基于WebGIS的无堤防河道确权划界实现方法、服务器及客户端

技术领域

本发明属于河道确权划界技术领域，更具体地，涉及一种基于WebGIS的无堤防河道确权划界实现方法、服务器及客户端。

背景技术

水是人类乃至万物赖以生存、生长的源泉。河道作为水的重要载体，其重要性不言而喻。随着经济的快速发展和生产力的迅速提升，人们对于河道的开发力度也日益增强，部分河道侵占严重，导致河道防洪压力增大。同时存在着河道污染、河道周围不合理的采砂、未划定河道行洪区等诸多问题。面对这些问题，首先要做好河道的确权划界工作，为河道整治工作做好前期准备，为河道综合治理提供基础保障。因此进行科学、合理以及高效的河道确权划界工作显得尤为重要。

采用传统的实地测量法进行无堤防河道确权划界工作存在耗时较长且耗资巨大，绘图误差导致制图精度低，多部门间信息共享效率低等诸多问题。

发明内容

针对以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于WebGIS的无堤防河道确权划界实现方法、服务器及客户端，其目的在于解决传统方法耗时长、耗资大、制图精度低和多部门间信息共享效率低的问题。

为实现上述目的，一方面，本发明提供了一种基于WebGIS的无堤防河道确权划界实现方法，包括：

(1)基于绘制的GIS地图要素，得到河道横断面信息；

(2)根据所述河道横断面信息，以及河道的扩散系数、糙率、第一个横断面的洪水位，计算河道各横断面的洪水位；

(3)确定每一个横断面洪水位与其左右岸线的交点，分别顺次连接各横断面洪水位与其左右岸线的交点，得到河道水面曲线；

(4)基于所述河道水面曲线，设置不同的河道确权划界缓冲区；

(5)根据所述河道确权划界缓冲区，设置界桩点，实现无堤防河道的确权划界。

优选地，所述步骤(1)具体包括如下步骤：

(1.1)使用ArcMap、ArcScene绘制GIS地图要素，所述GIS地图要素包括行政区划图、土地利用类型图、DEM图、河道横断面图；

(1.2)将所述GIS地图要素加载至mxd地图文档，并对各地图要素进行符号化渲染；

(1.3)将mxd地图文档发布至服务端上的ArcGIS Server服务器，在发布时指定服务类型，通过Web数据服务向客户端多用户同时推送GIS地图，使用户在客户端获得河道横断面信息。

优选地，所述步骤(2)具体包括如下步骤：

(2.1)根据所述河道横断面信息，设置河道的扩散系数、糙率、第一个横断面的洪水位；

(2.2)通过伯努利方程

其中，沿程水头损失h

局部水头损失h

上横断面平均流速V

上横断面K

式中，Z

优选地，所述步骤(3)具体包括如下步骤：

(3.1)确定各个横断面的洪水位与其左右岸线的交点；

(3.2)先顺次连接各个横断面洪水位与其左岸线交点，再顺次连接各个横断面洪水位与其右岸线交点，得到河道水面曲线。

优选地，所述步骤(4)具体包括如下步骤：

(4.1)服务器通过Web数据服务将计算的河道水面曲线在客户端GIS地图上进行加载；

(4.2)客户端展示的河道水面曲线之间的区域即为无堤防河道确权划界的初始结果；

(4.3)结合河道水面曲线附近土地利用情况，设置不同的河道确权划界缓冲区，确定河道确权划界的最终结果。

优选地，所述步骤(5)具体包括如下步骤：

(5.1)在客户端依据所述河道确权划界缓冲区，进行界桩点的绘制；

(5.2)在客户端标注界桩点的编号、名称、经纬度坐标、权利人信息，实现对界桩点结果的展示和导出。

另一方面，本发明提供了一种服务器，所述服务器包括：

第一推送模块，用于向客户端推送GIS地图要素，使用户在客户端获得河道横断面信息；

接收模块，用于接收客户端根据所述河道横断面信息设置的相应参数，所述相应参数包括河道的扩散系数、糙率、第一个横断面的洪水位；

计算模块，用于根据所述河道横断面信息以及所述相应参数，计算河道各横断面的洪水位；

绘制模块，用于确定每一个横断面洪水位与其左右岸线的交点，分别顺次连接各横断面洪水位与其左右岸线的交点，得到河道水面曲线；

第二推送模块，用于向客户端推送所述河道水面曲线，以使所述客户端基于所述河道水面曲线，设置不同的河道确权划界缓冲区，并根据所述河道确权划界缓冲区，设置界桩点，实现无堤防河道的确权划界。

另一方面，本发明提供了一种客户端，所述客户端包括：

第一接收模块，用于接收服务器推送的GIS地图要素，并获取河道横断面信息；

设置模块，用于根据所述河道横断面信息设置的相应参数，所述相应参数包括河道的扩散系数、糙率、第一个横断面的洪水位；

推送模块，用于将所述相应参数发送给服务器，以使所述服务器根据所述河道横断面信息以及所述相应参数，计算河道各横断面的洪水位，并确定每一个横断面洪水位与其左右岸线的交点，分别顺次连接各横断面洪水位与其左右岸线的交点，得到河道水面曲线；

第二接收模块，用于接收服务器推送的河道水面曲线，设置不同的河道确权划界缓冲区；并根据所述河道确权划界缓冲区，设置界桩点，实现无堤防河道的确权划界。

总体而言，通过本发明提出的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)基于WebGIS，创新的嵌入了构建的河道水面曲线计算模型，支持对任意河道的水面曲线进行实时模拟计算，计算结果可在二维河道地图上实时动态显示，可以有效辅助决策者高效地进行无堤防河道确权划界的相关工作；

(2)基于WebGIS，可以很好的完成多部门间信息的实时共享，用户通过普通浏览器，能在任何地方操纵网络GIS，进一步实现河道确权划界工作的信息化、科学化。

附图说明

图1是实施例所提供的基于WebGIS的无堤防河道确权划界实现方法的流程示意图；

图2是实施例中服务端通过Web数据服务向客户端推送凉州区GIS地图；

图3是实施例中用户在客户端根据推送的GIS地图，设置河道水面计算模型所需相关参数界面图；

图4是实施例中河道某一横断面信息情况图；

图5是实施例中无堤防河道确权划界的初始结果图；

图6是实施例中设置河道确权划界缓冲区的界面图；

图7是实施例中用户在客户端依据划界结果进行界桩点绘制的界面图；

图8是实施例中界桩点结果展示和导出的界面图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，本发明基于Internet平台，客户端应用软件采用网络协议，运用在Internet上的地理信息系统(GIS)。

本发明提供的基于WebGIS的无堤防河道确权划界实现方法，其流程示意图如图1所示，包括如下步骤：

(1)通过绘制的GIS地图要素，得到河道横断面信息，包括如下子步骤：

(1.1)使用ArcMap、ArcScene绘制GIS地图要素，包括行政区划图、土地利用类型图、DEM图、河道横断面图；

(1.2)将地图要素加载至mxd地图文档，并对各地图要素进行符号化渲染；

(1.3)将mxd地图文档发布至服务端上的ArcGIS Server服务器，在发布时指定服务类型，通过Web数据服务向客户端多客户同时推送GIS地图，获得河道横断面信息。

(2)通过Web数据服务和建立的河道水面曲线计算模型，计算河道水面曲线，包括如下子步骤：

(2.1)用户在客户端根据推送的GIS地图，设置河道的扩散系数、糙率、第一个横断面的洪水位，并通过Web数据服务传到服务端；

(2.2)服务端根据客户端上传的参数以及河道横断面信息，通过伯努利方程

其中，沿程水头损失h

局部水头损失h

上横断面平均流速V

上横断面K

式中，Z

(3)通过河道横断面信息和各个横断面的洪水位确定河道水面曲线，包括如下子步骤：

(3.1)确定各个横断面的洪水位与其左右岸线的交点；

(3.2)先顺次连接各个横断面洪水位与其左岸线交点，再顺次连接各个横断面洪水位与其右岸线交点，得到河道水面曲线。

(4)通过河道水面曲线计算结果和当地实际情况确定河道划界最终结果，包括如下子步骤：

(4.1)服务端通过Web数据服务将计算的河道水面曲线在客户端GIS地图上进行加载；

(4.2)客户端展示的河道水面曲线之间的区域即为无堤防河道确权划界的初始结果；

(4.3)依照相关法律法规和当地实际情况，结合河道水面曲线附近土地利用情况，设置不同的河道确权划界缓冲区，确定河道确权划界的最终结果。

(5)通过Web数据服务和河道确权划界结果完成界桩点绘制、展示和导出，包括如下子步骤：

(5.1)用户在客户端依据划界结果，进行界桩点的绘制；

(5.2)用户标注界桩点的编号、名称、经纬度坐标、权利人信息，实现对界桩点结果的展示和导出。

另一方面，本发明提供了一种服务器，包括：

第一推送模块，用于向客户端推送GIS地图要素，使用户在客户端获得河道横断面信息；

接收模块，用于接收客户端根据所述河道横断面信息设置的相应参数，所述相应参数包括河道的扩散系数、糙率、第一个横断面的洪水位；

计算模块，用于根据所述河道横断面信息以及所述相应参数，计算河道各横断面的洪水位；

绘制模块，用于确定每一个横断面洪水位与其左右岸线的交点，分别顺次连接各横断面洪水位与其左右岸线的交点，得到河道水面曲线；

第二推送模块，用于向客户端推送所述河道水面曲线，以使所述客户端基于所述河道水面曲线，设置不同的河道确权划界缓冲区，并根据所述河道确权划界缓冲区，设置界桩点，实现无堤防河道的确权划界。

另一方面，本发明提供了一种客户端，包括：

第一接收模块，用于接收服务器推送的GIS地图要素，并获取河道横断面信息；

设置模块，用于根据所述河道横断面信息设置的相应参数，所述相应参数包括河道的扩散系数、糙率、第一个横断面的洪水位；

推送模块，用于将所述相应参数发送给服务器，以使所述服务器根据所述河道横断面信息以及所述相应参数，计算河道各横断面的洪水位，并确定每一个横断面洪水位与其左右岸线的交点，分别顺次连接各横断面洪水位与其左右岸线的交点，得到河道水面曲线；

第二接收模块，用于接收服务器推送的河道水面曲线，设置不同的河道确权划界缓冲区；并根据所述河道确权划界缓冲区，设置界桩点，实现无堤防河道的确权划界。

以下以凉州区为实例区域来具体阐述本发明提供的基于WebGIS的无堤防河道确权划界实现方法，以凉州区红水河确权划界为例，具体包括如下步骤：

1.根据发布的凉州区GIS地图得到河道横断面信息：使用ArcMap、ArcScene绘制地图要素，包括行政区划图、土地利用类型图、DEM图、河道横断面图等；将凉州区地图要素加载至mxd地图文档，并对各地图要素进行符号化渲染；将mxd地图文档发布至服务端的ArcGIS Server服务器，在发布时指定服务类型，并在服务端通过Web数据服务向客户端推送凉州区GIS地图，如图2所示。

2.建立河道水面曲线计算模型，根据河道横断面信息计算河道水面曲线：用户在客户端根据推送的凉州区GIS地图，设置红水河的扩散系数、糙率、上游第一个横断面的洪水位(如图3所示)，通过Web数据服务传到服务端；服务端根据客户端上传的相应参数以及地图中的红水河横断面信息(红水河某一横断面信息情况如图4所示)，从上游第一个横断面开始通过建立的河道水面曲线计算模型依次计算各个横断面洪水位；

3.首先确定红水河各个横断面的洪水位与其左右岸线的交点，然后顺次连接红水河各个横断面洪水位与其左岸线交点，最后顺次连接红水河各个横断面洪水位与其右岸线交点，得到红水河的水面曲线；

4.根据红水河河道水面曲线计算结果和河道水面曲线附近土地利用情况进行河道确权划界：服务端通过Web数据服务将计算好的红水河水面曲线在客户端GIS地图上进行加载；客户端展示的红水河水面曲线之间的区域即为无堤防河道确权划界的初始结果，如图5所示；依照相关法律法规和当地实际情况，结合红水河水面曲线附近土地利用情况，设置不同的河道确权划界缓冲区，河道确权划界缓冲区为图6中河道两岸黑线白线之间的区域，确定红水河确权划界最终结果。

5.根据红水河河道确权划界结果完成界桩点绘制、展示和导出：用户在客户端依据划界结果进行界桩点的绘制，界桩点如图7中白色圆点所示，用户标注界桩点的编号、名称、经纬度坐标、权利人信息，并导出绘制的界桩点，如图8所示。

本方法结合Web在信息共享和GIS在空间数据处理方面的优势，有助于解决传统方法在无堤防河道确权划界工作中耗时较长且耗资巨大，绘图误差导致制图精度低，多部门间信息共享效率低等诸多问题；可以更好辅助决策者科学地进行河道确权划界的相关工作，从而最大化的合理利用现有水资源，为该地区的经济发展奠定良好的基础，具有现实的社会需求和广泛的推广应用价值。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。