云南昭通市群测群防信息管理系统W ebGIS平台的应用

任 涛，阮 俊，丁鸿弼

（水文地质环境地质调查中心，河北 保定 071051）

1 系统研发背景

近年来，在我国西南部地质灾害多发地区，滑坡、泥石流等地质灾害对人民生命财产造成了严重损害。为了预防地质灾害的发生，国土资源部地调局开展了多项针对区域地质灾害的监测及治理工作。其中，“群测群防监测技术的研发和示范”项目在地质灾害监测工作中发挥了巨大的作用。而在项目开展过程中，群测群防各种监测仪器的系统管理和数据的及时传输、查看就成了很重要的问题。为了使地方管理人员更好的使用和管理群测群防预警监测仪器，项目组研发了基于B/S结构的群测群防预警信息管理系统，经过调查和对比，最终系统采用服务式 WebGIS平台SuperMap is.net产品作为地理信息服务的发布与开发平台，前台采用ASP.NET编写。

地质灾害预警预报工作在世界上许多国家都受到特别重视。但地质灾害监测预警的应用研究目前在国际上还是一个难题［1］。系统的目标是建设基于GIS平台的地质灾害监测系统，实现基于电子地图的信息浏览、查看、定位、查询、处理等综合功能。提供集地理信息、监测信息于一体的综合管理系统，实现实时、直观、动态、可视化的环境信息展示、监测和分析。从而达到提高地灾监测人员的工作效率，预防地质灾害的发生，减少人民生命财产损失的目的。

2 is.net平台的特点及优势

WebGIS平台服务中很关键的一个环节就是系统的访问速度，为了解决这一问题，系统在设计之初选择了SuperMap is.net平台，正是考虑到其分布式服务及集群服务的扩展功能。以下是SuperMap is.net服务的网络发布示意图（图1）。

图1 网络发布示意图Fig.1 Sketch m ap of net pub lish

SuperMap is.net具有以下技术特点［2］：

（1）采用.NET Framework 3.5和 SuperMap Objects 6组件构建。SuperMap is.net提供丰富的GIS功能和开发组件，为用户提供更加稳定、高性能、可扩展的开发平台。

（2）多源数据集成与海量影像数据快速访问。内置的SDX+数据库访问引擎支持访问 Oracle、SQL Server、Oracle Spatial、Kingbase、Sybase、DB2、Informix等多种数据库系统的空间数据，支持直接发布多种格式的空间数据，如 DGN、SDB、ADO等。

（3）支持异构系统的无缝集成。

（4）强大的分布式层次集群技术。

（5）灵活的二次开发结构。SuperMap is.net支持多层次的二次开发，以及提供丰富的SDK，包括基于Ajax技术封装的Web服务端的AjaxControls控件以及用于客户端开发的AjaxScripts脚本控件，使开发人员快速的实现符合系统需求的GIS功能。

3 系统总体架构

系统在设计之初对系统的整体架构做了分析，首先在通用三层结构的基础上进行了细划。除了基础设施部分的通信与计算机网络平台、硬件基础设施，在群测群防体系中，不同权限下的用户需求和应用也不尽相同，因此在设计系统架构和功能时应充分考虑到不同权限用户的不同需求。不同级别的用户只能查看属于自己相应级别和范围内的监测点信息和数据，通过角色的权限分配实现信息的管理。

系统的总体架构图见图2。权限设定部分系统采用了角色分配的概念，这也是在计算机Web开发中比较成熟的一种权限分配方式，即在系统设计之初将使用者进行分类，并按照不同类别的用户建立不同的角色，并对每一角色分配不同的权限，而权限的分配及角色的设定由系统管理员来实现。这样做也是为了方便地方管理人员在使用时能够更方便的进入自己所对应的角色。因此，系统在角色里分别设定了“系统管理员”、“市级管理员”、“县级管理员”、“乡级管理员”、“普通用户”几大类角色，并对应角色各自所具有的权限进行了设定。

4 系统功能简介

（1）系统采用 B/S的模式进行开发，易于把握、成本也较低。实现了不同人员、地点、接入方式访问和操作共同的数据库；能有效地保护数据平台和管理访问权限。

（2）数据管理主要服务于地质灾害监测群测群防监测仪器，因此，监测数据和仪器信息的显示依据监测人员的使用习惯进行设计。

（3）赋予不同行政级别地方管理人员以不同等级的权限。这样将责任细划，管理人员通过信息管理系统对数据进行相应权限下的操作，实现了数据的信息化管理。

图2 系统架构图Fig.2 M ap of system architectu re

（4）在WebGIS平台下进行系统开发，可通过地图展示不同县乡的地灾情况，更加直观；而监测数据的查询也更有针对性，查询的过程更加方便、快捷。

系统首页分为地域区划导航栏、灾害体综合查询、地图窗口、查询结果及操作窗口、菜单栏、登录窗口几个部分（图3）。系统将用户最关注的信息放在首页位置，使用户直接从首页获取关注的信息，提高工作效率。

5 系统开发设计

5.1 业务流程设计

5.1.1 基础地质灾害数据录入

整理有关县（市）地质灾害调查与区划成果实料、历史上突发性地质灾害的基础资料（基础地理、基础地质和灾害信息等）［3］。基础数据的录入采取分级、分权限的方式进行系统设计（图4）。

如图4所示，乡一级管理员为初级录入人员，负责将各自所在乡镇下各个村的基础地质灾害数据录入到系统数据库中。县一级管理员为第二级，负责对各自县辖区内乡镇人员的录入工作进行统计、监督以及最终数据结果的检查和校正工作。市一级管理员为最高管理人员，负责市区内所有灾害体的统计及数据的审核工作。

图3 系统主界面Fig.3 M ain page of system

图4 数据录入说明Fig.4 Descrip tion of data input

5.1.2 地质灾害监测数据采集

重要地质灾害隐患点（已建群测群防点）的动态监测数据（项目在云南省昭通市安装了大量的群测群防监测预警仪器）由项目组安装的硬件设备传输到服务器的数据库中。利用数据库、GIS等先进技术，建立与地质灾害发生有关的地理、地质和监测数据的管理。

5.1.3 市级预警新闻发布

市一级管理人员除了审核基础数据的录入外还可以通过系统设置的发布权限发布群测群防的预警信息和监测动态新闻。

5.1.4 社会大众浏览

系统向社会大众公布，下至普通村级管理人员、上至国土部门领导均可通过浏览器上网浏览地质灾害基础资料和监测设备的监测数据信息。

5.2 数据传输设计

5.2.1 硬件传输部分

“地质灾害群测群防监测技术研发与示范”项目在云南省昭通市几个县区安装了大量的群测群防监测仪器，这些仪器中大多都可以实时报警，但涉及到数据传输的只有多参数数据采集仪。

仪器硬件部分由低功耗嵌入式部件构成，包括处理器、AD转换器、无线传输模块等构成，采用12V供电，软件部分由嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ为底层软件，用嵌入式C语言开发控制软件；后台服务器软件采用VB语言开发，数据库软件根据系统规模的大小可分别采用SQLSERVE或ACCESS；无线网络采用中国移动的2.5代GSM网络，以SMS或 GPRS通讯格式传送数据；目前前端传感器分为三种：位移传感器、地声传感器和雨量传感器，位移传感器和地声传感器合计八路，可扩展到十二路，传感器类型可互换，雨量传感器一路。

5.2.2 软件传输部分

这一部分主要是系统平台的传输部分，用户在使用浏览器浏览地质灾害基础信息和监测数据信息时，受到的主要速度限制是由地图模块部分产生的。

系统在服务器配置时考虑到这个问题采用了以下几个方法来解决。

（1）分布式服务。SuperMap is.net平台在搭建时可以将数据库服务器、地图服务器和发布服务器分别搭建在三台服务器上。另外条件允许的话，地图服务器还可以分设为GIS服务器和结果服务器。这样每台服务器协同工作，互不干涉，极大的提高了工作效率。另外针对海量空间数据，还可以采用集群式服务器的架设。本系统因为地图数据和硬件设备的问题，在设计时没有使用集群式服务器架设的方法。系统具体的工作流程图可以参见图1。

（2）优化地图配置。SuperMap的地图服务底图是使用SuperMap桌面平台软件deskpro进行配置的，采用简洁、规范、实用的原则进行配图工作。对图层和图层显示的信息进行筛选，尽量将地方监测人员比较关注的信息展示到地图界面上。使用合理的图层叠加顺序，设置不同图层在不同比例尺下的可见范围。对标注和线划要素等进行显示优化。避免使用流动显示功能，只在重要的线性要素显示时采用固定周期的重复标注功能。设置避免重叠、忽略小对象等。对于文本要素在显示的时候应注意文本反走样、文本过滤显示、标签自动避让等局部细节的处理［4］。好的地图配置不仅可以提升访问速度，还可以给用户一个良好的使用体验。

（3）采用预缓存技术。SuperMap地图服务器有一个文件夹是专门存放缓存图片的。如果系统每次修改后不重新生成预缓存的话，下一次用户访问的时候就会再生成一遍。因此，系统在每次配置修改完底图以后都利用预缓存生成功能将底图缓存预先生成到服务器相应的文件夹下，这样就可以提高用户的访问速度。

5.3 数据展示设计

灾害体的基本属性是专业地质人员十分关心的，而如何更好更直观的将地质人员关注的信息点尽可能多的展现在网页端也是系统设计时需要考虑的。本系统在设计中对于滑坡滑向这一参数采用了方向设定，即用户在输入基本信息时将方向这一概念引入到灾害体基本属性中。而首页显示灾害体时，系统会根据灾害体所具有的这一属性进行图标的旋转，使滑坡图标的滑向方向与实际输入的滑向参数保持一致。这样就解决了专业人员对于灾害体方向地图查询的需要（图5）。

图5 设置方向后的灾害体Fig.5 Disaster body after seting direction

监测点监测仪器的数据查看是监测人员最关心的，因此这一部分的展示采用了方便的操作和直观的展示效果。各种仪器的数据可以切换进行查看，选择起始时间可以对不同时间段范围内的监测数据进行查看，这样就大大节省了搜索数据库的繁琐工作，提高了工作效率。另外监测曲线的设计也采用比较美观的界面，这样管理人员可以对曲线的变化和数据的趋势有一个直观的认识和判断（图6）。

6 应用效果

图6 监测数据查看Fig.6 Tab le of m onitor data query

群测群防监测预警信息管理系统B/S版目前已经在云南省昭通市几个主要县乡进行了示范应用和推广，由于系统本身具有良好的推广性和实用性，受到了地方监测管理人员的普遍好评，也极大的方便了地方监测人员的管理工作。相信随着今后项目的不断开展和新需求的提出并解决，系统会逐渐完善并为地质灾害群测群防监测工作带来帮助。

［1］余丰华，麻土华，张义顺，等.浙江省突发性地质灾害预警预报系统应用研究［J］.中国地质灾害与防治学报 2006，（1）：36 －39.YU Fenghua，MA Tuhua，ZHANG Shunyi，et al.Application and study on abrupt geological hazards for early-warning and prediction in Zhejiang Province.［J］.The Chinese Journal of Geological Hazard and Control，2006，（1）：36－39.

［2］李绍俊，周芹，王尔琪.SuperMap高性能海量空间数据管理策略.SuperMap官网技术文档下载，2010，1－2.LI Shaojun，ZHAO Qin，WANG Erqi.Tractics of high performancemass spatial datamanagement.SuperMap net technical document download，2010，1－2.

［3］傅朝义，张鑫林，李再凯，等.广东省地质灾害预警信息系统流程设计［J］.中国地质灾害与防治学报，2006，（1）.51－55.FU Chaoyi，ZHANG Xinlin，LIZaikai，et al.The design of framework of geo-hazard early-warning in Guangdong Province.［J］The Chinese Journal of Geological Hazard and Control，2006，（1）：51－55.

［4］谢超，陈毓芬.网络地图的配色研究［J］.北京测绘，2007，（3）：9－12.Xie Chao，CHEN Yufen.Colormatching of netmap［J］.Beijing survey and draw，2007，（3）：9 －12.