徐巖巖（陜西省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站，陜西西安710054）

GIS支持下的地質(zhì)災(zāi)害防治信息平臺建設(shè)

徐巖巖
（陜西省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站，陜西西安710054）

針對陜西省當(dāng)前地質(zhì)災(zāi)害防治工作中存在的問題，提出了以GIS技術(shù)為系統(tǒng)基礎(chǔ)，選用B/S開發(fā)模式，以C#作為開發(fā)語言，設(shè)計了基于GIS、數(shù)據(jù)庫及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的陜西省地質(zhì)災(zāi)害防治信息平臺，實現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急管理、群測群防動態(tài)更新、地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警信息反饋、短信發(fā)布、動態(tài)監(jiān)測及數(shù)據(jù)上報權(quán)限管理等功能。結(jié)果表明，該系統(tǒng)運行效果良好，極大的提高了地質(zhì)災(zāi)害相關(guān)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、一致性及信息實時發(fā)布與數(shù)據(jù)共享能力，為防災(zāi)減災(zāi)工作提供強有力的基礎(chǔ)支撐。

地質(zhì)災(zāi)害；GIS；信息化；數(shù)據(jù)庫

引言

陜西省位于中國西北地區(qū)東部，受特殊的地質(zhì)環(huán)境、多變的氣候及不合理的人類工程活動加劇等因素的綜合影響，地質(zhì)災(zāi)害極為發(fā)育。為此，陜西省積極開展地質(zhì)災(zāi)害防治工作，一方面推進(jìn)地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查與群測群防隱患點動態(tài)更新等工作，摸清家底；另一方面通過汛期值班、應(yīng)急演練、宣傳培訓(xùn)、排查巡查等，提高突發(fā)地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急預(yù)案的可操作性，同時對重大地質(zhì)災(zāi)害隱患點進(jìn)行工程治理、對地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)進(jìn)行預(yù)報預(yù)警，多種手段保障人民群眾的生命財產(chǎn)安全。但這些數(shù)據(jù)資料分散、凌亂，尤其在數(shù)據(jù)的更新與上報、存儲與管理、統(tǒng)計與查詢、分析與應(yīng)用等方面十分困難。

從近年來信息化建設(shè)的情況來看，WebGIS（網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)）越來越多的應(yīng)用到各行各業(yè)，它是利用Internet技術(shù)來擴展和完善GIS的一項新技術(shù)，其核心是在GIS中嵌入HTTP標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用體系，采用多主機、數(shù)據(jù)庫進(jìn)行分布式部署，通過Internet/Intranet實現(xiàn)互聯(lián)。文章基于WebGIS和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立了陜西省地質(zhì)災(zāi)害防治信息平臺，實現(xiàn)Internet環(huán)境下的地質(zhì)災(zāi)害信息管理、發(fā)布、共享和互操作，完美解決傳統(tǒng)方式上報、存儲、管理和應(yīng)用中的難題，實現(xiàn)數(shù)據(jù)一體化、集成化及信息綜合化和成果可視化，切實保證地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、一致性、完整性，加強為防災(zāi)減災(zāi)服務(wù)的快速響應(yīng)機制［1，2］。

1　現(xiàn)狀及存在問題

1.1地質(zhì)災(zāi)害防治工作分析

陜西省地質(zhì)災(zāi)害防治工作一般涉及省、市、縣三級相關(guān)管理部門，尤其是市、縣地質(zhì)災(zāi)害管理部門往往工作在地質(zhì)災(zāi)害管理與防治第一線，隨著地質(zhì)災(zāi)害防治工作的推進(jìn)和深入，這些部門積累了大量資料，但存儲、管理與查詢十分困難，迫切需要統(tǒng)一整合這些數(shù)據(jù)，使它們能真正的用起來。因此，如何組織管理這些多源異構(gòu)的海量數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)動態(tài)更新管理、信息快速傳遞是地質(zhì)災(zāi)害防治平臺需要解決的問題。從以下三方面分析當(dāng)前地質(zhì)災(zāi)害防治工作的現(xiàn)狀。

（1）數(shù)據(jù)資源：平臺建設(shè)涉及到的數(shù)據(jù)主要有覆蓋全省的1：10萬縣（市）普查數(shù)據(jù)和部分1：5萬縣（市）地質(zhì)災(zāi)害詳查成果（包括空間圖形數(shù)據(jù)和非空間屬性數(shù)據(jù)），以及地質(zhì)災(zāi)害月報、專業(yè)監(jiān)測與群測群防等非空間數(shù)據(jù)。（2）信息系統(tǒng)建設(shè)：近年來，國家、省、市、縣等相關(guān)部門根據(jù)自身業(yè)務(wù)開發(fā)了相應(yīng)的信息系統(tǒng)，提高工作效率，但也存在不少問題：一方面，由于這些系統(tǒng)甚少顧及數(shù)據(jù)的一致性與關(guān)聯(lián)性，各自單獨開發(fā)甚至是重復(fù)開發(fā)造成浪費；另一方面，因前期需求調(diào)研不足或業(yè)務(wù)變化又未更新升級，導(dǎo)致部分系統(tǒng)已經(jīng)停用或很少使用。（3）信息標(biāo)準(zhǔn)化：目前應(yīng)用的有國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)要求（主要是國土資源部、中國地質(zhì)調(diào)查局、中國地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院等印發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)）、地方標(biāo)準(zhǔn)（陜西省印發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)）及法律法規(guī)等，信息標(biāo)準(zhǔn)化程度較低。

1.2存在問題分析

當(dāng)前地質(zhì)災(zāi)害防治工作主要存在以下三方面的問題。（1）管理難。地質(zhì)環(huán)境數(shù)據(jù)覆蓋面較廣，數(shù)據(jù)大多分散保存在各相關(guān)業(yè)務(wù)部門，不能及時匯總；另外，數(shù)據(jù)冗余度大，易導(dǎo)致數(shù)據(jù)不一致，而且沒有詳細(xì)的數(shù)據(jù)說明或數(shù)據(jù)描述。（2）更新難。主要是指地質(zhì)災(zāi)害月報、災(zāi)險情速報以及地質(zhì)災(zāi)害隱患點群測群防動態(tài)更新，往往以傳真或者excel表上報，無法控制數(shù)據(jù)格式，亦不能保證數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性、準(zhǔn)確性和一致性。（3）使用難。①查詢檢索難：沒有完善的數(shù)據(jù)庫致使查詢檢索效率低下。②統(tǒng)計分析難：數(shù)據(jù)采集、匯交、檢驗的標(biāo)準(zhǔn)不同，由于數(shù)據(jù)多源多尺度性不能有效兼容，進(jìn)而影響綜合分析的進(jìn)行。③數(shù)據(jù)挖掘難：數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)度極低，難于提取數(shù)據(jù)隱藏信息。④數(shù)據(jù)共享難：沒有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式和數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)，難以實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與交換。

2　地質(zhì)災(zāi)害防治信息平臺建設(shè)

2.1系統(tǒng)分析

系統(tǒng)總體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分為內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)，內(nèi)網(wǎng)系統(tǒng)運行在國土部門的專門局域內(nèi)網(wǎng)中，外網(wǎng)系統(tǒng)運行在外部互聯(lián)網(wǎng)中，內(nèi)外網(wǎng)系統(tǒng)物理隔離，避免重要數(shù)據(jù)泄露的可能性，確保數(shù)據(jù)安全；另外，采用分布式對象技術(shù)，通過數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、Web服務(wù)器、GIS服務(wù)器協(xié)同工作，管理海量地質(zhì)災(zāi)害動態(tài)數(shù)據(jù)，并且充分利用SOA體系架構(gòu)，提高系統(tǒng)平臺的可擴展性。

根據(jù)陜西省地質(zhì)災(zāi)害防治工作自身業(yè)務(wù)實際及特點分析，工作業(yè)務(wù)主要涉及地質(zhì)災(zāi)害汛期值班管理、災(zāi)險情速報、地質(zhì)災(zāi)害月報報送與統(tǒng)計、應(yīng)急預(yù)案查詢、地環(huán)文件管理、氣象預(yù)報預(yù)警反饋、群測群防隱患點動態(tài)更新與管理、短信發(fā)布、災(zāi)害點動態(tài)監(jiān)測、以及數(shù)據(jù)上報權(quán)限管理等；而且由于省市縣管理部門職能與分工的不同，需要實現(xiàn)省市縣三級不同權(quán)限的用戶登陸及操作功能，針對不同的個人能創(chuàng)建不同操作級別的用戶；系統(tǒng)的操作界面盡量符合以往的日常工作流程，便于用戶掌握使用；實現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害等信息的更新、查詢、分析和發(fā)布瀏覽等，實現(xiàn)以地質(zhì)災(zāi)害隱患點為基礎(chǔ)的一體化聯(lián)動查詢與顯示，準(zhǔn)確提供實時、全面的信息管理服務(wù)。

2.2系統(tǒng)設(shè)計

2.2.1邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)總體分為數(shù)據(jù)層、邏輯層與應(yīng)用層三層架構(gòu)，其中數(shù)據(jù)層包括標(biāo)準(zhǔn)化后的空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)等，為系統(tǒng)提供基本的數(shù)據(jù)服務(wù)及服務(wù)接口；邏輯層包括GIS服務(wù)層和系統(tǒng)功能層，提供底層GIS管理服務(wù)，實現(xiàn)對底層數(shù)據(jù)的訪問以及對圖形數(shù)據(jù)的發(fā)布和訪問；應(yīng)用層是系統(tǒng)的主要應(yīng)用模塊，面向省市縣三級用戶，通過互聯(lián)網(wǎng)訪問系統(tǒng)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)更新、查詢、統(tǒng)計、分析與管理等工作［3］。

2.2.2物理架構(gòu)設(shè)計

從物理結(jié)構(gòu)設(shè)計上，系統(tǒng)也采用了三層架構(gòu)方式，分為顯示層、處理層和數(shù)據(jù)層。其中顯示層用于用戶界面顯示和操作等，處理層即業(yè)務(wù)層，為構(gòu)造業(yè)務(wù)對象和調(diào)用數(shù)據(jù)層組件從數(shù)據(jù)庫中獲取數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)層，負(fù)責(zé)將存儲在數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)公開給處理層。訪問系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)都需要通過ArcSDE應(yīng)用服務(wù)器來完成。

2.2.3業(yè)務(wù)子系統(tǒng)及功能模塊設(shè)計

地質(zhì)災(zāi)害防治信息平臺主要有應(yīng)急管理、氣象預(yù)警反饋、群測群防動態(tài)更新、動態(tài)監(jiān)測、短信發(fā)布及數(shù)據(jù)上報權(quán)限管理等6個業(yè)務(wù)子系統(tǒng)以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)更新、查詢、統(tǒng)計與管理等功能模塊（見圖1）。

圖1　業(yè)務(wù)子系統(tǒng)及功能模塊

應(yīng)急管理子系統(tǒng)：市級用戶主要通過此系統(tǒng)進(jìn)行汛期值班簽到（上報值班人、帶班領(lǐng)導(dǎo)及有無災(zāi)險情等信息）、災(zāi)險情速報、應(yīng)急預(yù)案查詢、地環(huán)文件下載和上報地質(zhì)災(zāi)害月報，其中月報內(nèi)容包括該市當(dāng)月所進(jìn)行的應(yīng)急演練、宣傳培訓(xùn)、排查巡查、防治項目進(jìn)展及所發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情等，除宣傳培訓(xùn)外，應(yīng)急演練等其他工作基本都在當(dāng)年的地質(zhì)災(zāi)害隱患點上進(jìn)行，該數(shù)據(jù)庫與群測群防數(shù)據(jù)庫緊密關(guān)聯(lián)。省級用戶則偏重于查詢、統(tǒng)計與管理，并可導(dǎo)出相應(yīng)的excel統(tǒng)計表格。

氣象預(yù)警反饋子系統(tǒng)：主要有省市級和個人用戶（負(fù)責(zé)預(yù)警審批的領(lǐng)導(dǎo)），主要流程是氣象預(yù)警/領(lǐng)導(dǎo)登陸簽批/發(fā)布預(yù)警成果，在災(zāi)險情發(fā)生后，市級用戶登陸系統(tǒng)反饋該災(zāi)點是否發(fā)生在預(yù)報區(qū)內(nèi)，以驗證預(yù)報的準(zhǔn)確率。

群測群防動態(tài)更新子系統(tǒng)：有省市縣三級用戶，省市兩級用戶重在統(tǒng)計分析與管理，縣級用戶則在規(guī)定時間內(nèi)更新（主要是新增、刪除和編輯）該縣內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害隱患點一覽表及工作明白卡、避險明白卡和防災(zāi)預(yù)案表等。

動態(tài)監(jiān)測子系統(tǒng)：接收并分析鎮(zhèn)安縣商貿(mào)街等滑坡、地裂縫的自動化監(jiān)測數(shù)據(jù)，一旦出現(xiàn)異常，則發(fā)出報警提示。

短信發(fā)布子系統(tǒng)：實時存儲各市縣地質(zhì)災(zāi)害隱患點群測群防監(jiān)測人及責(zé)任人和聯(lián)系方式等，并可自定義建立相應(yīng)群組聯(lián)系人和短信模板，通過短信單發(fā)或群發(fā)，及時向相關(guān)人員發(fā)送預(yù)警信息、防治信息等。

數(shù)據(jù)上報權(quán)限管理子系統(tǒng)：群測群防動態(tài)更新和地質(zhì)災(zāi)害月報報送均具有時限性，由此來限制市縣用戶進(jìn)行新增、刪除、編輯等更新操作。

2.3數(shù)據(jù)庫建設(shè)

2.3.1數(shù)據(jù)處理

目前的空間數(shù)據(jù)多為WT、WL、WP格式的點線面數(shù)據(jù)，而當(dāng)前地質(zhì)環(huán)境信息化建設(shè)要求使用具有通用性和兼容性的ArcView Shape格式，要進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換；其次，由于數(shù)據(jù)的多源性，要對數(shù)據(jù)進(jìn)行投影坐標(biāo)及比例尺變換，才能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的疊加套合和共享。對于非空間數(shù)據(jù)即屬性數(shù)據(jù)而言，開發(fā)相應(yīng)的入庫工具一鍵式入庫。空間數(shù)據(jù)（主要是災(zāi)害點）通過統(tǒng)一編號關(guān)聯(lián)屬性數(shù)據(jù)表格，包括群測群防一覽表、兩卡一表、應(yīng)急演練、防治項目等。

2.3.2數(shù)據(jù)庫設(shè)計

該平臺系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫主要是屬性數(shù)據(jù)庫，用于存儲相關(guān)表格，空間數(shù)據(jù)主要是基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)即天地圖（陜西節(jié)點）。非空間數(shù)據(jù)主要包括應(yīng)急調(diào)查數(shù)據(jù)庫、值班數(shù)據(jù)庫、專業(yè)監(jiān)測以及群測群防數(shù)據(jù)庫等，數(shù)據(jù)庫設(shè)計遵從關(guān)系數(shù)據(jù)庫建設(shè)的基本原則，根據(jù)不同災(zāi)害的特點將包含重復(fù)數(shù)據(jù)的表拆分成若干個沒有重復(fù)的表，建立表與表之間的關(guān)系，通過一對多的關(guān)系，實現(xiàn)記錄查詢與檢索［4］。

2.4標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)

2.4.1標(biāo)準(zhǔn)化的意義

標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)是整合和集成地質(zhì)環(huán)境數(shù)據(jù)資源的基礎(chǔ)。在已有的地質(zhì)環(huán)境規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)定的基礎(chǔ)上，制定地質(zhì)災(zāi)害名詞術(shù)語代碼字典、系統(tǒng)開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)及數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)等。首先，統(tǒng)一、規(guī)范和科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)體系，是實現(xiàn)全省乃至全國地質(zhì)災(zāi)害業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)交換、資源共享和對接的前提；其次，有利于避免重復(fù)開發(fā)，易于系統(tǒng)的移植和推廣；最后，有利于提高信息系統(tǒng)的可靠性和易維護(hù)性，從而提高應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)質(zhì)量。

2.4.2標(biāo)準(zhǔn)化的內(nèi)容

首先是地質(zhì)信息分類編碼標(biāo)準(zhǔn)化，對于已有標(biāo)準(zhǔn)可以遵循的，盡量直接引用或參考引用。目前有國家標(biāo)準(zhǔn)以及中國地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院的地質(zhì)環(huán)境元數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)文件字典等，另外，在信息平臺建設(shè)過程中，也制定了陜西省的兩個數(shù)據(jù)字典，即群測群防動態(tài)更新一覽表和應(yīng)急調(diào)查表。其次是信息系統(tǒng)開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化，主要是在系統(tǒng)開發(fā)中遵守統(tǒng)一的系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范、程序開發(fā)規(guī)范和項目管理規(guī)范。最后是信息交換接口標(biāo)準(zhǔn)化，對信息系統(tǒng)內(nèi)部和信息系統(tǒng)之間各種接口方式以及信息系統(tǒng)輸入和輸出的格式制定規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。

3　結(jié)論

地質(zhì)災(zāi)害防治信息平臺集成了空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，目前系統(tǒng)已經(jīng)入庫2015年地質(zhì)災(zāi)害相關(guān)數(shù)據(jù)。在此期間，通過省市縣用戶多次使用，發(fā)現(xiàn)問題并及時反饋、修改與完善，目前該系統(tǒng)界面友好、易學(xué)易操作，而且響應(yīng)速度、處理效率、可靠性和穩(wěn)定性等都比較好。該平臺既可有效的對各類地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)進(jìn)行更新與上報、存儲與管理、查詢與統(tǒng)計分析，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、一致性、完整性等具備GIS的一般性能，又具有較強的地質(zhì)環(huán)境信息管理特色，為防災(zāi)減災(zāi)決策提供強有力的數(shù)據(jù)支撐，今后工作中將進(jìn)一步豐富地質(zhì)災(zāi)害相關(guān)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，使系統(tǒng)更實用更完善。

［1］吳叢叢，褚志遠(yuǎn).GIS支持下的地質(zhì)災(zāi)害信息管理系統(tǒng)構(gòu)建［J］.地理空間信息，2013，11（5）：113-117.

［2］王波，李娜.基于ArcGIS的地質(zhì)資料管理與應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)［J］.測繪與空間地理信息，2013，36（5）：108-110.

［3］葉菁，李芳.云南省省級地質(zhì)環(huán)境信息化應(yīng)用模式探討［J］.國土與自然資源研究，2014（5）：48-50.

［4］熊金案.地質(zhì)災(zāi)害防治信息管理系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)［J］.地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù)，2013，24（1）：80-83.

（2016-01-14收稿袁海峰編輯）

Construction Geological Hazard Prevention and Control Information System Based on GIS

XU Yan-yan
（Shaanxi Institude of Geo-Environment Monitoring，Xi'an 710054，China）

Against the problems existed in the current geological disaster prevention and control work，The article puts forward the system based on GIS，Choosing B/S development model，With c# as development language，establishing the platform of shaanxi province geological disaster prevention technology platform based on GIS，database and Internet information.The system implements the emergency management，Group of measuring control dynamic updates，meteorological warning feedback，Professional monitoring and data reporting rights management.The results show that the system improves the data accuracy，consistency and information real-time publishing and data sharing capabilities，and provide strong data support for disaster prevention and mitigation work.

Geological disaster；GIS；Informationize；Database

TP2；P694

A

1003-7853（2016）01-0057-03

徐巖巖（1987-），女，河南周口市人，碩士，助理工程師，從事地質(zhì)環(huán)境信息化建設(shè)及地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警工作。