基于GIS的地质灾害信息管理监控系统及其应用
孙志华1，侯恩兵1,2，陈 韬1,2，赵 超1,2
【摘 要】讨论了将GIS技术应用于地质灾害信息系统建设中的可行性，给出了建立地质灾害信息数据库的方法；同时研究了地质灾害的实时监控预警技术，并在此基础上设计开发了一套基于GIS的地质灾害信息管理监控系统。 【期刊名称】地理空间信息 【年(卷),期】2016(014)007 【总页数】3
【关键词】地理信息系统；地质灾害；监控预警
近些年来，崩塌、滑坡、泥石流等突发性地质灾害发生频繁，已严重威胁到民众生命财产安全，影响了社会经济的发展，制约了社会的可持续发展[1-2]。为了降低地质灾害带来的影响，国家已开展了大量工作来加强对地质灾害的预警和监控[3]；并充分利用现代科技，结合地质灾害的监测预警、灾情速报、信息发布等研发了高水平管理工作软件。但目前我国仍没有建立地质灾害信息数据库规范，调查结果多以Excel文档和纸质文档形式存储，不利于调查数据的分析使用。另外，很多现有的地质灾害信息系统因缺乏详细地图的参考，无法以空间位置为出发点展示和分析地质灾害的变化趋势；未能对地质灾害隐患点实施有效监控和预警。
空间位置是地质灾害的重要属性特征，而GIS是展现和分析空间信息属性特征的重要技术手段之一[4-5]。随着GIS技术的日益成熟,其强大的空间信息管理和分析功能可为地质灾害研究提供有力工具,使对地质灾害信息的管理和监控进入一个新的空间信息化时代[6-7]。综上所述，有必要将GIS技术引入到地质灾
害信息系统的建设当中去[8]。
1 总体设计
1.1 整体架构设计
本文设计的系统采用B/S分布式架构，分为数据层、应用层和客户层，结构体系如图1所示。系统功能的实现着重加强客户端的用户体验，利用ArcGIS API for JavaScript以及ExtJs开发富客户端应用，从而实现复杂的用户操作逻辑并具有较高的性能，无需安装任何客户端软件或浏览器插件，直接打开浏览器即可。
1）数据层，包括3个部分：对地质灾害专题属性信息和系统信息数据的管理；对背景地图数据如矢量、影像等地图服务的访问；对如气象、水文等相关部门发布的气象、水文等影响地质灾害发生的专题数据的访问。
2）应用层，细分为控制层、业务逻辑层和基本服务层。业务逻辑层是承载系统核心业务的层次，采用面向服务的架构（SOA）进行设计和开发。在业务逻辑层完成对地质灾害点的浏览、管理、查询、统计及预警的逻辑建模和对象封装。系统使用SOA技术进行服务封装和发布，空间数据和功能使用ArcGIS Server封装和发布。控制层面向客户端提供各种http接口。基本服务层主要完成系统内部的日志记录、消息传递等纵向业务逻辑。
3）客户层。随着计算机硬件技术的飞速发展，客户端的硬件性能越来越好，因此在设计客户层架构时，系统采用JavaScript和Html5表现技术，实现地质灾害预防监控系统的界面设计和逻辑控制。向下通过调用业务逻辑层提供的各类服务接口完成各模块设计的业务功能，将查询、结果表现等操作分布到客户层执行。此方案既可降低服务器的压力，又可减少客户端与服务器端的交互次
数，提高了客户端浏览与查询的速度。 1.2 功能模块设计
本文设计的系统功能如图2所示。
1）基础GIS功能，主要包括矢量/影像/三维地图的浏览切换、地图的放缩工具、长度和面积量测、地图标注及打印、隐患点查询结果在地图中的展示以及地质灾害隐患点专题数据的叠加。其通过二三维地图，结合GIS和地质灾害隐患点专题数据展现空间信息特征，使得各地质灾害的分布和属性信息在地图上一览无余。
2）地质灾害信息管理功能。普通用户可对地质灾害信息进行更新、新增、核销等操作，但这些操作必须通过管理员审核确认后才会生效。管理员有直接操作隐患点信息和审核的权限。
3）地质灾害信息统计分析功能。为了能客观反映地质灾害的区域性分布情况、地质灾害点的核销治理情况以及各灾种和灾情大小的分布情况，系统还需对各类型的地质灾害作不同侧重点的统计分析，以协助管理员发现一定的分布规律，为隐患点的治理提供辅助决策支持。
4）地质灾害信息实时监控功能。本系统还尝试在地质灾害易发区搭建实时监控设备，监控人员无需去现场即可观察周边环境和地质灾害区域的环境变化情况，既能保证监控的实时性，又能保证观察人员的人身安全。为了能进行动态扩充，系统需提供监控设备的接口，方便后期监控设备的动态接入；还需要提供监控画面的截图、历史录像的查询和云台的控制功能。
2 关键技术与创新
2.1 监控环境搭建与接入
基于GIS的地质灾害信息管理监控系统及其应用
