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基于虚拟地球技术的水文应用开发研究 陈宏立 2011年2月 选题来源与预期效果
国家正在建设基础水文数据库，历史数据已经实现数据库管理。新的五年计划显示，水利是国民经济基础产业正在得到加强，防汛抗旱工作依然繁重。作为水文人，我见证了水文历史数据的数字化、水文测验的自动化和水文信息管理的网络化。大量自动测报水文遥测站点的建设和使用，减轻了水文人的体力劳动，使水文工作的主要精力转移到对水文信息的分析和水文数据的挖掘应用上，提高了水文服务水平。 本课题是个人兴趣开发研究，非职务行为。 目的：课题立足本职水情工作，以减轻日常水情工作量为目的。预期实现的功能：以虚拟地球为背景，显示（打印）实时和历史水文信息，进行水文信息统计分析，协助水文情报预报。 具体实现的功能包括： 1、地图显示：水系地图、地形图和卫星地图。技术亮点：基于BngMaps 技术，基于虚拟地球的1:50000自定义水利专用地图，1:50000的自定义卫星地图，三种地图自主切换、叠加，无级缩放，分层分区加载，数据流量最小化。 2、实时雨水情信息的分析：基本遥测点雨量显示和柱状图，雨量等值线，雨量等值面，控制站面雨量和Pa，3个最大点雨量提醒，时段降雨频率提醒，卫星云图及动画显示，河道水文站水位流量以及过程线，水库站水位蓄水量总出库流量及其过程线，超警戒水位、汛限水位提醒，墒情点显示，墒情等值线，墒情等值面，墒情等级提醒，淮河流域洪水预报方案（信阳部分）电子图。技术亮点：基于Silverlight + WCF + BingMaps技术，三角网等值线（面）平滑技术，柱状图高度随雨量大小变化，以大断面图为背景的可缩放的水位显示，以洪水预报方案为蓝本的历史洪水对比图、上下游水文流量对比图、人工参与下的洪水预报分析图。信阳水情简报显示打印，各月降水与同期历史降水统计表打印，墒情信息报表。无地下水数据，暂不开据。 3、历史数据数字化：2005河南省暴雨图集（信阳）电子图，淮河流域洪水预报方案（信阳部分）电子图、水文站暴雨、流量频率图，以洪水预报方案为蓝本的历史暴雨过程，历史洪水过程。技术亮点：基于Silverlight+BingMaps技术，电子读图，无级缩放，动画显示。 技术路线 开发环境：Win XP ，VS2008+sp1，Silverlight 3.0，BingMaps 。 数据库标准: 数据库平台选择MS SQL 2000。数据库表结构采用《实时雨水情数据库表结构与标识符标准》修订稿和《基础水文数据库表结构及标识符标准》正式版。新建《洪水预报数据库》，本课题专用，其中借鉴使用洪水预报相关表，水利工情表，新建用户及参数表。 1、地图准备：水利部门正在做1:50 000水利基础电子地图数据库建设，采用SuperMap Deskpro和SuperMap Objects组件构建数据库，并提供网络地图服务和影像数据服务。据说免费提供水利部门使用。本课题的水利专用地图和卫星地图就借用水利基础电子地图，显然这个平台庞杂，我们没有这样硬气的条件，我们采用“瘦”技术来实现地图的操作。这个“瘦”技术采用图片文件存储地图，用常见的IIS发布地图，用BingMaps分层可见区域加载地图，并在地图上开发水文应用。这样做能充分利用性能一般的PC机来开发应用，地图数据流量小，即使将来移植到2G无线网络问题也不大。 用抓图软件将地图抓下来，这个工作量很大，时间也很长，不过好在计算机能自动完成，需要耗点时间和电能。用切割软件切割并分层为250*250大小的图片文件，虽然可以分层到18级，但是文件会很多，很占硬盘空间，时间也很长，好在也是自动完成。本课题只分层到14级别。13级河南省地图大约1.6G，显示时可以缩小到5级或者放大到17级，这是我限制的。切割软件可以调整边界，所以切割时注意别跑到本地区以外去了。地图文件是可以覆盖的，所以本课题卫星地图不完全采用水利地图，毕竟谷歌、bing和其他影象地图在不断更新，所以本课题地图可以跟随更新。其中微软提供的卫星地图的更新最简单，源于本课题地图索引算法来至微软，所以直接复制微软卫星地图的临时文件就可以了，注意文件名和分层的对应关系。抓图软件和切割软件的使用不是技术难点，这里省略5000字。 地图有了，发布地图使用IIS，HTTP协议，IIS安装配置见网络。本课题开发的是浏览器板应用，不是专用应用程序。 地图的显示开发。构建开发环境VS2008+sp1，Silverlight 3.0，BingMaps，MS SQL 2000。这里略去3W字。需要说明的是，跑VS2008或者VS2010，内存最好大点，否则操作起来遥遥晃晃，影响思路。操作系统选WIN XP 也可以，毕竟是家用计算机，XP家庭版就可以开发，但是，至少是专业版的，因为要安装数据库组件。选择SQL2000是因为我熟悉，不想动脑筋学SQL 2010，本人年纪大了，脑细胞本来就在退化减少，能省省就省省吧。表结构采用数据库表结构采用《实时雨水情数据库表结构与标识符标准》修订稿和《基础水文数据库表结构及标识符标准》正式版。 本课题中地图服务、实时雨水情数据库和基础水文数据库、洪水预报数据库，开发环境分别在4台不同的计算机上。前3台安装服务器版软件。道理很简单：不同的部门嘛，条块分明。 接下来是开发历程。 |
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