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农村供水地理信息系统及其应用

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农村供水地理信息系统及其应用

发布日期:2021-02-20 作者: 点击:

地理信息系统(Geographic Information System或 Geo-Information system,GIS)有时又称为“地学信息系统”。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下,对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集储存管理运算分析显示描述的技术系统。

地理信息系统GIS)是一门综合性学科,结合地理学与地图学以及遥感和计算机科学,已经广泛的应用在不同的领域,是用于输入、存储、查询、分析和显示地理数据的计算机系统,随着GIS的发展,也有称GIS为“地理信息科学”(Geographic Information Science)或"地理信息服务"(Geographic Information service)。GIS是一种基于计算机的工具,它可以对空间信息进行分析和处理(简而言之,是对地球上存在的现象和发生的事件进行成图和分析)。GIS 技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作(例如查询和统计分析等)集成在一起。

农村供水地理信息系统(Rural water supply GIS,GIS-RWS)是地理信息系统的一个分支,在计算机硬件、软件、和网络系统的支持下,对涉及农村供水的空间数据(水源、水站、管网等)及进行采集、存储、管理、查询、检索、处理、分析、运算、显示、更新和应用,实现农村供水科学化、可视化、数字化、智能化的管理、运维和服务。

image.png农村供水地理信息系统是GIS在农村供水管理、运维和服务等农村供水领域中的具体应用。GIS-RWS将农村供水空间信息按其特性在空间数据库中进行分类、分层管理,通过输入、存储、管理、空间查询、空间分析和显示等功能实现GIS与农村供水信息分析和处理技术的集成,是GIS技术在农村供水领域的延伸。通过建立农村供水地理信息系统,实现农村供水各种信息数字化、标准化和网络化,从而达到统一管理、数据共享和运维管理自动化。image.png

农村供水地理信息系统由五部分组成。

1、GIS硬件

硬件是对空间数据进行输入、存储、查询和输出的基础平台,包括主处理设施(大中小型机、工作站、微机)、显示设备(显示器、显示屏等)、外部存储设备、输入设备和网络连接设备(网卡、网络配件)等。

2、GIS软件

软件是农村供水地理信息系统的核心,在计算机硬件系统的配合与协调下,执行饮水安全地理信息系统各种功能的操作。

3、地理数据

数据报告农村供水有关的属性数据和空间数据。属性数据说明某个地理事物或现象是什么,如农村水站规●!⒕换ひ铡⑸璞感畔ⅰ⑺实龋绻芡芫丁⒘髁俊⒙裆畹龋缢慈萘俊⑺弧⑺实取?占涫萃ü恪⑾吆兔婷枋龅乩硎挛锘蛳窒笤谀睦铮缗┐逅疚恢玫取

4、应用分析模型

应用分析模型根据所表达的空间对象可分为理论模型(数学模型)、经验模型和混合模型。建模步骤包括明确分析目的和评价准则、准备分析数据、空间分析操作、结果分析、解释和评价结果及结果输出。

5、参与农村供水地理信息系统的人,包含监管管理单位、运维单位、设备供应商、信息系统维护单位等单位人员。

image.png

农村供水地理信息系统(GIS-RWS)项目建设和维护主要服务对象为农村供水站、农村供水统管机构及农村供水主管部门。农村供水站一般以行政村或自然村为单元分散分布,尤其是我们西南、南方山区农村,项目点数量多、分布范围广、交通不便,因此农村供水地理信息系统设计和开发应用应遵循以下原则:

1、动态性原则

每个农村供水站系统应对水源、供水站、管网、辖区用户用水状态进行实时监控,根据水站运行参数变化、管网压力变化、用户用水量变化等不断改变,因此系统设计中应实现动态增删和修改功能以支持网络结点,提供各供水站阀门、流量计、水质检测点等的数据采集、传输和控制功能。

2、实时性与安全性原则

农村供水地理信息系统主要目的是保证农村居民、辖区企业等供水安全,保证供水各环节信息采集点和监测点数据传输的时效性。整个县级区域的采集点和监控点数据包在上传时需要进行加密处理,保障数据传输和供水系统远程控制过程的安全性。

3、开放性与可扩展性原则

农村供水地理信息系统的无线传感网络(WSN)结点、物联网(Internet of things)、GIS?椤⑹菘舛加Ω镁哂欣┏涔δ埽U舷低衬芄焕┱垢髦帜?椤⒌髡投ㄆ谖ぁ

4、实用性原则

对采集结点回传的信息进行特定形式的解译、数据转发、可视化封装与集成,人机交互界面操作简便,具有通用性和实用性。

image.png    农村供水地理信息系统(GIS-RWS)系统建设包括物理层、采集层、数据层、应用层(业务层及展现层),能够对各个农村供水站进行有效管理,对农村饮用水安全提供系统保障,是现代化、智能化、数字化、信息化的管理系统。image.png

1、物理层

该层包含采集的各水站基础性信息和接收传感数据。连接大量分散的各种传感装置,通过无线网络、通信协议和解析终端路由以及基于服务层数据的解析服务器。

2、采集层

该层主要是连接物理层和数据层,具有解析同类型传感器节点的相关数据包、构造SQL语句、进行数据采集、分类及存储和处理的功能,也具有解译、转发应用层客户端的控制命令包、访问数据和处理一场数据包的功能。

3、数据层

该层主要是存储、管理各供水站(水源、供水站净化设施、管网、水表)结点等数据,获得整个应用层运行所必须的空间数据和属性数据等。

4、应用层

该层提供了数据库接口和服务器接口,实现与数据层之间的信息交换和数据传送,为各供水站管理人员、维护人员等提供应用信息。

image.png党的十九届五中全会提出巩固拓展脱贫攻坚成果和全面推进乡村振兴战略要求,并纳入“十四五”时期经济社会发展的主要目标。农村供水工程作为重要的基础设施,既肩负着巩固扩展脱贫攻坚成果的要求,也承载着乡村振兴战略的民生期待,将在实现巩固拓展脱贫攻坚成果同乡村振兴有效衔接中发挥重要作用。我们抢抓机遇,抢先研发推广智慧水站、新一代净、农村供水地理信息系统等,不断提升农村供水工程智能化、现代化、数字化发展水平,不断提升农村供水工程质量和供水质量,为全面实施乡村振兴战略提供有力支撑。


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关键词:智慧水务,智慧水站,一体化净水器

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