面向河流治理领域的中间件开发的几个关键问题

　　河流的治理一直是中华民族的一件关乎民生大计的大事，特别是近几年来，如何更好的治理河流更是我国政府特别关心的事情。随着各种检测机制的不断健全、数据的不断积累以及数字黄河等科研项目的实施，开发出适合中国特色的河流治理系统的任务已经迫在眉睫。

　　由于泥沙在河流治理方面的重要性，国际上很早就开展了现代化河流(流域)泥沙管理技术的研究，可追溯到计算机技术应用20世纪80年代初期。在这个不长的历史阶段，现代科学技术在传统水利上的应用发生突飞猛进的变化，河流(流域)管理的观念发生根本的改变，尽管世界各国的河流的自然条件千差万别，但实现河流(流域)的现代化管理，是世界各国发展和追求的共同目标。美国在流域管理方面可以说代表了当今国际发展的方向，其河流(流域)管理已达到国家的水平，流域水资源、泥沙资源及相关方面的管理是联邦政府资源的一个组成部分。根据河流(流域)的特点建立了各自的决策支持和模拟仿真系统。各系统的实现都是通过泥沙模型、水流计算模型、冲刷模型等多个数学模型共同作用，有效的对现实世界进行了仿真。现在这些系统已经成功的运用在美国科罗拉多流域和密西西比流域。

　　中国是一个多河流的国家，而且每条河流的自身特点也各不相同，因此河流治理系统的开发不可能也没有必要对每条河、每个流域都开发一个专用的系统。这个时候，中间件的特点刚好符合我们的需要。

　　中间件属于可复用软件的范畴，他的良好的复用性可以帮助我们快速的重用已有的通用功能模块。同时中间件屏蔽了底层的复杂性,如操作系统的多样性、复杂多变的网络环境、数据分散处理带来的不一致性问题等,使程序开发人员面对一个简单而统一的开发环境,减少程序设计的复杂性,将注意力集中在功能的实现上。这些特点使我们可以开发出一个通用的面向河流治理领域的中间件，对于不同的河流(领域)，我们只需在中间件的基础上进行二次开发，就可以快速的实现河流管理的信息化。

　　二、 河流治理领域的特点

　　河流治理领域的管理系统具备其独特的特点，即是一个管理上的信息化，同样也是一个地理信息系统，而且是一个空间信息可视化系统。正是由于这样的特点，他具备了各种系统的特点，例如存储的数据量大、访问的结果需要用图像来表示、交互性强、视觉效果要求高、以及需要具备知识发现能力等。

　　总的来说，以地理环境作为依托，强调的是地理认知与分析，透过视觉效果，探讨空间信息所反映的规律知识是河流治理系统的真正目的。

　　三、 关键问题阐述

　　通用的河流治理中间件应当至少包括以下几个功能：

　　1、 空间信息处理功能

　　针对河流治理这一个特殊的领域，中间件因能够实现对原始三维数据场的网格化，为后期空间模型体的绘制进行等值面抽取、层面和层块的几何构造。中间件的空间信息处理功能作为中件层，负责对数据库中间件提交的原始数据进行加工，形成便于显示的数据集，并提交给客户端。

　　2、 实现河流观测信息三维可视化

　　将多年来观测的数据数字化，利用三维可视化技术实现将数据重构为现实河流的虚拟仿真，直观清晰的显示数据，并使之具备基本的交互性。主要包括数据的三维体显示，剖面模型的显示，矢量图元的无失真、无级缩放的浏览，图象的光滑处理及坐标显示，河流的分层面、层块显示，河流区域的栅格显示，以及用户三维浏览交互功能的实现。

　　3、 动态反映河流状况

　　通过数据采集程序、网络和中间件实时的记录最新的河流泥沙淤积情况，并将其显示。包括动态河流剖面图，某区域动态状况直方图等。

　　4、 提供历史演变过程分析

　　将多年的河流数据通过可视化方法重构并进行比较，对其泥沙、水平面历史演变的过程进行分析。对多年的泥沙淤积图上相同位置的深值相减，得到淤积演变图，并以不同色标或不同的图案表示淤积的范围和等级。

　　5、 空间数据与属性数据的统一存储

　　由于河流治理中间件具有地理信息系统的特点，因此地理信息系统中不同类型数据的统一存储也是一个要解决的关键问题。

　　6、 海量数据管理及处理分析

　　由于三维空间数据的量很大，怎样对海量数据进行管理和空间离散数据的后期处理分析也是要研究的一个重要方面。

　　7、 大视区三维地形生成与浏览

　　大视区的河流地形生成，可以使决策者从总体的角度直观的对河流泥沙淤积、水位等问题进行研究和分析。

　　四、 结束语

　　上面所讲的只是一个通用的中间件所要具备的最基本的功能，但是对于不同的流域也要有不同的情况。这个中间件在设计的时候是参照黄河的特点完成的，因此对河流的泥沙淤积问题考虑的比较多。而且没有涉及到管理层的内容，希望大家可以在这个文章的基础上，继续研究。希望大家提出宝贵的意见。

原文转自：http://www.ltesting.net