一、系統總體架構設計

　　東江湖生態環境信息系統基于統一行業標準規范、環保系統監控體系來總體架構設計，分為五層結構模型設計，分別如下：

　　(一)數據層。數據層包含的數據有元數據、用戶安全、污染排放數據、環保業務數據、湖泊數據、河流數據、水庫數據、基礎地形、GIS數據、圖檔數據。

　　(二)數據訪問層。在數據訪問層，采用空間數據引擎、模型決策引擎、數據訪問接口方法來進行數據交換。

　　(三)業務邏輯層。業務邏輯層包含多個構件和工具，如空間查詢構件、空間計算構件、GIS基礎構件、數據管理構件、數據采集構件、數據處理構件、分析預測構件、監管管理構件、土地規劃、分析預測、數據權限、系統管理構件、行政許可、決策支持、數據維護、系統接口構件等。

　　(四)業務表現層。業務表現層包含東江湖流域生態環境管理系統、東江湖流域土地規劃利用系統、東江湖流域污染物排放控制管理系統。

　　(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、分析系統數據。而使用系統的用戶包括省市領導、市區監管部門、排污企業、土地事業單位。

　　二、系統功能組成

　　系統由以下子系統組成:

　　(一)東江湖流域生態環境管理系統

　　(二)東江湖流域土地規劃利用系統

　　(三)東江湖流域污染物排放控制管理系統

　　三、東江湖流域生態環境管理系統

　　為有效利用先進技術手段和方法，提高東江湖本地水資源利用及防洪效益，使更好地促進東江湖流域經濟協調發展，提高水資源的利用率，達到科學管理本地水資源的目的，研制開發了一套實用性強的流域生態環境管理系統。

　　系統包括七個子系統：水系地理信息系統、河道信息管理系統、水庫信息管理系統、水文水資源分析模型、水利信息三維表現系統、政策法規查詢系統和用戶管理。七個子系統通過一個登錄界面啟動，然后根據工作內容運行不同的子系統。

　　3.1水質數據采集與傳輸

　　水質自動監測設備都在湖庫邊上，而數據中心距離監測設備一般在數十公里距離遠，所以需要通過無線傳輸設備將采集到的水質監測數據無線傳輸到數據中心。無線傳輸設備需要能夠全天候工作，斷線能夠自動連接，數據中心服務端能夠監控發送端的設備工作狀況，能夠實現連接異常報警，確保無線傳輸通道暢通。根據現場條件和傳輸距離，擬采用GPRS和微波站的形式無線傳輸方式。

　　3.2水質數據審核與整理

　　自動監測設備將檢測到的水質監測數據通過GPRS設備傳輸到數據中心，為了確保監測數據真實可靠，避免存在誤差的數據和錯誤數據對水質監測造成影響，需要對已傳輸到系統數據 庫的原始監測數據進行二次完整性、有效性、合理性驗證。系統自動針對某項指標的合理范圍值對監測數據進行有效性和合理性驗證，對超出合理范圍的數值進行高亮顯示，提示管理人員對這些問題數據進行有效性審核，同時對預定的監測計劃進行執行情況的自動檢查，一旦出現沒有接收到有效監測數據，且GPRS傳輸設備工作正常，則說明監測儀器工作異常，可以馬上發出報警信息，提示人員即使進行設備檢修工作。

　　3.3水質數據統計與分析

　　3.3.1水質監測原始數據查詢功能概述：對湖庫和入湖河流的原始水質監測數據進行查詢，并提供豐富的查詢條件。查詢條件包括起始時間、結束時間、監測參數等信息。

　　3.3.2湖庫水質監測數據統計分析主要包括湖庫水質類別評價(定量)、湖庫水質定性評價(水質狀況、變化趨勢)、湖庫水質超標因子、超標倍數、能夠生成各種監測指標的濃度變化趨勢圖等。可以按照時間段如豐水期、枯水期、平水期等角度生成統計數據河流污染指數計算及污染分擔率、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 水系水質預測

　　采用地理信息系統(GIS)展現環境質量數據已經成為環保行業的一種發展趨勢。本系統采用湖庫和入湖河流所在區域的地圖作為GIS展現的基礎，結合監測數據的豐富展現形式，以柱狀圖、餅狀圖和折線圖進行數據的綜合分析與展現。

　　1)基礎地圖信息管理

　　對提供的湖庫和入湖河流所在區域的電子地圖數據，基礎的地理空間信息等進行整理，并根據需要進行格式轉換和數據加工。主要包括基礎圖層管理、圖形符號管理、環境屬性信息管理、圖形和屬性數據維護。

　　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

　　進行專題圖分類管理、專題圖制作、專題圖瀏覽、專題圖維護和專題圖的存儲管理。湖庫和入湖河流的專題圖主要包括環境監測點分布圖、污染物區域分布圖、污染物分布等值線圖、污染物分布分層設色圖、入湖河流斷面水質類別圖、監測斷面污染物濃度柱狀圖等各類專題圖。

　　3.5 水系水質監控管理

　　檢查與執法人員通過PDA及智能手機利用3G無線網絡技術訪問移動執法系統，將指揮中心和現場執法人員聯系起來，現場執法人員將現場情況及時準確的報告給指揮中心，并接受指揮中心返回的執法指示。從而構建出有線網、無線網一體化、中心現場執法管理一體化的綜合移動執法管理系統總體結構。

　　3.6 水系地理信息

　　通過利用GIS技術實現對河道、水庫、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

　　主要是對河道普查信息的管理、查詢、存取、更新和統計輸出。

　　本系統主要功能如下：

　　1.普查信息查詢：分為水系查詢、河流名稱查詢、行政分區查詢三種查詢方式。

　　2.以變更的信息作為輸入，修改或刪除河道基本信息庫中的目標數據。

　　3.對刪除的信息設置刪除標志，隱藏顯示;在用戶明確刪除后，可以清除已置刪除標志的紀錄。

　　4.數據庫設有嚴格的修改權限。

　　5.允許以河流名稱、水閘名稱、工程名稱、水庫名稱、堤防工程名稱等作為輸入信息，在基本信息庫中查詢和統計目標數據。

　　6.將用戶查詢的信息按用戶指定的表格進行輸出。

　　3.8 水庫信息管理

　　主要是對水庫普查信息的管理、查詢、存取、更新和統計輸出。

　　本模塊主要功能如下：

　　1.普查信息查詢：分為水庫名稱查詢、水系查詢、水庫類型查詢、行政分區查詢。

　　2.以變更的信息作為輸入，修改或刪除水庫基本信息庫中的目標數據。

　　3.對刪除的信息設置刪除標志，隱藏顯示;在用戶明確刪除后，可以清除已置刪除標志的紀錄。

　　4.將用戶查詢的信息按用戶指定的表格進行輸出。

　　5.水庫分析：包括水庫簡介(水庫調查報告)，水庫工程特征，水庫基本特征表，水庫水位及供水情況表。

　　6.水庫特征關系曲線：根據水庫名稱進行查詢、分析，顯示水位～庫容、水位～面積、水位～泄量關系曲線。

　　3.9 水文水資源分析模型

　　該子系統通過水利常規模型對水文水資源歷史資料的分析和結果輸出。

　　主要包括八個功能模塊：徑流量估算模塊、洪水量估算模塊、水位-庫容-面積換算模塊、設計洪水推求模塊、調洪演算模塊、調節庫容推求模塊、調節流量計算模塊、供水流量計算模塊。

　　3.10 水利信息三維管理

　　將與水利有關的各級法律法規建庫管理，便于檢索和查詢。將用戶提供的DEM數據疊加同一地區的影像，進行三維顯示，空間分析，工程計算，及飛行瀏覽。

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

　　2.以變更的信息作為輸入，修改或刪除政策法規庫中的目標數據。

　　3.數據庫設有嚴格的修改權限。

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

　　東江湖流域生態環境管理系統主要是從實用角度出發開發。通過該系統既可以及時了解東江湖流域現有河道和水庫的信息，又能夠通過三維表現和水系地理信息子系統圖文并茂地瀏覽和查詢所感趣的對象;專業技術人員也可以通過本系統分析東江湖流域的歷史水文資料，提取有用的信息;通過法規子系統可以快速檢索與水利相關的從國家到東江湖流域各級法律、法規。整個系統界面友好簡潔，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間，提高了工作效率。

　　四、東江湖流域土地規劃利用系統

　　土地規劃利用系統是集土地管理、污染源管理、礦產資源管理、地址災害防治和測繪監管與保障相關業務于一體的國土資源電子政務基礎平臺，依托該平臺，可建立“國家-省-市-縣”互聯互通的各級數據中心，實現集中數據管理和分布業務進行。

　　平臺基于SOA架構，采用ASP.NET技術，B/S模式進行構建，實現了表單自定義、流程自定義、業務自定義及圖文一體化管理，為多變的國土資源管理業務需求，提供了便捷的解決方法。

　　4.1電子政務基礎平臺

　　水電子政務基礎平臺按功能劃分，可分為工作流建模、資源管理、系統定制、系統開發管理等幾大部分。具體包括：組織機構管理、人員管理、角色管理、安全權限管理、圖形圖集管理、數據實體管理、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、自定義報表、常用詞管理、材料字典管理、系統參數管理、應用環境設置、應用系統管理、模塊分區授權管理、自定義表單、工作流定制、流程監控設置、二次開發接口管理、外部系統接口管理等功能。

　　4.2土地規劃與耕地保護

　　通過實施”東江湖土地規劃工程”，嚴格實施土地利用總體規劃，落實土地用途管制，在耕地保護監管方面，要完成各業務應用系統的建設和相關數據的整合加工處理，逐步形成以市、區(縣級市)為核心的耕地保護信息化監管體系，實現對耕地信息的實時動態監管，及時掌握耕地占補、結構調整和違法用地等耕地動態變化，為耕地保護提供技術支撐和決策支持;建立基于遙感、GPS和GIS技術的土地利用信息獲取與監測的運行系統，及時準確掌握耕地信息及其動態變化，為決策提供依據。同時，建立覆蓋全市主要產糧區的網絡化基本農田管理信息網絡，實現國家、省和市對耕地資源的監管和實時掌控。

　　五、東江湖流域污染物排放控制管理系統

　　污染物排放總量控制是可持續發展的一個必要手段。計算機技術和系統分析方法的應用是實現這種科學管理模式的關鍵。

　　環境污染源數據不僅包括所排放各種污染物數量的多少，而且包括其排放所在地理位置數據。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。這就是環境污染源的地理空間特性。

　　環境污染源的地理空間特性決定了環境污染物排放總量控制必須采用定量與空間分析相結合的綜合地理思維工具-地理信息系統(GIS)。環境污染物排放總量控制不僅要進行污染源的定量分析，如計算排放量大小，而且要進行空間分析，如計算排放量與環境濃度關系。GIS正是這種結合的完美體現，GIS以數據表示空間分布，數字和圖形融為一體，支持數字思維與空間思維同時進行，此傳統的地圖分析和僅僅對統計數據的定量分析方法有質的改進。東江湖流域污染物排放控制管理系統是定量分析，空間分析和系統分析相結合的專業地理信息系統。這個系統是我們課題組探索出的總量控制方法走向實踐的必要手段，是實現東江湖流域環境科學管理和決策的關鍵，具有重大的現實意義。

　　5.1系統的主要特點

　　1.先進性

　　本系統采用地理信息系統技術，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據與地域有機地聯系起來，并使它們之間的關系趨勢一目了然。

　　2.科學性

　　本系統環境環境質量數值模擬，是以基于“高斯模式”的城市多源環境擴散模式理論為基礎，采用美國國家環保局的ISC模式，模擬社區環境環境質量，并采用線性規劃優化方法求解污染物最大允許排放量，即排放總量，因此具有堅實的理論基礎。

　　3.實用性、可操作性和示范性

　　本實現了一套切實可行的社區環境污染物總量控制的方法和途徑，搞清社區內環境污染源排放量與環境質量之間的關系，及可行的管理措施。因此，在整個研究過程中，必須與社區內的實際情況相結合，與管理人員密切配合。這樣，研究出的成果將是實用的。

　　5.2系統功能設計

　　污染物總量控制是一種有效控制污染物排放，提高和改善環境質量的手段。根據總量控制的要求，決策者必須對環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。計算機為實施總量控制提供了有力的工具，人們可以充分利用計算機運算速度快，存儲容量大的特點，通過對大量數據的錄入、查詢、統計、分析來掌握污染物的動向，污染源與環境質量關系。東江湖環境污染物排放控制管理系統就是基于此目的，以便對調查，申報的數據進行統一管理，做到動態跟蹤，計算，顯示本地區的污染源狀況和環境污染情況。

　　根據總量控制和環保局日常管理要求，本系統應當本著實用和為環保局日常管理服務的宗旨，具有環境地理信息功能，環境管理功能，匯總統計分析功能，和環境總量控制功能。