張國合

(浙江省第一地質大隊，浙江 杭州 310013)

一、引 言

各類各級突發(fā)事件都會不同程度、不同范圍地對社會造成危害，因此切實加強應急指揮及處置體系建設，對提高各級政府快速、及時地響應，準確把握事件狀況與評估信息，迅速判明事件的性質和嚴重性，啟動相關的處理流程進行處置等能力十分必要。電子政務應急服務平臺建設按照突發(fā)災害應急預案，形成平戰(zhàn)結合、統(tǒng)一調度的技術保障系統(tǒng)，構建起為減災救災指揮機關與各職能部門的信息化溝通渠道，形成規(guī)范化的“信息統(tǒng)一接報、分類分級處理、及時減災救助、事后反饋評估”的突發(fā)災害應急處置流程，切實有效地提升政府對突發(fā)事件的快速處置和應急指揮的綜合能力。近年來，雖然各級政府對電子政務應急服務平臺建設的工作已先后展開，然而對GIS在電子政務應急服務平臺中的應用尚缺乏系統(tǒng)的研究，鑒于此，系統(tǒng)根據電子政務應急服務平臺的地位和作用，結合GIS的功能，研究了GIS對電子政務應急服務平臺建設的支持。此外，系統(tǒng)還基于當前最新軟件工程技術及主流GIS軟件提供的設計和開發(fā)方法，設計開發(fā)了基于ArcGIS Server的電子政務應急服務平臺系統(tǒng)。

二、系統(tǒng)建設目標與內容

1. 系統(tǒng)建設目標

本系統(tǒng)建設需要實現(xiàn)的目標是：基于ArcGIS Server平臺，采用C#語言，開發(fā)一套集基礎數(shù)據的網絡發(fā)布、存儲、管理、檢索、緩沖區(qū)分析、最優(yōu)救援路徑分析、隔離區(qū)域分析、成果圖形生成及輸出為一體的政府應急指揮管理系統(tǒng)。系統(tǒng)收集城市已有基礎地理和專題信息資料，對照實際工作程序和應急預案，按數(shù)據庫規(guī)則進行相應的綜合、整理、篩選、歸納及轉換，建立完善的基礎地理庫、知識庫、模型庫和文檔庫等，為城市應急服務提供科學的數(shù)據和決策支持。

2. 系統(tǒng)建設內容

系統(tǒng)建設內容主要包括：數(shù)據庫、運行環(huán)境和軟件設計開發(fā)。

1) 數(shù)據庫建設包括基礎空間數(shù)據和應急要素專題數(shù)據庫?；A空間數(shù)據庫包括多比例尺(1∶500、1∶1000、1∶2000、1∶5000、1∶10 000)地形圖數(shù)據庫和多比例尺影像數(shù)據庫，按照國家標準建立起包括地形圖和影像的多尺度、多數(shù)據源空間數(shù)據庫；同時，將收集好的應急要素，如醫(yī)療衛(wèi)生設施、消防設施、大型水利設施、地質災害多發(fā)地、危險源分布、污染源分布、警力分布、人口分布等與應急突發(fā)事件有關的專題要素，按照不同的屬性要素要求，建立起基于空間數(shù)據庫的應急要素屬性數(shù)據庫。

2) 系統(tǒng)運行環(huán)境包括硬件設備的配置和系統(tǒng)運維及更新機制建設。硬件設備主要包括：數(shù)據庫服務器、應用服務器、圖形處理工作站、磁盤陣列、大屏顯示器、交換機等；系統(tǒng)運維更新機制主要包括：維護并記錄系統(tǒng)的正常運行、進行系統(tǒng)的軟硬件更新、維修及系統(tǒng)的功能升級、性能優(yōu)化、安全防護及數(shù)據定期更新機制建設等。

3) 軟件設計開發(fā)主要包括：項目的需求分析、系統(tǒng)總體結構設計、模塊設計、代碼編寫、系統(tǒng)測試、安裝調試及試運行等。

三、系統(tǒng)架構

整個系統(tǒng)以ArcGIS Server為平臺，采用數(shù)據層、邏輯層、應用層的體系架構，最低層為數(shù)據庫層，建立在服務器端，利用SQL數(shù)據庫，用于存儲系統(tǒng)所需的基礎空間數(shù)據和應急專題數(shù)據。中間層是邏輯層，也是功能組件層，通過C#語言利用ArcGIS Server及Slivelight API等功能組件及網絡交換接口，實現(xiàn)系統(tǒng)響應功能。最上層是系統(tǒng)界面的應用層，安裝在客服端，滿足電子政務應急服務系統(tǒng)的功能使用。圖1為整個系統(tǒng)采用的架構圖。

圖1 系統(tǒng)體系結構

四、系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

1. 數(shù)據庫設計

應急數(shù)據資源的主要特點表現(xiàn)為多部門、多源和異構。應急數(shù)據庫主要包括基礎空間數(shù)據和應急要素數(shù)據。根據地理信息分類與編碼標準、應急信息分類和編碼標準、數(shù)據庫表結構等相關國家標準和技術規(guī)范，對這些數(shù)據進行處理、分層、屬性編碼和空間索引設計將其入庫?；贏rcGIS的Personal GeoDatabase進行基礎空間數(shù)據庫的設計與建設，實現(xiàn)對不同比例尺地形圖和影像圖組織與管理。

2. 基礎空間數(shù)據庫

基礎空間數(shù)據是應急專題數(shù)據的基礎，主要包括：①境界層，包括境界線、面及注記層，存儲行政區(qū)劃及相關信息；②水系設施點、線、面及注記層，涵蓋各類水系及附屬設施要素的信息；③交通設施點、線、面及注記層，保留的交通各類要素的信息，形成路網層；④居民地及其附屬設施層；⑤工礦設施層；⑥地形地貌層；⑦植被覆蓋圖層等。

影像數(shù)據包括分辨率分別為15 m、2.5 m、1 m、0.2 m的遙感影像。

3. 應急要素數(shù)據庫設計

按照國家應急平臺體系省級應急平臺數(shù)據庫表結構規(guī)范(試行)、應急信息資源分類與編碼規(guī)范，結合實際，進行應急要素數(shù)據庫建設，包括重大危險源和風險隱患區(qū)、重點防護目標、應急機構、應急救援力量、應急專家信息、應急救援物資、應急醫(yī)療資源、應急通信資源、應急運輸資源、應急避難場所、重點污染源、監(jiān)測監(jiān)控站點等應急專業(yè)圖層；主要有醫(yī)療衛(wèi)生設施、消防設施、大型水利設施、地質災害多發(fā)地、危險源分布、污染源分布、警力分布、人口分布、學校、安置點、放空洞等應急要素的空間分布及其相關信息。

4. 系統(tǒng)軟件開發(fā)

電子政務應急服務系統(tǒng)建設基于多層架構開發(fā)的理念，采用ArcGIS Server+Silverlight +.NET平臺軟件開發(fā)模式搭建網絡富客戶端的業(yè)務運行系統(tǒng)。通過C#語言利用ArcGIS Server及SliverLight API實現(xiàn)系統(tǒng)功能，系統(tǒng)用戶界面設計在Silverlight體系結構下使用XAML編寫，采用.NET進行整個集成。

5. 系統(tǒng)功能實現(xiàn)

1) 電子地圖瀏覽：該模塊提供基本的地圖放大、縮小、漫游、快速定位、全圖等空間操作，同時提供鷹眼和視圖書簽管理工具；還可以動態(tài)設置地圖各圖層的顯示與隱藏，調節(jié)其透明度，以增強可視化表達效果。

2) 應急要素空間查詢：可方便高效地查詢基礎地理和應急設施的空間和屬性資料，以提高應急指揮效率。主要包括空間要素屬性查詢、模糊查詢、框選查詢、緩沖查詢、特定距離應急設施搜索等。

3) 應急態(tài)勢標繪：應急服務中需要在電子地圖上以多種方式標繪決策方案，為了繪制任意形狀且光滑的圖案，本文運用貝塞爾曲線的“皮筋效應”，按照數(shù)學曲線的程序化方法控制弧段的彎曲度。系統(tǒng)中實現(xiàn)了各類點狀、線狀和面狀符號的標繪及編輯，點狀符號以客戶端PNG圖片形式標繪事件，線狀和面狀符號以貝塞爾曲線繪制邊線，并輔以特定類型的填充。為了擴充標繪符號庫，利用Web handler服務上傳本機符號至服務器，再通過異步更新機制豐富客戶端應用。

4) 應急動態(tài)調度：根據歷史統(tǒng)計數(shù)據設置各條道路的通行狀況，依據事件類型和應急預案，結合警力、消防、醫(yī)院等各類救援力量，根據道路實時通行狀況，設定?？奎c和障礙點，利用路徑生成算法，獲取最優(yōu)的調度方案。?？奎c和障礙點個數(shù)可以任意設置，同時能夠詳細展示路徑中每一段的轉彎方向、通行里程和時間，也可以根據需要進行多目標和多路徑最優(yōu)調度。

5) 應急專題制圖：突發(fā)事件發(fā)生后，管理人員可以按照自定的過濾方式，以專題圖形式查看各個應急設施、學校、醫(yī)院等公共場所的資源分布情況，從而為救援措施的制定提供科學指導。

6) 應急事件處理過程記錄：在應急事件處理的同時，整個應急指揮處理的過程被實時記錄，還可以在系統(tǒng)上實現(xiàn)各類決策、批復及電子簽名，這些信息和數(shù)據被同步存儲到服務器中，以便存檔和查閱。

五、系統(tǒng)實現(xiàn)流程

系統(tǒng)的整體實現(xiàn)流程為：

1) 項目的需求調查、分析。通過需求調查、分析，進一步明確系統(tǒng)要實現(xiàn)的目標及要求，從而確定系統(tǒng)總體結構。

2) 軟硬件及開發(fā)工具的選擇。通過需求分析，明確其目標后確定要選用的軟、硬件平臺，形成系統(tǒng)研究開發(fā)環(huán)境。

3) 收集有關技術標準與規(guī)范。

4) 研究所用的多數(shù)據源的數(shù)據格式，分析其與本系統(tǒng)的數(shù)據接口。

5) 建立應急指揮基礎信息管理和設施管理信息系統(tǒng)，將傳統(tǒng)紙質資料信息化、統(tǒng)一化、可視化。

6) 以GIS強大的空間分析功能為支撐，研究建立緩沖區(qū)分析、最優(yōu)救援路徑分析、最近設施分析等GIS應用模型，建立系統(tǒng)所需方法庫、模型庫、知識庫及方案決策模型，并就相應的決策方案進行深入研究。

7) 系統(tǒng)應用程序開發(fā)，系統(tǒng)試運行。

8) 數(shù)據模型的檢驗與修正，用戶界面接口程序開發(fā)，完成系統(tǒng)建立工作。

六、結束語

基于ArcGIS Server的電子政務應急服務系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)改變了以往應急服務的傳統(tǒng)模式，以直觀豐富的位置信息和應急要素信息為應急服務提供準確的決策依據，以智能化的最優(yōu)應急資源和最優(yōu)路徑分析來輔助應急調度，更加方便、高效、快捷地實現(xiàn)了應急服務的信息化和智能化管理，使應急服務更加科學化，可顯著提高政府部門在面臨突發(fā)情況下的反應速度及處置能效。

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