1、水利数码通无线卫星定位图片采集系统2004 年 10 期全球定位 实时传输 高效管理水利数码通无线卫星定位图片采集系统综合利用多项现代高新技术，可将各类现场信息（图像信息与文字信息）实时传送到管理中心，并对这些信息进行自动高效管理。该系统在技术上填补了国内空白，经水利部成果鉴定整体达到了国内领先水平，它的推广应用有利于提高水利管理部门的决策速度和准确性。一、开发背景1、政策背景世纪之初，水利部党组提出新的治水思路，指出要解决水的问题，就必须从工程水利向资源水利转变，传统水利向现代水利、可持续发展水利转变。水利现代化的关键环节是水利信息化，其中水利信息化的重要基础工作之一便是信息源建设，水利管理
2、部门与决策者需要对管理对象进行全面与准确的了解，这就需要大面积的遥感卫星影像、局部的动态监控图像与静态图片以及大量的测量数据。此前，水利行业对现场定点图片的快速传输与管理有着巨大而迫切的需求，但还没有很好的技术手段，水利数码通的出现能很好地满足现场定位图片采集、实时传输的需求。2、技术背景现代水利要充分利用科学技术发展创造的有利条件，坚持用高新技术对水利传统行业进行技术改造，特别要注意采用计算机技术、微电子技术、现代通讯技术、遥感技术、地理信息系统、全球定位系统及自动化技术等；在水资源开发利用、防洪与减灾、节水型社会建设、水环境保护与生态建设、水电开发、水土保持、水利水电工程与管理、水利信息和
3、重大技术装备等方面开展科学研究与科技创新，为水资源可持续利用提供强有力的科学技术保障。科学创新模式现在强调由单项技术向技术集成转变，企业也应从单项信息化技术应用阶段逐步向多技术集成应用阶段发展，多技术集成是电子与通信产品的发展方向与潮流。水利数码通无线卫星定位图片采集系统集成多项高新技术，可以为水利管理与决策提供方便，它是一套由能采集、传输定位图片的系统终端产品和更加便利、高效的管理软件组成的管理系统。它的运用有利于水利管理部门提高管理的现代化水平和工作效率。二、工作原理1、系统组成水利数码通无线卫星定位图片采集系统由三个部分组成，第一部分为无线移动便携式信息采集终端（简称水利数码通） 。第二
4、部分为图片接收软件。将无线终端设备传来的各种图片、数据等信息进行接受处理，并自动存储到后台目录或数据库，便于其他应用系统调用。第三部分为基于 GIS 平台的信息查询管理软件。实现在电子地图上闪烁信息采集点具体位置的功能，用户只需点击该位置，就能看到现场图片信息和丰富的数据信息。2、系统创新点整合 DC 技术、GPS 技术、 GPRS 技术等多项高新技术，形成一体化的无线移动信息采集终端；结合 GIS 管理系统，形成一套完整的移动式实时信息采集和显示系统，能提高水利管理工作的实时性和科学性，这在国内尚属首创。3、系统示意图系统工作示意图水利数码通无线卫星定位图片采集系统采用全球定位技术（GPS）
5、 、无线传输技术（GPRS） 、数码摄像技术（DC） 、单片机技术（MCU） 、嵌入式操作系统技术（EOS）以及后台地理信息系统技术（GIS） ，利用无线通信和计算机互联网，将各种分布式的精确定位信息，如防汛险情地段的图片、抗旱数据信息、取水工程信息、水土流失信息、水事案件证据信息等，自动导入到指挥中心或办公室的服务器，并在服务器的地理信息系统（GIS）中清晰显示出来。高速智能地完成对实时现场信息采集传输存储显示的全过程。三、系统功能1、清晰拍摄图像“水利数码通”移动信息采集终端，内置 200-500 万像素的 CCD，具有 6 倍变焦功能，拍摄的图片清晰、分辨率高（最高可以达到 500 万像
6、素） 。同时具有自拍、近拍、影像回放等功能。2、精确定位定时“水利数码通”移动信息采集终端具有自动图片信息实时定位的功能，采用 GPS 导航型 OEM 模块，定位精度高（误差小于 15m） ，定时精确。3、手写文字输入数码通终端设备配备有写字板，支持简体中（GB2312） 、英文大小写字母、数字、符号、笔势以及部分繁体汉字和异体字的手写输入，巡堤人员、水政监察人员采集图片信息的同时可随时输入提示信息，并在图片右侧显示，操作简单，使用方便。4、无线实时传输水利数码通解决了无线实时传输的问题，使用终端设备拍照后，只需按传输键就可以实时将现场图片（带有 GPS 定位信息和文字信息）传输到指挥中心，很
7、好地满足水利管理所要求的时效性。5、自动高效管理水利数码通无线卫星定位图片采集系统的后台软件部分以多线程数据接收软件和基于GIS 平台的信息查询管理系统为基础实现高效管理，并可根据用户的需要量身定制，例如多线程数据接收软件、数据应用管理软件及工情会商软件结合，实现数据查询、网络发布、系统管理等功能，为工情会商提供支持。四、系统特点1、采集终端设备技术集成度高水利数码通图片采集终端设备，综合采用了目前比较成熟的高新技术，如基于微机操作管理系统的控制技术、卫星定位系统（GPS）技术、数码摄像（DC）技术、通用无线分组业务（GPRS）技术等，并将这些技术有效地集成在一起，形成了一台体积轻巧、携带方便
8、、操作简单的新型通信设备。2、采集到的图片信息集成度高通过水利数码通无线卫星定位图片采集系统采集到的现场的图片具有精确的时间信息、定位信息、备注的文字信息、某一个点的图片数量等，使图片信息集成度很高。3、系统对采集到的图片自动高效管理水利数码通无线卫星定位图片采集系统不仅解决了多线程接受等多项技术难题，而且管理系统对采集到的现场图片信息进行自动高效管理，并根据需要进行调用。可以实现对地图的新建、导入、编辑及放大、缩小、漫游、全图显示、数据刷新、信息查询、添加设备等功能。4、传输速度快该系统采用 GPRS 通信方式，并使用 TCP/IP 协议传输。相对其他通信方式，GPRS 服务具有“高速”和“
9、永远在线”的优点。同时相对于其他传输协议，TCP/IP 协议的传输速度是最快的。5、运行成本低廉从对采集终端要求来看由于水利数码通采用 GPRS 无线通讯技术进行信息传输，因此在使用前应配置 GPRS 卡；从对管理中心要求来看，由于采集信息的传输需要经过INTERNET 互联网进行传输，因此对于监测中心需配置一台能直接连接到互联网的计算机；同时该计算机应配置 SQL SERVER 数据库软件和所在地区的电子地图；另外从人员要求上看，由于采集终端设备操作与数码相机大致相同，因此对于采集终端的使用者只需要作简单的培训，没有过多要求；管理中心操作人员，只需要对计算机和水利数码通无线移动信息采集系统有
10、一定了解就可以了，总体运行成本很低。6.引入安全机制为保证使用过程中信息的安全性，系统设计过程中引入安全机制，以立足实用，保证重点、整体安全、有效管理、合理折衷、保障运行稳定为设计原则，采用用户权限和数据权限管理双重保障。在用户权限设计方面，除了采用操作系统级和网络层的常规安全措施外，在应用系统级通过建立一套严格的用户权限管理机制为所有用户分配合法的用户名和对应的登录密码以及相应的操作权限来保证数据的安全，并保证资源库系统不被非法用户访问。在数据权限管理方面，对所有使用资源库的用户，建立一套严格的权限管理机制，为每个授权用户设置用户名和口令，并赋予不同的访问权限，使其只能使用与该访问权限相符的
11、功能模块。保证监管系统不被非法用户访问。五、应用领域水利数码通无线卫星定位图片采集系统在水利行业的许多领域都可以应用，目前主要开发的应用领域包括：1.防汛抢险主要应用于汛期水情监测巡堤（坝）查险工作。巡堤（坝）查险人员在发现管涌、溃堤、塌方等险情、突发事件后，将险情地段的地理位置及现场的详细图片和数据信息及时传回指挥中心，并在中心屏幕上显示出来，为领导和专家提供分析决策依据，以便及时制定、实施合理的防汛抢险方案。2.旱情检测记录旱灾前的实际状况和旱灾发生后的受灾情况，结合其他旱情信息，为抗旱预案制定灾情分析、救灾措施的制定等提供依据。3.水政监察可将水事案件的发案时间、地点、现场相关证据等各种
12、信息实时地传回管埋中心服务器，并存入后台数据库，从而为水政监察提供科学的管理手段和强有力的法律证据。4.水资源管理对农业灌溉用水、工业用水和城市供水的取水工程进行有效监控，应用于取水许可管理、水污染突发事件处理、排污口调查与监控、河道水质巡查、污水处理监控等领域。水资源管理人员可利用水利数码通并配备相应的量水设备，定期（如年审）到取水口拍摄取水工程运行状况（包括 GPS 定位信息） ，如水位、取水量等，指挥中心可接收到取水口的图片和取水量等属性资料，并自动储存到系统后台数据库。这样可方便对各取水点的取水状况进行对比分析，从而实现对取水许可进行科学的管理。当发生水污染突发事件时，可利用水利数码通
13、并配以相应的污染物检测设备，及时将水污染地点、扩散情况、水质状况传回指挥中心，以便及时制定治理措施。5.水土保持可定期将水土流失点的现场或水土保持点的现场调查资料、GPS 定位信息，自动及时地传回管理中心的服务器，并存入后台数据库。通过对水土流失点现场信息的分析对比，并依据相关的属性数据，为水土保持管理提供直观的管理分析工具。 采用水利数码通监测不仅使遥感监测的重要补充，还可以与卫星遥感监测组成完整的动态监测系统。6.水利工程项目管理水利工程项目宏观监督管理：项目管理单位可记录拟建、在建或完工项目的信息，包括项目实地图片、项目位置等资料。为以后水利项目审批提供依据，避免重复投入，提高建设资金使
14、用效益。 水管部门日常运行管理：应用于水库、堤坝、闸、泵等水利工程的日常监测、维护工作，可定期将实时工情信息传回管理中心，并保存到管理中心数据库中，为水利工程的管理和维护工作提供实时和历史资料。 7.水库移民灵活采集移民地区的各种现场信息、GPS 定位信息、及时传回移民办的服务器，存入后台数据库。通过对现场信息的分析对比，并依据相关的属性数据，可为水库移民调查、淹没补偿估算、移民安置前后的状况对比提供直观的分析依据。 六、系统开发的意义1、可以弥补此前水利工情信息采集系统存在的技术缺陷水利工作需要采集的信息多种多样，既需要大面积的遥感卫星摄像，又需要局部的在线动态监控图像，更需要大量的局部静态
15、图片，同时还需要大量的文字信息。目前大面积的遥感卫星影像和局部的在线动态监控图像技术相对已经比较成熟，文字信息的采集技术已经很方便，但图片信息的采集，特别是需要采集方便、实时传输、图像清晰、定位精确、配合文字、自动管理的图片相对来讲就比较滞后。传统现场信息采集方式中，采集设备主要由 GPS 定位仪、数码相机、数码摄像机等组成，传输主要由笔记本电脑通过有线电话或无线上网等来实现；现场采集设备复杂，现场工作人员进行信息采集时，需要掌握所有设备的操作方式，操作麻烦，不易掌握。由于没有很好的技术手段， 国家防汛抗旱指挥系统一期工程对于水利工程现场信息采集系统的建设主要是采用定点固定监测的方式，通过建立
16、固定监测站，配置固定的监测仪器实现对部分重点水利工程的定点监测，但由于定点监测本身存在不能随时移动的弊病，直接影响了对水利工程的监测范围，导致监测数据信息不完整，不能全面反映水利工程的运行状况。为了弥补定点监测的缺陷，需要在进行定点监测的同时，通过建立移动式的水利工程现场信息采集系统，实现对定点监测设备不能监测范围的监测。水利数码通作为应用于水利工程现场信息采集的高新技术产品，其主要功能是实时获取现场信息，并实时发送到监测中心，能够完成对水利工程现场运行状况的监测，同时体积小、功能全，非常适于携带和操作，可以弥补水利工情信息采集系统存在的技术缺陷。2、有利于水利行业提高科学管理水平和工作效率水
17、利数码通无线卫星定位图片采集系统不仅是水利管理部门工作人员的可靠助手，更为专家会商、领导决策提供有力技术保障和数据支持，有利于提高管理的科学性与决策速度；通过水利数码通终端图片采集、传输现场图片信息并在后台实现自动高效管理，极大地提高了管理工作的效率。3、有利于提高水利投资的经济效益水利数码通无线卫星定位图片采集系统应用于工程建设项目管理中，可记录拟建、在建或完工项目的信息，包括实地图片、项目位置等资料。为以后水利项目审批提供依据，避免重复投入，提高水利资金使用效率。 4、可以减少人民生命财产损失近几年，我国洪涝灾害严重，泥石流发生频繁，给人民的生命财产安全造成了巨大的威胁与损失。由于缺乏更多
18、的技术手段，对现场实时信息掌握不够，不能为领导及专家决策提供有效依据，往往加大了灾害损失。水利数码通无线卫星定位图片采集系统的出现，决策者可以根据采集到的现场图片，同时结合其他各种有效信息进行综合分析，制定出有效的防灾措施，减少各种损失，保障人民生命财产安全。5、有利于改善生态环境，提高社会效益水土流失等生态环境的恶化是国内外共同面临的重大问题，为了最大限度减少损失，提高水土保持工作的效率，改善生态环境，国内外都投入了大量的人力、物力，利用各种高新技术，实现水土流失等的监测、分析的自动化。水利数码通无线卫星定位图片采集系统可以建立起全国水土保持监测系统，从而实现监测土地荒漠化造成水土流失的状况、及时掌握水土保持工程的建设状况以及进行水土保持预防监督。在节省人力、物力创造经济效益的同时，可以改善生态环境，提高社会效益。水利数码通无线卫星定位图片采集系统是北京新禹万融高科技有限责任公司和广东华南水电高科技有限责任公司联合开发的高科技产品，于 2004 年 2 月 18 日通过水利部科技成果鉴定，先后在全国 20 多个省、市、自治区完成图片采集工作并在水利厅局进行了推广与演示，普遍反映该系统效果很好。随着产品使用范围的加大，水利数码通无线卫星定位图片采集系统必将在各项水利事业中发挥更大的作用。
