【内容提要】为使珍贵的长系列的水旱灾害信息发挥应有的社会效益和经济效益，运用基于MapXTreme的WEB/GIS技术建立起长序列水旱灾害信息系统，使之为科研及水利规划服务，并向公众开放，为国家的防洪减灾方针政策研究、流域规划制定和开展水旱灾害保险等多方面的需要，提供公益性的服务。

【关键词】WEB/GIS历史水旱灾害信息系统

1．前言

　　随着信息时代的到来，对于地理信息的发布提出了新的要求，地理信息上网作为一种资源共享的形式，变得越来越重要，因此，基于Internet/Intranet的WEB/GIS已经逐渐成为地理信息发布技术发展的趋势。WEB/GIS是利用互联网技术（WEB）对地理信息系统（GIS）功能进行扩展和完善的一种新技术，它是地理信息系统技术与互联网技术相结合所产生的一种新的技术方法。我们可以利用互联网获得所需要的各种地理空间信息、属性信息、图形和图像信息，同时可以对其进行地理空间分析，从而获得更加全面、直观、有效的综合信息。本文主要讨论基于WEB/GIS的MapXtreme以及中间件的水旱灾害信息系统的设计和实现。

　　中国是世界上拥有水利历史和水旱灾害文献档案资料最丰富的国家，其历史之长、价值之大是各国难以企及的。中国水利水电科学研究院是我国唯一的历史治水文献图书、洪水和水灾档案收藏中心，已有60多年的收藏历史。藏书种类包括国家有关水利的政书、档案、丛书、类书、照片、报纸，范围涵盖我国七大流域。1954年长江大水之后，在水利部的部署下，有20多人到故宫博物院工作两年，从清代奏折中整理出七大江河水旱灾害档案10万多件，总字数1亿之多，是最具系统性的珍贵原始资料。这些资料潜在着巨大的社会效益和经济效益，资料上网并充分发挥作用对于推进我国国民经济发展具有重要意义。本系统水旱灾害信息主要来自中国水利水电科研究院图书馆和水利史研究室资料库收藏的水旱灾害档案，此外，还将在分散于国家和地方图书馆、各流域机构的治水文献及档案中采集。通过专家对采集到的资料进行筛选、鉴定和校勘，建立历史洪涝旱灾基础数据库，进而开发和建设具有多种查询功能的信息系统。

　　基于WEBGIS技术发展的新趋势，让水旱灾害信息更广泛地服务于社会、服务于防洪抗旱减灾事业，根据水旱灾害信息的特点，实现长序列水旱灾害信息按流域查询、按行政区查询、按年代查询以及组合查询等。同时，根据信息的系统性、完整性特点实现各类专题图查询，如历年灾情分布专题图、灾害频率专题图等。

2．基于MapXTreme的水旱灾害信息系统的设计

　　2.1　MapXtreme应用程序的工作原理

　　MapXtreme系统主要有三个层次组成。顶层是Internet技术，在这一层中，采用了成熟的TCP/IP、WEB等技术和CGI、HTML等标准，保证了其标准性、开放性和先进性。底层是图形平台Mapinfo Prefessional和基于ActiveX（OCX）的MapX控件技术。位于两者之间的MapXtreme，作为服务器端的新一代地图应用服务运行模式，采用了内置开发工具、进程调度器、分布应用模式等所种新技术。MapXtreme基本上不改变服务器端原有的GIS系统函数，几乎承担了所有的操作、分析。该运行模式有利于充分利用服务器资源，发挥服务器的最大潜力。

　　当用户在客户端进行相应的地图操作后，客户端浏览器便向WebServer发出一个HTTP请求，递交Form表单。ASP脚本语言应用程序则根据提交表单的信息，判断用户的地图操作请求类型，并对MapXtreme地图应用服务器的Map引擎进行访问。Map引擎进行相应的空间分析和处理后，便将处理结果以位图（.gif，.jpg，.Png等）的形式传递给Web Server，Web Server再将此位图文件嵌入到HTML页面中并返回到客户端的浏览器上。

 
图2　MapXtreme的系统工作模式

　　MapXtreme的这种B/S应用程序的工作过程，实际上就是用户浏览器与应用服务器之间通过静态或动态的WEB页面进行信息交互的过程。现在MapXtremefor Java2.0以上版本除了可以将处理结果以位图的形式嵌入到HTML页面中，传递到客户端浏览器之外，还可以将MapXtreme地图应用服务器的处理结果直接以矢量图的形式传递到客户端浏览器中。这样用户在客户端浏览器上对空间地图的操作将具有更大的灵活性。这种浏览器/服务器（Browser/Server）模式的优点是：由于用户端所需软件只是一个简单的浏览器，用户基本上无需培训，用户端软件也无需维护；软件的升级与修改只在服务器端进行，对用户透明；服务器与浏览器可处于不同的操作系统平台。图1为MapXtreme的系统工作模式。

　　MapXtreme支持多种应用程序开发方式。用户在安装了MapXtreme之后，便获得了由Mapxtrme提供的多种开发工具，其中ASP（Active Server Pages）及HAHTsite是MapXreme支持的两种最常用的开发方式和环境。其实其它任何支持服务器端Activex控件的开发环境都可以用来开发MapXtreme的应用程序。另外，MapXtreme For Java版还支持UNIX平台上Java语言的开发方式。

　　2.2　系统结构设计

图2　MapXtreme应用模型结构框架

　　如图2所示，系统采用三层的B/S结构，用户层负责数据的可视化显示和用户交互，用户只需要WEB里浏览器，就可以向网络中的服务器发布请求，实现各种所需的操作。业务层主要由MapXtreme For NT和IIS实现，可以实现大量的数据分析工作。数据层采用MS SQL Server2000和Mapinfo的数据格式，其任务是接受服务器对数据库操作的请求。

　　2.3　系统功能需求设计

　　本系统应用WebGIS技术，将全国长序列历史水旱灾害信息实现网络发布，为公众、管理以及科研部门了解和应用历史水旱灾害信息提供服务。我们站在用户使用需求的角度，根据历史水旱灾害信息的分类不同，系统设计了不同的查询方式，其功能总体框架如图3所示。

图3　系统总体结构框图

　　2.3.1　地图数据操作

　　（1）基本图形操作功能

　　在系统中，采取地图的分层管理模式对系统所需图层进行管理，地图可以进行缩小、放大、平移、全图显示、各种选择、鹰眼以及地图选择和专题图的清除等功能。鹰眼图可以使用户非常方便的将地图定位到想要查询的区域，大大提高系统查询的效率。

　　（2）图形输出与打印功能

　　系统能够将查询结果以及专题图进行输出、保存和打印，并可以实现多种输出和存储方式。

　　2.3.2　信息查询功能

　　针对数据库中数量庞大的水旱灾害灾害信息，立足用户的需求，系统从数据库结构本身和用户需求方面出发，设计了全面综合的查询共能。用户选择所要查询的选项后，在地图窗口上点击想要查询的对象区域便可浏览选择对象对应的丰富的水旱灾害信息，方便快捷的实现信息和地图图层单元的互查以及水旱灾害信息涉及到的区域在地图图层上的定位和高亮显示。

　　2.3.2　定位和范围显示功能

　　根据用户查询所涉及到的流域、各级行政区、水文站点等信息均能实现查询对象的地图定位以及水旱灾害影响范围的地图标示，在地图窗口的中央高亮显示其实际位置或是范围,可以在地图上非常直观的表现出历史水旱灾害的影响区域。

　　2.3.4　统计和分析功能

　　系统中实现了对历史水旱灾害信息的统计和分析工能，在查询过程中，可以比较便捷的统计出典型场次或是年份水旱灾害影响的具体范围，同时高亮显示在地图窗口之上。

　　2.3.5　模糊查询功能

　　在查询过程中，针对信息量比较大的特点，针对各种行政区、测站、年代等能够及时的实现模糊查询以及相关信息的显示与地图定位。

　　2.3.6　专题分析功能

　　在水旱灾害信息的查询中，对于比较系统的长系列的信息采取专题图分类显示不同区域遭受历史水旱灾害严重程度的不同，可以非常直观的了解某一区域的灾害严重程度以及与其它区域严重程度的比较。

　　2.3.7　系统数据维护功能

　　由于我国水旱灾害信息资料的地域分布广阔，时间持续漫长，收集方式也多种多样，在现有的数据库结构设计的基础之上，数据库资料是需要不断补充和完善的。因此，该发布系统具有很强的开放性，系统管理员以及得到授权的用户，可以对各类水旱灾害信息进行录入和修改，以保证水旱灾害信息的不断补充和完善，从而使得数据库资料的序列得以不断延长，同时可以对存在问题的水旱灾害信息进行修订和完善。

3．系统实现

　　服务器端采用MS Windows xp Server中文版作为操作系统平台，采用IIS5.0作为WEB服务器。在服务器端通过编写ASP脚本语言来实现网络应用。ASP是基于IIS的开放式脚本的开发环境，它很好的把HTML和脚本开发融合到一起，提高了编程的灵活性，降低了开发难度。ASP的脚本在WEB服务器端运行，而不是传统的在客户端浏览器端运行，这使得客户端的浏览器无需担心服务器端的网页使用何种脚本，ASP都会生成一个符合HTML标准的网页送回客户端。

　　中间层采用MapInfo公司推出的MapInfo MapXtreme3.0 For NT作为GIS的应用服务器，这使得开发人员能集中的控制和维护地图和数据库数据，并集中实现应用程序功能，避免了以往系统的维护、同步的困难，尤其适合于信息量和访问量都很大的项目。

图4　历史水灾频次分县专题图

图5　洞庭湖1876年水灾受灾范围及历史记载

　　根据水旱灾害数据库系统数据量巨大，数据种类复杂多样且处于分布计算环境的特点，需要选择性能出色、支持Web/GIS技术、支持多媒体信息、支持数据库仓库功能的网络数据库。经过比较，数据库服务器采用MS SQL Server 2000中文企业版，SQL Server是一个功能完备的数据库管理系统。它包括支持开发的引擎、标准的SQL语言、扩展的特性（如复制、OLAP、分析）等功能。而像存储过程、触发器等特性，也是大型数据库才拥有的。它和WINDOWS2000操作系统结合紧密，并且与ORACLE相比，价格也低廉的多。

　　客户端通过编写JavaScript脚本语言，把用户在客户端的操作和参数进行编码，并提交服务器端；用JavaScript脚本语言接受服务器处理后传回来的结果并进行解析，控制系统界面上的信息查询、显示、定位以及受灾范围的地图直观显示。

　　系统采用Visual InterDev作为开发工具，Visual InterDev是微软公司推出的高度集成化的Internet开发环境，开发人员可以利用它可视化的创建并维护HTML文档，并可在WEB应用系统中集成高级应用逻辑，管理整个WEB开发过程，大大降低了开发的难度和提高了开发的效率，是比较理想的大型WEB系统开发的理想工具。

4．结语

　　文章探讨了基于MapXtreme及其中间件技术创建的水旱灾害信息系统。系统建立了一个可扩充性强，具有通用功能、便于水旱灾害信息查询与维护的规范化网络信息系统平台。规范化网络信息平台应能充分展现历史水旱灾害信息，并能集合系统优势，整合历史信息，发掘信息潜能，发现灾害规律。

【参考文献】

1．刘南，刘仁义：《eb GIS原理及其应用—主要Web GIS平台开发实例》，科学出版社，2002

2．胡明思，骆承政主编：《中国历史大洪水》，中国书店，1989

The design and realization of historical flood-drought disaster information system

Zhang weibing, Su zhicheng, Lu juan

Abstract：In order to make use of the precious long-time-series flood-hazard information and make the social profit and economic profit, this paper constructs a long-time-series flood-hazard information system based on MapXTreme and its Web/GIS technology, which can be used to serve the sccentific research and water resources planning, meet the demand of the research of the  national flood-control and hazard-reduction policies and the establishment of the basin planning and flood-drought hazard insurance, and provide related pulic serve.

KeyWods：WEB/GIS；Historical flood-hazard disaster；informationsystem

【作者单位】北京市海淀区玉渊潭科技园中国水科院减灾所