基于GIS的地质灾害可视化信息系统设计与实现

种绍龙;

【摘 要】文中介绍了基于GIS技术建设甘肃省地质灾害可视化管理信息系统.利用GIS技术和网络技术实现全省地质灾害数据的管理,并可以建立一个通用、高效、开放的平台来管理、发布和共享这些空间数据,实现地质环境和地质灾害空间数据的集中管理、远程浏览查询、信息共享等功能.

【期刊名称】《矿山测量》

【年(卷),期】2012(000)002

【总页数】4页(P-67)

【关键词】地质灾害;GIS;可视化

【作 者】种绍龙;

【作者单位】甘肃省地质矿产勘查开发局测绘院勘查院,甘肃兰州730000;甘肃省地质矿产勘查开发局测绘院勘查院,甘肃兰州730000

【正文语种】中 文

【中图分类】P208

随着社会经济的快速发展，如何有效合理的对地质灾害进行预警预报，减少灾害中造成的人员伤亡及财产损失，提高地区公共安全的防护能力，已经成为社会经济可持续发展、全面建设小康社会的客观要求和各级部门的工作重点［1］。地理信息系统(GIS)是在计算机软硬件支持上，以采集、存储、管理、检索、分析和描述空间物体的定位及与之相关的属性数据，并回答用户问题等为主要任务的计算机系统［2］。

GIS在地质灾害中的应用最早始于20世纪80年代［3］，甘肃省在这方面发展相对滞后。地质灾害相关部门多年积累的地质调查、勘查和研究的海量地质环境和灾害数据的管理，目前主要还处于单机、封闭的系统形式，地质灾害信息化建设相对滞后［4］，导致数据信息的管理、更新和使用落后于社会对信息的需求，改变这种局面的主要技术途径就是建立一个通用、高效、开放的平台来管理、发布和共享这些空间数据，实现地质环境和地质灾害空间数据的集中管理、远程浏览查询、信息共享等功能［5］。

基于GIS的地质灾害可视化与信息管理已在地质灾害管理部门广泛应用。由于地质灾害的突发性与严重性，故应将GIS与地质灾害信息整合，利用GIS技术挖掘甘肃省地质灾害的分布特征等其他信息。

(1)系统的建设目标

甘肃省地质灾害可视化管理信息系统建设的目的是以甘肃省1∶50000基础地理数据和已有各行政区县的地质灾害数据为基础，结合GIS技术对全省地质灾害数据进行管理，

为防灾、减灾提供辅助决策服务。

①服务于地质灾害综合信息管理，实现地质灾害信息的检索与查询、数据统计、空间分析和制图输出等功能。

②基于防灾减灾平台提供的基础地理信息数据与功能服务，实现地质灾害信息资源统一管理、数据融合、数据共享，为防灾、减灾的宏观决策服务。

③利用该系统为我省地质灾害防治、灾害规律研究、工程建设规划、资源评价、生态环境保护和治理的决策分析提供依据。

(2)系统建设的技术路线(图1)

用户需求分析是软件系统建设过程中最重要的部分。在系统建设初期与用户的沟通和需求调研占用的时间也是系统建设中最多的阶段。通过需求分析调研收集用户对系统的需求信息，然后对系统进行总体设计、数据库设计与建设、系统开发，最后系统经过调试运行，提交用户后再对用户进行培训和系统的后期维护，不断去完善系统。

(3)系统体系结构

本系统采用基于Internet技术的网络服务(Web Service)模式的浏览器/服务器(B/S)体系架构构建，整个系统主要有硬件设施和各种功能性软件组成，其核心为软件的体系架构，如图2所示。在系统设计时将充分考虑系统的可用性、易用性、可靠性、高性能、可管理性、可维护性、可扩展性、安全性以及利用现有信息传输的网络资源。其运行的网络

体系结构如图3所示。它在结构上分为两部分。一部分是服务器端，另一部分则是客户端。

系统软件体系架构为B/S结构和C/S结构相结合的模式，其共分7个层次，即数据层、业务逻辑层、GIS支持层、技术方法层、工作流层、Web服务层、客户端，如图4所示。

①数据层

数据层主要负责空间数据、属性数据及其元数据的存储管理，包括各类数据、GIS平台、数据库平台等。业务逻辑层主要是响应用户的各种请求和查询操作，通过GIS平台及系统程序来实现。它是系统和数据库直接联系的部分，包括各种数据库和各种存储过程，实现部分业务逻辑。该层数据库是按功能逻辑划分的，物理上可将其中的几个合并为一个。使用户按照级别和工作领域管理各自的地质灾害综合信息。同时，需为其它应用系统(地质灾害灾情评估系统、快速响应系统)提供数据支持。

②GIS支持层

该层用于支持系统功能的实现，主要包括:a.空间数据处理，用于支持数据进行统计处理，以表格或统计图的形式表现;b.图形分析处理，用于空间数据的处理和分析;c.数学模型，用于支持各种分析评价。

③技术方法层

技术方法层由地质灾害预警预报系统、地质灾害灾情评估和地质灾害监测预警以及地

质灾害应急指挥的各类分析模型构成，形成技术方法组件库。

④业务逻辑层

业务逻辑层由和数据相关的业务规则组成，业务层通过标准SQL语句实现与存储过程和数据的通信。业务逻辑层可将各种业务规则包装形成业务逻辑组件库，待技术方法层和工作流层调用，而其计算形成的数据通过业务逻辑层返回到数据层里存储。

⑤工作流层

工作流层由各级部门对地质灾害防治管理、应急管理以及指挥决策的工作过程以工作流方式体现，并形成工作流组件库。

⑥Web服务层

Web 服务器采用ASP.Net、ADO.Net、.NET 组件技术集成系统功能，实现系统数据的采集、查询、分析、发布和维护等应用。

⑦客户端(人机交互层)

这是系统与终端用户的接口，用户通过IE(浏览器)，用人机对话的方式进行操作。

由于地质灾害防治工作是分省、市、县三级分级执行的，考虑到省、市、县各个层次的工作重点和需求不同，上述应用系统架构既考虑了省、市、县的子系统的相对，也

考虑了各个系统之间的联系。

(4)系统数据库建设

系统数据库主要的组成部分是地理空间数据库，地质灾害数据库和元数据库三部分。原始地质灾害数是分区县存储于access数据库中，按照地质灾害数据库的设计进行数据的无缝导入SQL 2005，提取建立不同地质灾害类型的数据表，形成系统的地质灾害空间数据库［6］。

本系统基于空间数据库系统，在三维GIS和WEBGIS等技术支撑下，通过建立各类空间仿真模型实现实时、动态的地灾模拟显示功能，并通过B/S网络发布形式来展示其功能。可实现全球统一坐标下，以“数字地球”为背景的任意飞行浏览、数据查询与分析。并结合应急调查、应急监测数据以及大比例尺地形图、高清晰遥感影像图等，能进行地质灾害仿真模拟、定位查询，为决策、指挥提供重要支持。

系统平台支持影像数据的处理和模型发布等一些基本功能。同时也能够解决大数据(TB级数据量)三维场景、模型、矢量的网络发布技术。系统具有完善的权限管理机制，能根据权限设置来控制网络中不同用户浏览的数据范围和内容。

系统主要分六大子模块，即数据维护模块、基础功能模块、查询功能模块、数据统计与分析模块、滑坡仿真模拟模块以及系统管理模块。

本文叙述了建立基于B/S结构的甘肃省地质灾害可视化管理信息系统建设。本系统主要任务是将地质灾害数据与基础地理数据进行整合，并实现二、三维一体化的地质灾害信

息查询与浏览。用户只要能够上网，就能通过浏览器方便浏览各类地质灾害点信息。本系统的建设解决了现有地质灾害数据与地理数据的融合问题，实现了地质灾害信息的GIS管理。

【相关文献】

［1］白晓华，王志荣，洪嘉祥.地理信息系统在城镇地质灾害防灾规划中的应用［J］.甘肃科学学报，2002，14(4):41－44.

［2］吴信才.地理信息系统原理与方法［M］.北京:电子工业出版社，2009.

［3］IanMaser，Harlan J.Onstud，Diffussion and Use of Geo－graphical lnformation［M］.Dordrecht:Kluwer Acalcmic-Publishers，1992.

［4］吴树仁，董诚，石菊松等.地质灾害信息系统研究——以重庆市丰都县为例［J］.第四纪研究，2003，23(6):683－691.

［5］彭颖霞，何贞铭，占辽芳等.基于GIS的省级地质灾害数据库设计与实现［J］.测绘与空间地理信息，2011，34(6):157－161.

［6］胡宝荣.基于MapGis的地质灾害数据库建设［J］.四川地质学报，2008，28(3):236－238.