水资源管理信息系统

第十章　水资源管理信息系统

第一节　水资源管理信息系统概述

一、水资源管理信息系统概念

水资源管理信息系统是以计算机、地理信息系统技术为手段，进行水资源信息的获取、分析、处理、存储与表达，并为水资源管理工作提供水资源空间信息支持和管理决策依据的计算机系统。

水资源管理信息系统是一个典型的应用型地理信息系统，其最大特点在于把社会生活中的各种信息与反映地理位置的图形信息有机地结合在一起，并可根据用户需要对这些信息进行分析，把结果交有关领导和部门作为决策的参考和依据。

根据水资源管理信息系统的概念及管理内容，水资源管理信息系统存在下列几个方面的特征：

(1)管理信息系统(MIS)与地理信息系统(GIS)一体化特点

水资源管理信息系统是一个管理信息系统，用于水资源数据的管理，并且由于这个信息系统是基于地理数据解决地理问题的，更准确地说，水资源管理信息系统是一个GIS。此外，为满足利用Internet在Web上发布有关的水资源管理数据，并为用户提供数据浏览和分析的功能，水资源管理信息系统也要求具有WebGIS的功能。

(2)空间辅助决策系统的特点

水资源管理信息系统具有高级应用层次—空间决策支持系统(SDSS)的特点。也就是说，水资源管理信息系统是一个决策支持型的地理信息系统。不但可以实现基于UIS的水资源管理报表生成、数据统计、可视化表达、信息查询、地图浏览等功能，而且可以通过水资源管理模型与GIS的集成，形成水资源管理空间辅助决策支持系统，实现对水资源开发利用过程的动态模拟及水资源管理的空间辅助决策支持。

(3)工作流系统的特点

行政许可审批管理是水资源行政管理业务的主要组成内容，它是一系列业务流过程。为此，水资源管理信息系统中行政许可审批管理子系统是一个基于工作流的应用系统，系统将行政许可管理业务流程和业务逻辑独立出来，由用户来定义业务流程，系统解释执行。

(4)多技术集成特点

水资源管理信息系统的功能决定了它既需要计算机技术和地理信息系统技术作支撑，又需要水文学、水文地质学、地图学、环境学、地理学、测绘学、数学、计算机科学、生态学、气象学、地理信息科学、管理学等众多学科的有关理论为基础。因此，它是多学科知识与技术的集成。通常水资源管理信息系统利用遥感(RS)技术作为其数据更新的手段；数据库技术作为其数据管理的手段；地理信息系统(GIS)技术作为其数据处理的手段;数学模型技术作为其数据分析的手段。

(5)动态变化特点

由于水资源管理信息具有时序性，水资源的动态要素始终处于变化之中，作为服务于水资源管理和水资源保护工作的水资源管理信息系统就必须适应动态变化这一特点，并具备动态水资源空间信息的获取和处理能力，以及时序综合分析能力。另外，随着水资源管理业务的拓展，水资源管理信息系统的管理内容也随之增加，其业务模块、功能模块不是一成不变的，而是随着管理业务的变化而变化的。

(6)应用特点

水资源管理信息系统具有广泛实用性特点，水资源信息是国民经济的基础信息，水资源保护工作是关系到全社会的基础性工作，这就要求水资源管理信息系统具有较好的兼容性、开放性。系统不仅要面向水资源保护的内部管理人员，而且要面向社会公众。因此，水资源管理信息系统的数据质量、数据结构、数据编码、系统开发及网上协议都要符合国家有关标准与规范，同时系统要能够广泛支持水资源信息的分析、管理、规划、评价、预测等各方面的工作。

二、水资源管理信息系统的构成

水资源管理信息系统的总体构成框架一般由三个主体部分构成：水资源管理信息系统数据库系统、水资源管理信息系统平台和水资源管理信息系统应用系统三部分。水资源管理信息系统数据库系统为水资源管理信息系统提供数据支持，可由水资源管理属性与空间数据获取、空间数据组织存储和管理等部分组成；水资源管理信息系统平台为水资源管理信息系统提供GIS基本功能及其开发环境，可由水资源管理属性与空间数据查询、数据编辑、数据分析、数据发布、空间分析、专题制图等部分组成；水资源管理信息系统应用系统为水资源管理信息系统提供应用功能，可由取水许可管理系统、排污口管理系统、水资源监测管理系统、水资源年报系统、机井管理系统、水资源评价系统、水资源费征收管理系统、水政管理系统、水质污染模拟系统、水资源公报系统、需水预测系统、供水计划管理系统、水资源规划系统、水资源保护规划系统、水资源简报系统、数据库维护系统等部分组成。

水资源管理信息系统是个复杂的综合系统。一个具体的水资源管理信息系统，包括管理信息系统(MIS)、决策支持系统(DSS)、地理信息系统(GIS)、办公自动化(OA)等。

(1)管理信息系统(MIS)

目前，对管理信息系统(MIS)的定义是指一个由人和计算机设备或其他信息处理手段组成并用于管理信息的系统。

(2)决策支持系统(DSS)

决策支持系统(DSS)是辅助决策者通过数据、模型和知识，以人机交互的方式进行的半结构化或非结构化决策的计算机应用系统。由于DSS正处于不断发展过程中，自身的结构、功能等也处于不断完善中。新一代决策支持系统包括群决策支持系统(GDSS)、分布式决策支持系统(DDSS)、智能型决策支持系统(IDSS)、会商决策支持中心(DSC)等。这些形式的决策支持系统是目前决策支持系统研究和发展的重要方向。

(3)地理信息系统(GIS)

地理信息系统(GIS)是随着遥感技术、计算机技术和信息科学的发展而不断发展起来的学科。GIS结合了地理学与地图学以及遥感和计算机科学，已经广泛应用于不同的领域，是用于输入、存储、查询、分析和显示地理数据的计算机综合利用系统。

(4)办公自动化(OA)

办公自动化(OA)是将现代化办公和计算机网络功能结合起来的一种新型的办公方式。在水资源管理信息系统中，主要改变过去复杂、低效的手工办公方式，为科学管理和决策服务，从而达到提高办事效率的目的。

第二节　水资源管理信息系统设计

一、设计目标和任务

水资源管理信息系统总体设计是在需求分析的基础上，寻找能够实现水资源管理和决策支持特定功能的最佳软件结构，把一个软件系统划分成多个功能模块，形成优化的、完整的系统构图，并回答各模块间调用关系、数据传送、如何实现等一系列具体设计问题。

一般而言，系统设计主要可以分成3个部分进行：首先是系统的总体结构设计，包括系统的框架、运行平台等；其次是系统的功能设计，根据系统研制目标，确定系统必须具备的空间操作功能；最后进行数据采集设计、数据存储和检索设计等，确定空间数据的存储和管理模式。

系统应具备使用性强、技术先进、功能齐全等特点，并在信息、通信、计算机网络系统的支持下，达到以下几个具体目标：

(1)实时、准确地完成各类信息的收集、处理和储存；

(2)建立和开发水资源管理系统所需的各类数据库；

(3)建立适用于可持续发展目标下的水资源管理模型库；

(4)建立自动分析模块和人机交互系统；

(5)具有水资源管理方案提取及分析功能，辅助科学决策。

二、系统结构设计

从计算机系统的角度看，水资源信息管理系统实际上是一个由后台数据库与前台应用软件组成的综合系统，一般可采用C/S或B/S结构。

(1)Client/Server(C/S)结构

采用C/S结构，由于把数据(特别是基础属性数据)集中在服务器上，统一管理，较单机情况有很多优点，不需在每一台计算机上都安装同样的数据库，保证在不同计算机上所用的数据及时更新、完全一致，有利于数据维护和数据安全。C/S结构具有开发灵活、运行高效的特点，可以满足用户个性化的要求，由于采用高级语言编程，在图形操作、界面定制、表格处理方面十分灵活。但C/S结构也存在开发效率低、开发周期长、系统维护不方便等缺点。

(2)Browser/Server(B/S)结构

随着Internet/Intranet越来越广泛的应用，B/S结构与Web技术的融合，使服务器承担更多的访问和应用程序的执行，简化了客户机工作。系统开发时，将框架信息组织在HTML页面上，通过动态网页与数据库建立连接，就不需要专门开发客户端程序。只要在客户机上安装WWW浏览器(如Internet Explorer、Navigator等)，就可以实现与服务器之间的交互。

(3)逻辑结构

水资源管理信息系统的逻辑结构采用数据库加子系统模块的形式(图10-1)。其中的数据库按照存储数据内容分为基础资料库、地图数据库、模型库、动态管理库、多媒体库等。各子系统数据库对应着相应的子系统模块，如图10-1。

水资源管理信息系统总体框架一般由3个主体部分构成:水资源管理信息系统数据库系统、水资源管理信息系统平台和水资源管理信息系统应用系统。其中数据库系统主要为水资源管理信息系统提供数据支持，包括数据的获取、空间数据的组织管理等。水资源管理信息系统平台为水资源管理信息系统提供GIS基本功能及其开发环境，可由水资源管理属性与空间数据查询、数据编辑、数据分析、数据发布、空间分析、专题制图等部分组成；水资源管理信息应用系统为水资源管理信息系统提供应用功能，主要包括若干个子系统，如水资源监测管理系统、水资源评价系统、水资源费征收管理系统、水政管理系统等，如图10-1。

图10-1　水资源管理信息系统总体框架设计图
资料来源：陈锁忠，常本春，黄家柱，等.水资源管理信息系统[M].北京:科学出版社，2006.

在水资源信息管理系统的系统设计过程中，首先要对系统所管理的各种内容进行分类。根据系统所管理的内容不同可将水资源信息管理系统分为若干个子系统，各子系统之间既相对独立又相互联系，共同组成水资源信息管理系统。通常，水资源信息管理系统包括地表水资源管理子系统、地下水资源管理子系统、水环境管理子系统等。

三、系统功能设计

水资源信息管理系统的功能主要是依据用户对系统的需求，即开发系统的根本目的而确定的。通常，水资源信息管理系统功能的设计以各子系统为单位分别进行，不同的子系统功能不完全相同。

一个水资源管理信息系统的优劣，主要看系统对事务的处理是否满足应用要求，即系统具有哪些功能，以及这些功能处理事务的能力。因此，水资源管理信息系统的功能设计的主要任务是根据系统研制与建设目标来规划系统的规模和确定系统的各个组成部分，并说明它们在整个水资源管理信息系统中的作用与相互关系，以及确定系统的硬件配置，规划系统采用的技术规范，保证系统总体目标的实现。从水资源管理信息系统的总体功能划分，大致可分为数据录入、数据处理、数据输出三大基本功能模块。其中数据录入模块包括属性数据的录入和空间数据的录入两个部分。

一个水资源管理信息系统一般具有以下几个主要功能：

(1)数据的采集与录入

数据采集与录入功能主要是指新增数据的采集与录入，包括水资源管理属性数据输入、存储与处理，空间数据的输入与编辑。由于存在大量历史数据，因此系统应具有导入已有数据的功能，能够将以不同的格式存储在不同介质上的各类水资源管理数据统一导入到数据库中，以便于统一管理，实现水资源管理数据的整合。

(2)数据处理、查询

水资源管理业务处于持续不断的动态发展过程之中，水资源管理业务数据库依据的数据编码原则、标准、范围常发生变化，这就要求水资源管理信息系统具备数据代码调整、转换处理功能，以确保数据进入新系统后保持有效、可用、可比。同时，需要考虑水资源管理空间数据与水资源管理业务属性数据的分离/统一存储策略。此外，由于水资源管理数据普遍存在标准化与规范化程度低的问题，需要系统具有进一步处理和转换功能。

水资源管理信息系统应具有从已有数据中获得对管理有用的信息或规律性知识的能力。因此，系统首先需要具备完善的查询和分析功能。要能够按照用户给定的条件，迅速准确地查找到符合条件的相关数据。同时，还要根据不断出现的用户查询新需求，灵活地扩展查询功能。一般地，水资源管理信息系统应支持主题(关键字)条件查询、空间范围条件查询、时间范围条件查询和属性条件查询等。

(3)数据统计、分析

水资源管理信息系统还需要灵活的统计分析功能。水资源管理数据包含众多属性类别，需要对不同的属性类别进行统计分析，计算各类数据的总值、均值等统计指标，并灵活地生成各种格式的统计报表，从而反映不同类别数据间的相互关系。同时还需要根据数据统计的结果进行统计制图，以直观地体现数据间的相互关系。

水资源管理信息系统还应具备一般GIS平台所具有的数据基本分析功能，如叠加分析、缓冲区分析、网络分析等。如利用空间分析功能可帮助选取排污管道的最短路径、确定建设项目的优选位置等。

(4)数据编辑、维护

以空间数据的编辑为例。水资源管理信息系统运行过程涉及空间图形的自动生成，如某个属性的空间分布等值线图，等值线可能与区域边界不相交，这就需要利用空间数据的编辑功能，进行线段打断、增加结点、拖动操作，使等值线与区域边界相交。

水资源管理空间数据的多样性和应用的广泛性决定了水资源管理信息系统需要较强的数据维护功能。水资源管理空间数据维护主要包括：图层操作功能：处理客户请求功能；数据访问功能等。

(5)数据备份与复制

随着各种水资源管理数据，特别是水资源动态自动监控数据的海量增长及水资源管理信息系统的分布化、网络化协同趋势的发展，要求对水资源数据的管理具有更完善的访问安全控制、数据备份等功能机制。并提供数据的一致性校验、访问安全性、数据备份、不同层级(如省、直辖市、自治区间)水资源基础数据库之间的数据同步复制、操作日志等功能。

(6)数据输出、信息发布

水资源管理信息系统应具有数据输出功能，包括各类统计报表、统计图形(饼图、直方图、折线图、立体直方图、立体饼图等)与专题地图的输出。同时，系统能够通过Internet或Intranet向用户和公众发布有关水资源管理信息，包括水资源管理月报、季报、年报，水资源管理的有关法律与法规，取水许可审批的流程与注意事项等。

四、系统安全设计

水资源管理信息系统的安全主要分系统硬件安全、系统软件安全与系统安全管理三大部分。系统硬件安全主要包括系统主机设备安全、数据备份设备和媒体安全和网络设备安全。

1)系统硬件安全

(1)主机设备安全

主机设备安全主要是指主机部分(CPU、内存、硬盘驱动器、接口板等)和数据记录存储设备的运行安全，若发生故障，易造成系统瘫痪和数据丢失。因此，硬件本身的可靠性、容错性、可恢复性就显得尤其重要。

(2)数据备份设备和媒体安全

数据备份是将计算机系统中软件、数据转存到另外的存储媒介上，常用的是磁带备份。可刻写光盘CD-RW为数据的永久备份档案，MO和PD，CD-RW则可以多次读写。大容量软盘和移动硬盘也正在向数据备份的方向发展。

(3)网络设备安全

网络设备安全的基础首先是要规范化、结构化布线，其次是信息交换设备和集成设备要有备份能力。为了信息安全和保密，可采用软硬件结合的防火墙产品，或者带滤波功能的路由器。

防火墙由滤波器和网关组成。滤波器的作用是阻止某些类型的通信传输，而网关的作用是提供中继服务，以补偿滤波器的效应。我国目前水利行业的网络设备安全主要利用各省水利厅内部网安全设施。

2)系统软件安全

(1)应用软件安全

从信息安全和保密角度考虑，软件安全主要有存取控制、信息流向控制、用户隔离及病毒预防等，在软件安全中采取隔离控制是常规手段。应用软件安全主要包括：①基于角色的访问控制；基于角色的访问控制(Role Base Access Control， RBAC)是指由决定一个用户或程序是否对某一特定资源执行某种操作，从而防止用户越权使用，消除系统运行隐患。②隔离控制；隔离是指将本系统的硬件和软件分割成若干互斥部分，每一部分自行执行任务，与其他部分毫不相关，从而为系统提供安全。③软件安全实现。软件安全实现主要是通过赋予用户不同的访问权限实现，用户若想对某一单位的管理数据进行查询或其他操作，必须同时被授予相应的模块操作权和该单位的数据访问权。

(2)Internet服务安全

Internet服务安全主要包括：①域名系统的安全策略；②WWW服务的安全策略；③B/S访问安全三大部分。

3)数据库系统安全

水资源管理信息和其他信息一样，在计算机中都是以文件或数据库关系表的方式来表示和存储。数据库的安全建立在操作系统的安全之上，在网络化的地理信息生产体系中，数据可以分布在不同机器上，也可以集中到文件服务器或数据服务器中，前者要求分布式数据库，后者要求若干客户/服务器的数据库管理系统。数据库的特点是使得数据具有独立性，并且提供对完整性支持的并发控制、访问权限控制、数据的安全恢复等。

第三节　水资源管理信息系统开发

一、系统开发原则

随着人类观测和记录客观事物的手段和能力的迅速提高，数据和信息的流动速度的大大提高，以及大量信息源逐步向公众开放，使可获得的信息极大地丰富。在时间约束已经成为决策和问题解决过程中的一个重要因素时，如何在有限时间内，在海量数据中获得有用有效的信息，就成为如何做出正确决策的重要基础。

水资源管理作为针对水资源开发、分配、利用和保护的具体组织、协调、监督和调度，是水资源规划的具体实施过程，涉及各类不同数据，如取水数据、监测数据、水资源费数据、社会经济发展数据、基础地理数据等。如何在大量多源分散信息中获取有意义的、能够为决策和问题解决起重要作用的综合信息和知识，就成为快速、准确地做出决策的重要基础。

因此，水资源管理信息系统定位于一个管理信息系统，用于数据和信息的管理。一方面，为满足利用Intranet方便地管理和利用属性数据，为用户提供属性数据浏览和分析功能的需要；另一方面，这个信息系统需要基于地理数据解决地理问题，用GIS的手段为用户提供空间数据浏览和分析功能的需要。

以流域水资源管理系统开发为例，流域水资源管理信息决策支持系统的建设应遵循以下开发设计原则：

(1)实用性。紧密结合流域已建工程以及供水管理的现状，研制开发满足实时要求，界面友好直观，操作灵活方便，扩充性好，实用性强，可实际应用的决策支持系统。

(2)先进性和可靠性。系统的设计要立足于高起点、高要求，借鉴和引用国内相关单位的成功和先进管理经验，确保设计的先进性和系统运行的可靠性。

(3)经济实用，充分利用现有的软硬件设备。设计时应充分利用现有的软硬件设备，达到节省投资、经济实用的目的。系统开发既要立足于高起点，采用最先进的技术，同时又要结合实际需要，开发一个既高于现行管理水平，又不脱离实际，并具有较高技术含量的实用化系统。

(4)保证系统的规范化、通用化。根据国家有关规定规范，统一流域各种水情和通信软件中的变量名、标识符、数据格式以及接口。

二、系统开发思想

(1)面向管理业务

水资源信息化管理必须和业务部门的业务目标、管理要求、流程相适应，否则信息系统的建设对业务部门将是毫无意义的。所以在水资源管理信息系统的开发过程中必须牢牢把握“以满足业务部门的实际需求为第一目标”这一宗旨。在对系统结构划分时，先按业务进行划分，再按具体功能划分。基于这样的系统结构划分思想，可以在各个业务模块中充分反映出该业务的特性，根据该业务的具体业务需求，量身定制业务功能，从而真正成为一个业务信息的管理系统，从而实现水资源管理信息系统的建设目标。

(2)分层次开发

从软件开发与维护的角度出发，在开发复杂的软件系统时，使用最多的技术之一就是分层。当用分层的观点来考虑系统时，可以将各子系统想像成按照“多层蛋糕”的形式来组织，每一层都依托在其下层之上。在这种组织方式下，上层使用了下层定义的各种服务，而下层对于上层一无所知。另外，每一层对自己的上层隐藏起下层的细节。

(3)组件式开发

从系统的灵活性角度考虑，宜采用组件式的软件开发方式，从业务上将系统划分为若干个子系统；在每个子系统的内部功能实现方面，将系统划分为一个个相对独立的功能组件，相互之间基于接口进行通信。这样更好地反映了面向对象的软件开发思想，能够根据用户业务的变化，对系统进行灵活的功能增加或裁剪，以便更好地满足用户的需求。

三、系统开发方案

基于水资源信息管理系统开发的基本思想，基于C/S和B/S架构构建一个应用型地理信息系统，以业务为先导，分层次的，组件式的信息系统设计思想进行水资源管理信息系统的开发。此外，在水资源管理信息系统开发过程中，需考虑系统的先进性、稳健性、安全性、开放性、实用性及其界面的友好性。其中，先进性体现在符合计算机软件技术发展潮流，产品具有技术领先性和强大的可持续发展性，应用系统支持网络应用环境。安全性体现在系统应具有多级安全控制措施和监控措施，保证系统的安全性，并能根据用户要求采用用户级别分级及密码检验机制，保障不同用户具有相应级别权限。开放性体现在系统具有灵活的体系结构，具有良好的可扩充性，能方便将来的升级扩充。系统具有方便和快速的维护性能，实用性体现在充分借鉴已有的成功经验，考虑与现有系统的接口，保护现有投资，系统的建设投资少、开发周期短、操作简单易用。界面友好体现在采用交互式人机会话操作，界面美观、操作简便。

详细开发技术路线如图10-2。

1)系统开发技术路线

图10-2　系统开发技术路线图
资料来源：陈锁忠，常本春，黄家柱，等.水资源管理信息系统[M].北京:科学出版社，2006.

水资源信息管理系统的开发通常需要经过资料收集、资料信息化、数据库设计、数据库实现、界面设计、应用程序开发等6个步骤，具体如下：

(1)资料收集。全面收集所建水资源信息管理系统所需要的各种资料。

(2)资料信息化。将收集到的各种资料进行整理，提取出系统所需要的信息，然后对各种信息进行分类，通常先按其存储格式进行分类，然后再按其信息内容进行分类。

(3)数据库设计。根据数据库存储信息的内容，依据最优化原则，将数据库所要存储的信息进行分类，明确各种数据的意义及其与其他数据之间的关系。

(4)数据库实现。根据设计的数据库结构，如在Microsoft SQL Server 2000 中进行实现，即建立各种表、视图、约束等。建立的数据库，为前台系统开发程序提供数据支持。

(5)界面设计。应用程序界面通常依据系统运行流程和系统功能分类进行设计，在设计阶段需要解决的问题是需要建立几个窗体和如何布置每个窗体。

(6)应用程序开发。应用程序开发即将所设计的程序界面进行实现，并编写相应的代码实现特定的功能，满足系统的功能要求。

2)系统开发环境平台

系统开发环境包括软件环境和硬件环境。系统软件环境是指支持系统正常运行的软件集合。采用B/S结构的系统软件环境与采用C/S结构的系统软件环境有一定差异，主要体现在:C/S系统的服务端为接收网络数据的应用程序，当接收到网络中的信息调用时进行运算、数据库查询与操作等，然后返回直接的数据给客户端，客户端负责简单功能、人机交互、数据的展示等，服务器端与客户端均需要编写相应的软件，并采用统一的数据结构与通信标准；而B/S结构系统服务器端主要由Web服务器构成，由其完成数据的接收、运算与发送功能，采用标准的HTTP协议实现数据通信，客户端由浏览器(Browser)构成，实现人机交互及成果展示等。因此，B/S结构的系统与C/S结构的系统所需要的软件环境也有所不同。系统所需要的软件环境总体上包括操作系统、数据库管理系统、网络支持、Web服务器、.net运行库、图形生成库、浏览器等方面。其中，绝大多数软件环境都是集中在服务器的软件环境，而对客户端则只考虑浏览器。

计算机硬件是衡量与保证计算机计算速度、运行效率、稳定性、存储数据量、同时接收用户访问数量等的综合性指标。它由CPU、硬盘、内存等技术指标决定。基于B/S部署的系统要考虑的主要硬件环境包括两大部分：服务器端硬件环境与客户端硬件环境。

四、系统集成方案

在水资源管理信息系统开发过程中，基于地理信息系统的集成技术主要有以下几种主要形式：

(1)同一GIS软件系统不同模块之间或不同系统之间采用Import/Export的文本文件交换形式。这是最简单也是效率最低的一种方式，它适用于任意系统之间的数据和模型集成。

(2)大型商业GIS软件(如ArcInfo)具有一致的数据模型和数据结构，提供二次开发语言，构成软件开发平台。不同模块之间可以采用二进制进行数据交换(如Arcedit和Arcplot)，具有密切关系的不同GIS软件系统之间也可以采用这种方式(如ArcInfo和ERDAS)。在这种模式下用户除了在操作系统的基础上开发应用模型被宿主系统调用外，其他所有的操作只能建立在这个商业软件平台基础上，不同的商业软件平台一般无法直接进行数据共享和功能互补。

(3)采用应用程序接口(API)的形式进行集成。如ArcInfo提供RPC接口实现客户端与服务器端的通信，提供ArcInfo与ArcView的集成。同时用户可以遵循RPC规范开发应用模块以实现系统集成。ESRI提出的分布式计算环境(Dis-tributed Computation Environment)也是基于API的思想。

(4)对象连接与嵌入(OLE)的自动化功能(Automation)提供了对象之间的互操作功能，商业GIS软件如MapInfo公司的MapInfo Professional和Golden Soft公司开发的Surfer，都提供OLE Automation，用户可以将该软件作为一个对象嵌入自己的系统。

(5)对象关系数据库技术(ORDBMS)将空间数据作为一种数据类型直接集成进入数据库系统，用户可以在这种平台上直接管理矢量空间数据、遥感图像数据和普通关系数据，可以利用这种数据库平台的API开发GIS应用系统。

五、系统开发的关键技术基础

(1)数据库技术(DashkBase，DB)

DB是与应用彼此独立的，它是以一定的组织方式存储在一起的、彼此相互关联的、具有较少冗余以及可以被多个用户共享的数据集合。数据库管理系统(DBMS)是一个通用的软件系统，它是由一组计算机编程所形成的。数据库管理系统能够对数据库进行有效的管理，包括存储管理、安全性管理、完整性管理等。数据库管理系统提供了一个软件环境，使用户能方便快速地建立、维护、检索、存取和处理数据库中的数据信息。数据模型是实现数据抽象的主要工具，它决定了数据库系统的结构、数据定义语言(DDL)和数据操纵语言(DML)、数据库设计方法、数据库管理系统软件的设计与实现。数据模型通常由数据结构、数据操作和数据的完整性约束三部分组成。

(2)Web技术

Web技术的定义就是指与网页相关的技术。Web技术包括Web服务器、网页文件、动态网页程序、解释并运行动态网页程序的程序环境、编写网页的语言、浏览器等方面。如果从Web服务器来说，特别需要考虑的是网页是否是动态的，否则就无法采用这种编程语言以及解释并运行这种语言的运行环境。

(3)网络安全技术

当前水资源管理信息系统主要以客户端/服务器(C/S)结构模式构建，即分布式软件体系结构。而分布式水资源管理信息系统很重要的一个方面就是它的安全。从某种意义上说，安全是分布式系统的最重要的基础之一。分布式系统的安全和传统的计算环境安全的最大的不同是，在分布环境下，很难确定所要保护的边界。

在传统的分时系统中，终端即代表着边界，为了能够进入系统，用户必须先登陆，提供账号及口令，但是系统的物理部件，比如硬盘、CPU、内存都不是安全边界。分布式系统好像是一个物理上分开的分时系统。比如把硬盘和CPU分开，它们之间通过不能信任的接口连接，通过接口，一个恶意的用户可以访问及篡改所有信息。分布式水资源管理信息系统的网络安全策略：最常用的网络安全技术就是使用防火墙。建造一个防火墙就是在连接该局域网和外部网络的路由器上建立包过滤。只有那些符合规定的包才能从防火墙里边传到防火墙外边。防火墙的关键就是在端口之间进行访问控制。因此，使用防火墙的一个很大的好处是网络管理员可以不用访问组织内的每个用户的计算机就能提高系统的安全性。换句话来说，组织内的用户可以随意配置他们的计算机，防火墙可以保护他们。

(4)Agent技术

Agent技术最初来源于分布式人工智能领域。Agent是处于某个环境中的一个封装好的计算实体，它能够在该环境中灵活主动地接近实现目标，它不但具有自主、交互、动态和反应特性，而且可以直接地耦合环境信息，根据接受与反馈的信息，重新评估已发出行为。Agent放松了对集中式、非开放式和顺序控制的限制，提供了分布控制、动态应急处理和并行处理。Agent技术可以将一个大且复杂的问题分解简化为小型模块，它可以简单明了快速地搭建一个复杂的应用系统，较之以往的面向对象的方法具有更强的自我控制，更好地自我封装和模块特性。

(5)GIS与水资源应用模型集成技术

水资源应用模型通常是独立于GIS在各自领域内发展起来的，其规模和复杂程度可能和GIS一样复杂而庞大，同时GIS的数据模型又缺乏水资源模拟的时空结构，GIS软件也不具备能同时处理空间和时间数据的结构化可变性及建立和检验过程模型的可变性。因此，尽管集成的重要性众所周知，但GIS与水资源应用模型的结合仍然不够。不少结合仅仅将GIS作为水资源应用模型的数据输入和输出结果的显示工具。对水资源管理和决策人员而言，对水资源应用模型的物理化学过程并不感兴趣，他们更注重模拟的结果及模式的实际应用效能。而GIS正可以发挥其空间分析和空间数据处理的优势，为水资源应用模型提供一套基于GIS原理的空间操作规范，用以反映具有空间分布特征的污染物的迁移、扩散和相互作用。GIS在环境建模的不同阶段发挥着不同的作用，包括定义边界和初始条件、数据准备、模型运行处理和可视化结果表达等，其集成目的就是力求环境建模过程方便、灵活并且获取更多的信息。