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農村供水地理信息系統及其應用
作者:admin 時間：2021-03-30 17:14
地理信息系統（Geographic Information System或 Geo－Information system，GIS）有時又稱為“地學信息系統”。它是一種特定的十分重要的空間信息系統。它是在計算機硬、軟件系統支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關地理分布數據進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統。
地理信息系統（GIS）是一門綜合性學科，結合地理學與地圖學以及遙感和計算機科學，已經廣泛的應用在不同的領域，是用于輸入、存儲、查詢、分析和顯示地理數據的計算機系統，隨著GIS的發展，也有稱GIS為“地理信息科學”（Geographic Information Science）或"地理信息服務"（Geographic Information service）。GIS是一種基于計算機的工具，它可以對空間信息進行分析和處理（簡而言之，是對地球上存在的現象和發生的事件進行成圖和分析）。GIS 技術把地圖這種獨特的視覺化效果和地理分析功能與一般的數據庫操作（例如查詢和統計分析等）集成在一起。
農村供水地理信息系統（Rural water supply GIS，GIS-RWS）是地理信息系統的一個分支，在計算機硬件、軟件、和網絡系統的支持下，對涉及農村供水的空間數據（水源、水站、管網等）及進行采集、存儲、管理、查詢、檢索、處理、分析、運算、顯示、更新和應用，實現農村供水科學化、可視化、數字化、智能化的管理、運維和服務。
農村供水地理信息系統是GIS在農村供水管理、運維和服務等農村供水領域中的具體應用。GIS-RWS將農村供水空間信息按其特性在空間數據庫中進行分類、分層管理，通過輸入、存儲、管理、空間查詢、空間分析和顯示等功能實現GIS與農村供水信息分析和處理技術的集成，是GIS技術在農村供水領域的延伸。通過建立農村供水地理信息系統，實現農村供水各種信息數字化、標準化和網絡化，從而達到統一管理、數據共享和運維管理自動化。
農村供水地理信息系統是GIS在農村供水管理、運維和服務等農村供水領域中的具體應用。GIS-RWS將農村供水空間信息按其特性在空間數據庫中進行分類、分層管理，通過輸入、存儲、管理、空間查詢、空間分析和顯示等功能實現GIS與農村供水信息分析和處理技術的集成，是GIS技術在農村供水領域的延伸。通過建立農村供水地理信息系統，實現農村供水各種信息數字化、標準化和網絡化，從而達到統一管理、數據共享和運維管理自動化。
農村供水地理信息系統由五部分組成。
1、GIS硬件
硬件是對空間數據進行輸入、存儲、查詢和輸出的基礎平臺，包括主處理設施（大中小型機、工作站、微機）、顯示設備（顯示器、顯示屏等）、外部存儲設備、輸入設備和網絡連接設備（網卡、網絡配件）等。
2、GIS軟件
軟件是農村供水地理信息系統的核心，在計算機硬件系統的配合與協調下，執行飲水安全地理信息系統各種功能的操作。
3、地理數據
數據報告農村供水有關的屬性數據和空間數據。屬性數據說明某個地理事物或現象是什么，如農村水站規模、凈化工藝、設備信息、水質等，如管網管徑、流量、埋深等，如水源容量、水位、水質等。空間數據通過點、線和面描述地理事物或現象在哪里，如農村水站位置等。
4、應用分析模型
應用分析模型根據所表達的空間對象可分為理論模型（數學模型）、經驗模型和混合模型。建模步驟包括明確分析目的和評價準則、準備分析數據、空間分析操作、結果分析、解釋和評價結果及結果輸出。
5、參與農村供水地理信息系統的人，包含監管管理單位、運維單位、設備供應商、信息系統維護單位等單位人員。
農村供水地理信息系統（GIS-RWS）項目建設和維護主要服務對象為農村供水站、農村供水統管機構及農村供水主管部門。農村供水站一般以行政村或自然村為單元分散分布，尤其是我們西南、南方山區農村，項目點數量多、分布范圍廣、交通不便，因此農村供水地理信息系統設計和開發應用應遵循以下原則：
1、動態性原則
每個農村供水站系統應對水源、供水站、管網、轄區用戶用水狀態進行實時監控，根據水站運行參數變化、管網壓力變化、用戶用水量變化等不斷改變，因此系統設計中應實現動態增刪和修改功能以支持網絡結點，提供各供水站閥門、流量計、水質檢測點等的數據采集、傳輸和控制功能。
2、實時性與安全性原則
農村供水地理信息系統主要目的是保證農村居民、轄區企業等供水安全，保證供水各環節信息采集點和監測點數據傳輸的時效性。整個縣級區域的采集點和監控點數據包在上傳時需要進行加密處理，保障數據傳輸和供水系統遠程控制過程的安全性。
3、開放性與可擴展性原則
農村供水地理信息系統的無線傳感網絡（WSN）結點、物聯網（Internet of things）、GIS模塊、數據庫都應該具有擴充功能，保障系統能夠擴展各種模塊、調整和定期維護。
4、實用性原則
對采集結點回傳的信息進行特定形式的解譯、數據轉發、可視化封裝與集成，人機交互界面操作簡便，具有通用性和實用性。
農村供水地理信息系統（GIS-RWS）系統建設包括物理層、采集層、數據層、應用層（業務層及展現層），能夠對各個農村供水站進行有效管理，對農村飲用水安全提供系統保障，是現代化、智能化、數字化、信息化的管理系統。
農村供水地理信息系統（GIS-RWS）系統建設包括物理層、采集層、數據層、應用層（業務層及展現層），能夠對各個農村供水站進行有效管理，對農村飲用水安全提供系統保障，是現代化、智能化、數字化、信息化的管理系統。
1、物理層
該層包含采集的各水站基礎性信息和接收傳感數據。連接大量分散的各種傳感裝置，通過無線網絡、通信協議和解析終端路由以及基于服務層數據的解析服務器。
2、采集層
該層主要是連接物理層和數據層，具有解析同類型傳感器節點的相關數據包、構造SQL語句、進行數據采集、分類及存儲和處理的功能，也具有解譯、轉發應用層客戶端的控制命令包、訪問數據和處理一場數據包的功能。
3、數據層
該層主要是存儲、管理各供水站（水源、供水站凈化設施、管網、水表）結點等數據，獲得整個應用層運行所必須的空間數據和屬性數據等。
4、應用層
該層提供了數據庫接口和服務器接口，實現與數據層之間的信息交換和數據傳送，為各供水站管理人員、維護人員等提供應用信息。
黨的十九屆五中全會提出鞏固拓展脫貧攻堅成果和全面推進鄉村振興戰略要求，并納入“十四五”時期經濟社會發展的主要目標。農村供水工程作為重要的基礎設施，既肩負著鞏固擴展脫貧攻堅成果的要求，也承載著鄉村振興戰略的民生期待，將在實現鞏固拓展脫貧攻堅成果同鄉村振興有效銜接中發揮重要作用。我們搶抓機遇，搶先研發推廣智慧水站、新一代凈水設備、農村供水地理信息系統等，不斷提升農村供水工程智能化、現代化、數字化發展水平，不斷提升農村供水工程質量和供水質量，為全面實施鄉村振興戰略提供有力支撐。
黨的十九屆五中全會提出鞏固拓展脫貧攻堅成果和全面推進鄉村振興戰略要求，并納入“十四五”時期經濟社會發展的主要目標。農村供水工程作為重要的基礎設施，既肩負著鞏固擴展脫貧攻堅成果的要求，也承載著鄉村振興戰略的民生期待，將在實現鞏固拓展脫貧攻堅成果同鄉村振興有效銜接中發揮重要作用。我們搶抓機遇，搶先研發推廣智慧水站、新一代凈水設備、農村供水地理信息系統等，不斷提升農村供水工程智能化、現代化、數字化發展水平，不斷提升農村供水工程質量和供水質量，為全面實施鄉村振興戰略提供有力支撐。
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