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基于WebGIS的地质灾害数据库系统的设计
作者：刘一哲 赵俊三
刘一荻
来源：《安徽农业科学》2015年第34期
摘要 基于对地质灾害及其WebGIS技术的认识和了解，结合目前国内外对地质灾害和WebGIS的研究现状，从WebGIS的特点出发，设计了基于 WebGIS 的地质灾害数据库系统，实现WebGIS对地质灾害数据的管理，实现数据管理、图层管理、地质灾害点的动态监测、用户管理4个功能，从而对地质灾害数据进行有效管理，方便用户获取数据。 关键词 地质灾害；地质灾害数据库；网络GIS
中图分类号 S127 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2015）34-326-02
我国是世界上地质灾害发生最频繁的国家之一，特别是近年来我国特大型地质灾害频发，引起国家、社会对地质灾害的重视。我国已在全国大范围开展了地质灾害调查工作，同时也建立起了相应的地质灾害数据库，然而目前对这些数据的管理存在很多的不足，大量的数据不能得到充分的利用，因此采用一种有效的数据管理机制和数据共享机制是很有必要的。笔者利用 GIS 数据管理的特性着眼于地质环境数据的高效利用，提出了建设地质灾害数据库管理平台的基本方法。 1 系统总体设计 1.1 系统需求分析
作为一个信息管理平台，地质灾害数据库系统鉴于其服务在具备专业性、社会性的同时还应具备高可靠性、扩展性以及可维护性，保证系统运行安全可靠的同时要求系统能够提供不间断的服务，考虑到系统的容错能力，在设计系统时应对不规范的操作予以限制，同时要采用灵活的系统构架，以便于不同的业务能够方便地扩展和对接，从而实现系统集成[1]。 1.2 系统总体架构
地质灾害数据库系统的功能模块按照其一般的基本业务流程分为以下几个方面：数据管理模块、图层管理模块、地质灾害点的动态监测模块以及用户管理模块[2]。系统总体结构见图1。
1.3 系统功能模块设计 1.3.1 数据管理模块。
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该模块包括：①数据的输入与编辑；②数据的浏览查询；③数据的输出。 1.3.2 图层管理模块。
通过该模块，用户通过查询工具查找需要查询的图层，选择该图层上的要素，获取选择要素目标，用户选择要素的属性信息会在列表中显示出来。用户还可以对自己感兴趣的数据进行查询，查询结果在图形上高亮度显示[3]。用户还可以通过模块对图层进行点、线、面要素的添加、删除等操作，也可对图层的要素进行缓冲区分析等功能。 1.3.3 地质灾害点的动态监测模块。
就当前地质灾害而言，动态监测系统模块主要为用户提供水位和位移的信息的显示，通过这一模块，用户可查看水位和位移的实时数据变化，保证了数据的时效性，为决策者提供可靠的数据信息[4]。同时，当水位或者移速超过危险值时，系统将发出紧急预警短信给用户，实现灾情预警功能。 1.3.4 用户管理模块。
通过注册成为系统用户，才可以使用系统，并进行相关管理。 2 数据库设计
该系统应用开发的项目包括地质灾害数据和专题数据2个主要部分。其总体架构见图2。 图2 地质灾害数据库系统空间数据库总体框架 2.1 地质灾害数据库
2.1.1 模拟预测功能。模拟预测功能不仅包括灾情模拟评价、灾情预测预报以及防治措施，还包含地理空间数据库的建立的基础工作以及空间分析的功能[5]。与其他系统相比，地理信息系统在空间数据的存储、分析、计算和成图显示方面的优势很明显。特别是对基于多源空间数据的地学专题信息的叠加处理，以及Fllter功能对多因子定量模拟分析和对因子间相互定量关系的分析研究方面，更凸显了处理能力的优势和高效率，对于受多种因素影响的地质灾害的定量仿真模拟和预测预报不仅具有重要的理论指导意义，同时也具有一定的实用价值[6]。
2.1.2 预发程度分析。首先对确定好的致灾因子进行易发程度分区赋值，求出致灾因子的敏感系数，再通过GIS空间分析功能将各致灾因子图层进行图层叠加，根据特定的加权综合算法求出叠加后的图层属性，得出综合易发程度值，从而实现易发程度计算机自动化分区。
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2.1.3 实时动态分析。通过SAR卫星和光学卫星第一时间对受灾当地进行卫星遥感和光学影像拍摄，对原始遥感影像在进行去云处理后，进行正射校正影像增强遥感影像融合以及镶嵌和裁切等工作，从而得到符合要求的正射遥感影像；在此基础上结合测绘单位的等高线以及高程点的信息，最后在三维可视化技术的支撑下利用专业制作软件制作出三维遥感图像模型，生成三维灾区效果图[7]。通过这些图片，不仅能够让人们及时动态地了解受灾当地实际情况，从而做出及时合理的安排，减少人员及财产的损失，而且更为以后的受灾重建工作奠定了坚实的基础。
2.1.4 危害性评价。GIS技术分析基于GIS 收集、分析空间数据的能力，将平时工作收集到的离散数据点进行梳理，生成系列图件和模拟地图，进而实现空间检索与分析、属性数据的查询与调用、数据计算、数学模拟以及不同图层之间的叠加、复合、分解分析等。虽然GIS的基本功能不包含地质灾害定量评价，但是它依然能提供定量评价所需的支持。在构建地质灾害危险性评价数据库、地质灾害危险性评价知识库和危险性评价数字环境模型的基础上，利用GIS提取主要的危险性评价指标、对各类因子进行分级和赋权，同时与其他评价方法和模型结合进行分析，达到对地质灾害危险性进行评价或区划的目标[8]。 2.2 专题数据库
专题数据库是数据内容侧重于某一专题的数据库。常针对某种专业该应用而建立。系统的地质灾害专题数据库是针对地质灾害方面的数据而建立的，所以应由土地利用现状图、地质灾害隐患点、监测站点、降水量、预报、监测站点与大型地质灾害点之间距离、 水文、地质灾害易发区等与地灾有关的数据组成。 3 系统部分实现 3.1 数据服务
通过封装成WebService 的形式来实现地质灾害数据库系统的数据服务。该研究中服务端所提供的数据服务主要有基本服务、数据服务、功能服务3种类型（图3）。 图3 地质灾害数据库系统数据服务
数据层为地质环境数据库系统提供数据，即数据源，包括基础地理信息数据、地质灾害数据以及相关的多媒体或者其他文档。由MapGIS的空间数据引擎读取管理在Oracel数据库中的数据。空间数据库分为以空间数据库为传统的矢量影像数据，以及MapGIS K9缓冲处理过程中的还存库2种形式，同时还以文件的形式将非结构数据存储在服务器的硬盘中[9]。 3.2 用户登入验证服务
基于WebGIS的地质灾害数据库系统的设计
