據(jù)的整合加工處理，逐步形成以市、區(qū)(縣級(jí)市)為核心的耕地保護(hù)信息化監(jiān)管體系，實(shí)現(xiàn)對(duì)耕地信息的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)管，及時(shí)掌握耕地占補(bǔ)、結(jié)構(gòu)調(diào)整和違法用地等耕地動(dòng)態(tài)變化，為耕地保護(hù)提供技術(shù)支撐和決策支持;建立基于遙感、GPS和GIS技術(shù)的土地利用信息獲取與監(jiān)測(cè)的運(yùn)行系統(tǒng)，及時(shí)準(zhǔn)確掌握耕地信息及其動(dòng)態(tài)變化，為決策提供依據(jù)。同時(shí)，建立覆蓋全市主要產(chǎn)糧區(qū)的網(wǎng)絡(luò)化基本農(nóng)田管理信息網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)國(guó)家、省和市對(duì)耕地資源的監(jiān)管和實(shí)時(shí)掌控。

　　五、東江湖流域污染物排放控制管理系統(tǒng)

　　污染物排放總量控制是可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)必要手段。計(jì)算機(jī)技術(shù)和系統(tǒng)分析方法的應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)這種科學(xué)管理模式的關(guān)鍵。

　　環(huán)境污染源數(shù)據(jù)不僅包括所排放各種污染物數(shù)量的多少，而且包括其排放所在地理位置數(shù)據(jù)。同樣的污染物排放量，由于其所在地理位置不同，在氣象條件影響下，其污染程度與范圍將有所不同。這就是環(huán)境污染源的地理空間特性。

　　環(huán)境污染源的地理空間特性決定了環(huán)境污染物排放總量控制必須采用定量與空間分析相結(jié)合的綜合地理思維工具-地理信息系統(tǒng)(GIS)。環(huán)境污染物排放總量控制不僅要進(jìn)行污染源的定量分析，如計(jì)算排放量大小，而且要進(jìn)行空間分析，如計(jì)算排放量與環(huán)境濃度關(guān)系。GIS正是這種結(jié)合的完美體現(xiàn)，GIS以數(shù)據(jù)表示空間分布，數(shù)字和圖形融為一體，支持?jǐn)?shù)字思維與空間思維同時(shí)進(jìn)行，此傳統(tǒng)的地圖分析和僅僅對(duì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的定量分析方法有質(zhì)的改進(jìn)。東江湖流域污染物排放控制管理系統(tǒng)是定量分析，空間分析和系統(tǒng)分析相結(jié)合的專業(yè)地理信息系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)是我們課題組探索出的總量控制方法走向?qū)嵺`的必要手段，是實(shí)現(xiàn)東江湖流域環(huán)境科學(xué)管理和決策的關(guān)鍵，具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

　　5.1系統(tǒng)的主要特點(diǎn)

　　1.先進(jìn)性

　　本系統(tǒng)采用地理信息系統(tǒng)技術(shù)，以直觀的方法組織、分析和管理信息，使總量控制中的屬性數(shù)據(jù)與地域有機(jī)地聯(lián)系起來，并使它們之間的關(guān)系趨勢(shì)一目了然。

　　2.科學(xué)性

　　本系統(tǒng)環(huán)境環(huán)境質(zhì)量數(shù)值模擬，是以基于“高斯模式”的城市多源環(huán)境擴(kuò)散模式理論為基礎(chǔ)，采用美國(guó)國(guó)家環(huán)保局的ISC模式，模擬社區(qū)環(huán)境環(huán)境質(zhì)量，并采用線性規(guī)劃優(yōu)化方法求解污染物最大允許排放量，即排放總量，因此具有堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

　　3.實(shí)用性、可操作性和示范性

　　本實(shí)現(xiàn)了一套切實(shí)可行的社區(qū)環(huán)境污染物總量控制的方法和途徑，搞清社區(qū)內(nèi)環(huán)境污染源排放量與環(huán)境質(zhì)量之間的關(guān)系，及可行的管理措施。因此，在整個(gè)研究過程中，必須與社區(qū)內(nèi)的實(shí)際情況相結(jié)合，與管理人員密切配合。這樣，研究出的成果將是實(shí)用的。

　　5.2系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

　　污染物總量控制是一種有效控制污染物排放，提高和改善環(huán)境質(zhì)量的手段。根據(jù)總量控制的要求，決策者必須對(duì)環(huán)境總量和各污染源的基本情況非常清楚，才能正確決策，采取有效的措施。計(jì)算機(jī)為實(shí)施總量控制提供了有力的工具，人們可以充分利用計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度快，存儲(chǔ)容量大的特點(diǎn)，通過對(duì)大量數(shù)據(jù)的錄入、查詢、統(tǒng)計(jì)、分析來掌握污染物的動(dòng)向，污染源與環(huán)境質(zhì)量關(guān)系。東江湖環(huán)境污染物排放控制管理系統(tǒng)就是基于此目的，以便對(duì)調(diào)查，申報(bào)的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，做到動(dòng)態(tài)跟蹤，計(jì)算，顯示本地區(qū)的污染源狀況和環(huán)境污染情況。

　　根據(jù)總量控制和環(huán)保局日常管理要求，本系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)本著實(shí)用和為環(huán)保局日常管理服務(wù)的宗旨，具有環(huán)境地理信息功能，環(huán)境管理功能，匯總統(tǒng)計(jì)分析功能，和環(huán)境總量控制功能。