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湖泊是可复合利用的地表淡水资源,大型湖泊群不仅拥有防洪、灌溉、渔业等功能,而且对局地气候调节也有重要的影响。而城市湖泊的存在更是与人类生存和社会经济发展休戚相关,合理开发湖泊资源,维持湖泊生态系统稳定是社会经济发展的重要保障之一。武汉市东湖湖泊群过去与长江干流有着天然的水文联系,但随着自然环境的变迁和人类活动的影响,东湖湖泊群发生了以下改变:江河湖泊间的天然水文联系被切断,致使湖泊水体自净化能力降低;湖泊周边的人类活动打破了湖泊自然生态环境平衡,减少了营养物质的输出路径;湖泊区域工农业和城市生活污水排放量大,致使湖泊普遍呈现水体污染严重、富营养化状态。 针对日渐恶化的城市湖泊状态,为了满足东湖湖泊水体水环境改善、控制和减少湖泊污染物数量、保障市民饮用水质量的需求,武汉市筹建了引江济湖的生态修复连通工程。依托该工程对建立东湖湖泊群水质水量联合优化调控的理论体系和决策支持系统的实际需求,本论文设计并实现城市湖泊数字平台。城市湖泊数字平台设计目的是在分析和统计湖泊水资源总量计算、水质评估与预测、水质污染物分布等理论模型结果的基础上,利用GIS软件实现对湖泊信息的数值模拟和二维可视化再现,以数值模拟结果来验证模型计算的准确性,为决策者提供有力的决策支持。 为此,本文围绕城市湖泊水质改善工程的目标及实施方案,分析了基于城市湖泊生态修复工程决策问题而构建的城市湖泊数字平台的特点和需求,论述了基于ArcGIS Server平台的开发架构体系,研究了水质理论模型和ArcGIS Server技术的结合的二维可视化方法,并重点对多源异构数据的融合和空间数据的挖掘展开了研究工作。在此基础上提出了城市湖泊数字平台的设计方法和功能结构,并按照既定的设计方案实现了城市湖泊数字平台的集成工作,运用模型数值空间模拟仿真技术实现对大东湖水系湖泊群的基础信息和水质改善工程进行数字化展现。研究GIS技术方案并解决了将湖泊群的信息数字化虚拟展现的数据组织融合的难点和服务器优化关键技术,并将成果应用到决策支持系统中。