一、項目背景
在信息化浪潮中，國家提出要把推進國民經濟和社會信息化放在優先位置，在全社會廣泛應用信息技術，提高計算機和網絡的普及應用程度，加強信息資源的開發和利用。政府行政管理、社會公共服務、企業生產經營要運用數字化、網絡化技術，加快信息化步伐。信息技術作為一門新興技術，發展迅猛，必須大力推進水環境管理信息化的進程。把信息化作為一項戰略性任務, 提高信息采集、傳輸、處理的時效性和自動化水平，為實現水資源優化配置提供手段，為決策提供依據，為水環境管理更好地服務經濟社會發展創造條件。
利用現代信息技術實現環境信息的公開，體現了社會發展的進步。發達國家環境管理經歷了行政手段、經濟手段、公眾參與三個發展時期，當前，促進公眾了解周邊環境質量狀況、監督污染物治理、積極參與環境管理已經成為重要的管理手段。因此，采用現代信息技術使公眾及時準確了解水環境狀況，成為水環境管理發展的新趨勢。
二、發展趨勢
地理信息是一種重要的分布式信息資源，它既具有社會效益，也具有市場價值，是解決人口、資源、環境和災害等重大社會可持續發展面臨的問題，以及促進社會經濟持續、快速和健康發展的基礎信息手段。所以，在地理信息領域，如何發布信息，使得地理信息系統(GIS)真正地為非專業人員服務，建立信息的共享技術和開放技術就顯得尤為重要。
在水質信息管理系統中，應該及時引入先進的計算機體系結構。與Internet技術發展趨勢相一致，現代計算機信息系統發展的趨勢是，系統體系結構正逐步從客戶機/服務器(Client/Server)結構向瀏覽器/服務器(Browser/Server)過渡。與傳統的兩層式Client/Server體系結構明顯不同之處在于，Brower/Server體系結構中，將分布式網絡系統分為三層，分別是：前端用戶、中端事務邏輯和后端數據存儲。
Browser/Server結構的優點可以歸納為以下幾點：
·無需不斷升級客戶端的硬件設備，由于客戶端軟件的更新，不斷地提高了對計算機性能的要求。采用Browser/Server模式，系統主要運行在服務器端，客戶端不需要購買或升級硬件，在相當程度上拓展了計算機的生命周期；
·簡化了客戶端的安裝、配置，由于Browser/Server是建立在廣域網的基礎上，有比Client/Server更強的適應范圍，客戶端只需安裝操作系統和通用瀏覽器即可，不必安裝特別的應用軟件、數據庫接口等，有效節省了人力和物力；
·顯著降低了系統開發的費用，Browser/Server模式允許在不依賴客戶端系統平臺的情況下，快速應用開發，并且應用完全在服務器端執行，客戶端通過有效的網絡協議，向服務器發送請求，中端業務邏輯系統將請求的信息返回到客戶端顯示；
·大大減少系統維護的工作量，由于客戶端不再擔負數據訪問和復雜數據計算等任務，只負責顯示，而把事務邏輯處理放在服務器端，從而充分發揮了服務器的強大作用，這樣一方面大大降低了對客戶端的要求，另一方面也把技術人員從繁重的維護升級工作中解脫出來，使維護人員不再為維護工作奔波于各個客戶機之間，每一次的軟件升級只需要更新服務器端程序即可。
三、系統設計
系統基本的網絡結構如圖1所示，系統實際運行時可以在此基本框架的基礎上進行擴展和變化。例如，為了提高系統的安全性，可以采用防火墻技術；為了提高系統的可靠性，可以采用存儲局域網或者網絡附屬存儲設備；并且系統邏輯處理、GIS服務、數據庫服務可以根據需要，集中或者分布在不同的硬件設備上。
圖1 系統工作方式示意圖
圖2 系統結構示意圖
系統結構如圖2所示，系統結構在第一個層次上分為信息維護、水質評價、基本GIS功能、信息查詢和專題地圖五個部分，根據各個部分的實際目標，可以進一部劃分，從而形成第二個層次上的結構。其中，信息維護是整個系統的基礎，水質評價是對基礎數據的進一步處理，信息查詢和專題地圖是對這些數據的應用，系統主界面如圖3所示。
系統數據庫包含了水質監控系統的基本屬性數據，根據需要系統數據表包括以下三類：
·基礎數據，存儲基本信息數據和監測數據，包括測站信息表、斷面數據表、地面水水質成果表、地面水環境質量標準表。在地面水水質成果表中包括以下監測項目：流量、水溫、PH值、懸浮物、總硬度、氯離子、溶解氧、高錳酸鹽指數、生化需氧量、氨氮、亞硝酸鹽氮、總磷、氰化物、砷、總汞、六價鉻、銅、鎘、大腸桿菌；
·結果數據，存儲對基礎數據的計算、評價結果，包括地面水水質年平均值表、地面水水質評價成果表、地面水年平均水質評價成果表；
·系統數據，系統用戶信息表用于存儲系統用戶信息。
圖3 系統主界面圖
四、功能模塊
系統各個功能模塊的簡要描述如下：
信息維護
在信息維護子系統中，能夠實現對各類信息的錄入、修改、刪除等功能。并且，在系統用戶對數據進行這些操作時，系統能夠辨別用戶對數據的操作權限，對未被授權的用戶拒絕其操作。
系統規劃三種用戶類型：系統管理員、數據庫管理員、普通用戶。一般用戶只能對信息進行查詢,不能修改或刪除數據; 數據庫管理員則可以對基礎數據進行錄入、修改及刪除;系統管理員除擁有數據庫管理員的權限外,可以添加或刪除用戶及對用戶授權。系統根據登錄用戶的類別進行判斷，只有具有權限的用戶才可以進行信息維護的操作，維護的內容包括測站信息、監測斷面信息、水質信息、水質標準和系統用戶信息。維護的方式是在Web上對以上信息進行瀏覽、添加、編輯和刪除，并由具有相應權限的用戶負責這些信息的維護工作。
水質評價
水質評價是水環境管理的重要組成部分，其目的是指出水體的污染程度，主要污染物質，污染時段、位置及發展趨勢。
本系統采用我國目前實際通用的評價方法，即根據水體用途，分別對照相應的水質標準，如地面水環境質量標準(GB3838-88)、地面水環境質量標準(GHZB1-1999), 選擇評價參數，評價河段各水質指標以及全指標能夠滿足何種類別的水用途，統計出超標污染物名稱及超標倍數，將評價結果存儲在地面水水質評價結果表中，并且形成評價成果表。地面水水質評價分為每測次水質評價和年平均水質評價。
基本的GIS功能
提供地圖的放大、縮小、漫游功能，對不同的地理信息如各種測站，提供分圖層分別顯示，實現地圖的打印預覽和打印。
地圖放大
對地圖上關心的位置進行隨意的放大瀏覽。 實現功能有兩種方式：一是在地圖窗口內點擊，則以點擊點為放大后地圖的中心點，地圖放大一倍；二是在地圖窗口內拖動畫出一矩形框，矩形框內的地圖便放大為整個地圖的窗口。
地圖縮小
可以對地圖進行隨意的縮小瀏覽，在地圖窗口內點擊，則以點擊點為縮小后地圖的中心點，地圖縮小一倍。
地圖漫游
對地圖進行漫游瀏覽，在地圖窗口內拖動鼠標，窗口內的地圖跟隨移動，使地圖上當前窗口范圍外的內容進入屏幕視野范圍。
全圖顯示
顯示整個地圖，執行命令后無論地圖是在放大或縮小的狀態，立即顯示全圖，即按地圖的外包矩形填滿窗口。
圖層控制
不同類型的地圖對象分布在各自的圖層上，可以對任意圖層進行顯示或隱藏。
保存圖形
對系統固有的及新生成的地理信息圖形按特定格式保存起來，使得當前地圖窗口內的地圖存儲為JPG或者PNG格式的圖片，可在其他應用程序中調用。
信息查詢
通過點檢索、站位名稱、站位編號的檢索，對各類水質信息進行查詢，查詢結果以表格、圖形的方式進行顯示。
查詢站網布設狀況
查詢監測斷面相關信息，在地圖窗口點擊測站空間點位置，即可以查詢到測站代碼、名稱、布設位置、設置時間、斷面照片等。
查詢測站位置
通過選定測站名稱或測站編碼，在地圖上查詢站點位置，將查詢的測站顯示在地圖區域的中心位置。
查詢分析區域環境質量狀況
利用水質監測成果和經過評價的監測數據信息，綜合分析區域內水環境在空間分布規律及隨時間變化的趨勢，并以各種表格、圖形方式直觀可視化地反映出來。通過選定測站、選定時間范圍、選定水質指標，系統將該處所有測次監測紀錄的水質指標濃度值和對應的水質評價類別，按時間順序，以表格和圖形的方式顯示查詢結果，從而了解某監測斷面上某個水質指標濃度和水質類別在時間上的變化趨勢。
專題圖制作
污染物濃度分布專題地圖
通過設定時間、選定水質指標，制作柱狀專題地圖，從而反映在同一時間某污染物在空間的分布態勢。按照時間類別，包括逐測次和年平均兩種方式，前者可以反映在特定時間上的污染物濃度空間分布態勢，后者可以反映年平均的污染物濃度空間分布態勢。
污染物評價類別分布專題地圖
通過設定時間、選定水質指標，制作柱狀專題地圖，從而反映在同一時間某污染物評價類別或者綜合評價類別在空間的分布態勢，在專題地圖上可以進一步查詢具體監測斷面上的污染物評價類別。按照時間類別，包括逐測次和年平均兩種方式，前者可以反映在特定時間上的污染物類別空間分布態勢，后者可以反映年平均的污染物類別空間分布態勢。
污染物評價類別時間變化趨勢專題地圖
通過選定時間范圍、選定水質指標，系統將該時間范圍內、該水質指標或者綜合評價各類別測次占總測次的百分比，制作成餅圖專題地圖。按照時間類別，包括逐測次和年平均兩種方式，前者可以反映在特定時間上的污染物類別占有比例，后者可以反映年平均的污染物類別占有比例。
污染物評價類別色彩渲染專題地圖
通過設定時間、水質指標或者綜合類別，將區<
