面向地質(zhì)災(zāi)害的GIS系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

閆霈

摘要：該文基于筆者多年從事應(yīng)用災(zāi)害系統(tǒng)設(shè)計(jì)的相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)，以面向地質(zhì)災(zāi)害的GIS應(yīng)急指揮系統(tǒng)設(shè)計(jì)為研究對象，首先探討了項(xiàng)目建設(shè)的目標(biāo)和內(nèi)容，其次分析了項(xiàng)目總體的技術(shù)路線和總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最后給出了系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)思路，相信對從事相關(guān)工作的同行能有所裨益。

關(guān)鍵詞：GIS DEM 地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急

中圖分類號(hào)：TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）07（b）-0000-00

1 項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)

地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急指揮信息系統(tǒng)是針對地質(zhì)災(zāi)害防治過程開發(fā)的一個(gè)服務(wù)平臺(tái)。利用這個(gè)平臺(tái)，各個(gè)縣的災(zāi)害防治部門可以查詢到所有災(zāi)害點(diǎn)詳細(xì)信息，從而實(shí)現(xiàn)對災(zāi)害點(diǎn)的綜合管理。同時(shí)，還可以對災(zāi)害發(fā)生時(shí)的應(yīng)急預(yù)案進(jìn)行直觀快速展示，為災(zāi)前預(yù)警、災(zāi)時(shí)指揮、災(zāi)后救援提供直觀快速的解決方案.

2 項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容

根據(jù)該需求，該項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容包括如下方面：（1）市地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急指揮信息系統(tǒng)建設(shè)，包括市三維場景的建設(shè)、市地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急指揮信息系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)等；（2）市地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)庫的建設(shè)，包括市地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)數(shù)據(jù)庫的建設(shè)和市地圖數(shù)據(jù)庫的建設(shè)；（3）軟硬件環(huán)境建設(shè)，包括系統(tǒng)平臺(tái)所需的軟硬件環(huán)境的選擇和建設(shè)。

3 項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案

3.1 總體技術(shù)路線

該項(xiàng)目基于SKYLINE公司的三維平臺(tái)進(jìn)行建設(shè)，（1）先構(gòu)建三維地理空間平臺(tái)。對各類影像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理（正射糾正、融合、勻色），對基礎(chǔ)地理線狀要素進(jìn)行預(yù)處理（抽稀、去除偽節(jié)點(diǎn)等），對地名數(shù)據(jù)庫進(jìn)行分類、核對、更新，將上述數(shù)據(jù)以及DEM數(shù)據(jù)投影到統(tǒng)一數(shù)學(xué)基礎(chǔ)上，再使用Terra Builder 軟件對DOM和DEM進(jìn)行三維地形模型構(gòu)建，然后使用Terra Explorer Pro將三維模型、基礎(chǔ)地理要素層進(jìn)行疊加集成，形成三維基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)平臺(tái)。（2）地質(zhì)災(zāi)害專題數(shù)據(jù)庫建設(shè)：分析和研究“市地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)調(diào)查”數(shù)據(jù)成果。將地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)調(diào)查文檔數(shù)據(jù)進(jìn)行入庫，包括文字說明、坐標(biāo)、圖片等屬性，整合成為地質(zhì)災(zāi)害專題數(shù)據(jù)庫，并將災(zāi)害點(diǎn)按照坐標(biāo)屬性定位在三維地理空間平臺(tái)上。（3）地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警三維地理信息系統(tǒng)建設(shè)：按照國土局的需求，將各種災(zāi)害點(diǎn)的信息集成在三維地理信息系統(tǒng)上，并且可以進(jìn)行屬性的查詢，并完成相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)功能。技術(shù)路線如圖1所示。

圖1項(xiàng)目技術(shù)路線圖

3.2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)分為兩個(gè)層次，分別為數(shù)據(jù)層和應(yīng)用層。數(shù)據(jù)層為該系統(tǒng)所使用到的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)所使用的數(shù)據(jù)類型包括兩種，分別為文件類型的數(shù)據(jù)和SQL Server數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。其中文件數(shù)據(jù)包括地形數(shù)據(jù)和專題數(shù)據(jù)，專題數(shù)據(jù)包括一些word文檔，視頻資料等數(shù)據(jù)，地形數(shù)據(jù)為三維地形數(shù)據(jù)（MPT文件）。SQL Server專題數(shù)據(jù)庫中的各種數(shù)據(jù)包括各種地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)的各種信息。用戶可以通過基于“市地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急指揮信息系統(tǒng)”進(jìn)行瀏覽和各種操作。

4 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)功能包括基礎(chǔ)地圖操作功能、地質(zhì)災(zāi)害管理專題功能。基礎(chǔ)地圖操作功能包括多模式瀏覽、分析工具、各種量測。地質(zhì)災(zāi)害專題功能包括災(zāi)點(diǎn)管理、災(zāi)點(diǎn)查詢、地名查詢、屬性查詢、統(tǒng)計(jì)分析、實(shí)時(shí)通訊（預(yù)留）、用戶管理、日志管理。下面詳細(xì)描述系統(tǒng)的功能模塊。

該系統(tǒng)的軟件功能擬包含以下幾個(gè)方面。

4.1基礎(chǔ)地圖操作功能

（1）多模式瀏覽：給用戶提供靈活的地圖操作功能，可以對場景進(jìn)行縮放、旋轉(zhuǎn)、平移和漫游；（2）分析工具：系統(tǒng)提供坡度和坡向分析功能；（3）各種量測：為用戶提供各種量測功能。

4.2災(zāi)點(diǎn)管理

4.2.1導(dǎo)入：用戶可以將現(xiàn)有的災(zāi)害點(diǎn)的文本屬性信息導(dǎo)入到本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中。系統(tǒng)提供災(zāi)害點(diǎn)信息導(dǎo)入工具，用戶如果有文檔方式或者表格方式的地災(zāi)點(diǎn)信息，可以通過該功能實(shí)現(xiàn)地災(zāi)點(diǎn)的數(shù)據(jù)導(dǎo)入。

4.2.2增加：通過驗(yàn)證的用戶可以在三維地圖窗口的任意點(diǎn)添加地災(zāi)點(diǎn)，并且可以添加其屬性信息。

4.2.3修改：通過驗(yàn)證的用戶可以修改災(zāi)點(diǎn)的屬性信息。

4.2.4刪除：通過驗(yàn)證的用戶刪除地災(zāi)點(diǎn)。

4.2.5設(shè)置預(yù)警等級(jí)：通過驗(yàn)證的用戶可以設(shè)計(jì)災(zāi)點(diǎn)的預(yù)警等級(jí)。

4.2.6分類顯示：設(shè)置顯示范圍，導(dǎo)入該范圍內(nèi)的所有災(zāi)點(diǎn)。

4.2.7即時(shí)預(yù)案：災(zāi)害發(fā)生時(shí)對災(zāi)害點(diǎn)設(shè)置即時(shí)的應(yīng)急預(yù)案，該預(yù)案以fly方式保存。

4.3查詢功能

（1）災(zāi)點(diǎn)查詢。提供各種災(zāi)害點(diǎn)名的查詢，支持按政區(qū)查詢、按位置查詢、按編號(hào)查詢、按災(zāi)害等級(jí)、按預(yù)警等級(jí)查詢等多種查詢方式。（2）地名查詢。提供自然村以上地名的查詢。

5 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

該項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫可以選用SQL Server來存儲(chǔ)和管理，數(shù)據(jù)庫應(yīng)能方便系統(tǒng)維護(hù)和更新、利于發(fā)布和共享，同時(shí)能夠解決數(shù)據(jù)保密共享問題。

5.1數(shù)據(jù)庫內(nèi)容

該平臺(tái)涉及的數(shù)據(jù)包括如下幾種：基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、專題和維護(hù)數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)。

（1）基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)?；A(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)包括遙感影像，數(shù)字高程模型、境界數(shù)據(jù)、道路數(shù)據(jù)（全省省道以上的道路）、地名數(shù)據(jù)。

（2）專題數(shù)據(jù)。專題數(shù)據(jù)包括各種地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)數(shù)據(jù)以及各種應(yīng)急指揮數(shù)據(jù)。主要包括：1）地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)分布數(shù)據(jù)，包括1000多個(gè)地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)的分布情況，這些數(shù)據(jù)由市國土局提供；2）縣名、鄉(xiāng)鎮(zhèn)名、街道名、道路名、水系名、行政村名。

（3）屬性數(shù)據(jù)。屬性數(shù)據(jù)包括上述幾種專題數(shù)據(jù)相關(guān)的屬性。1）地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)的屬性包括其地理位置、災(zāi)害點(diǎn)類型，災(zāi)害點(diǎn)圖片、防治措施……等，同時(shí)，還包括多媒體信息；2）災(zāi)點(diǎn)即時(shí)預(yù)案的屬性信息包括指揮路線、撤離人員、救援物資等圖形和各種數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)同時(shí)和以及相關(guān)多媒體信息（包括圖片和錄像），以fly文件保存，并保存在數(shù)據(jù)庫中。

以上數(shù)據(jù)由該市國土局提供。

5.2數(shù)據(jù)庫模型

該項(xiàng)目的數(shù)據(jù)包括兩種類型，分別為基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)和專題維護(hù)數(shù)據(jù)?；A(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)包括DEN/DOM數(shù)據(jù)、矢量數(shù)據(jù)、mpt數(shù)據(jù)等；專題維護(hù)數(shù)據(jù)包括專題數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)維護(hù)數(shù)據(jù)等。

5.3數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)與管理

該項(xiàng)目的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)采用兩種方式，一種為文件方式，一種為數(shù)據(jù)庫方式。文件存儲(chǔ)方式包括Mpt；專題數(shù)據(jù)；矢量數(shù)據(jù)（如道路、境界、地名等）。數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)方式包括屬性數(shù)據(jù)，如文字、圖片、多媒體等；維護(hù)數(shù)據(jù)，包括個(gè)人信息、系統(tǒng)信息等。系統(tǒng)的mpt數(shù)據(jù)采用文件方式進(jìn)行管理，其他分層矢量數(shù)據(jù)、專題數(shù)據(jù)、都是通過fly文件進(jìn)行管理；屬性數(shù)據(jù)和系統(tǒng)維護(hù)數(shù)據(jù)通過SQL Server數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行存儲(chǔ)和管理的。

6結(jié)語

該文從項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)和內(nèi)容出發(fā)，分析了項(xiàng)目的技術(shù)路線和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，探討了系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)，為后期項(xiàng)目建設(shè)奠定了良好的基礎(chǔ)。

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