面向地质灾害的GIS系统设计与实现

闫霈

摘要：该文基于笔者多年从事应用灾害系统设计的相关工作经验，以面向地质灾害的GIS应急指挥系统设计为研究对象，首先探讨了项目建设的目标和内容，其次分析了项目总体的技术路线和总体结构设计，最后给出了系统的功能设计和数据库设计思路，相信对从事相关工作的同行能有所裨益。

关键词：GIS DEM 地质灾害应急

中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）07（b）-0000-00

1 项目建设目标

地质灾害应急指挥信息系统是针对地质灾害防治过程开发的一个服务平台。利用这个平台，各个县的灾害防治部门可以查询到所有灾害点详细信息，从而实现对灾害点的综合管理。同时，还可以对灾害发生时的应急预案进行直观快速展示，为灾前预警、灾时指挥、灾后救援提供直观快速的解决方案.

2 项目建设内容

根据该需求，该项目建设内容包括如下方面：（1）市地质灾害应急指挥信息系统建设，包括市三维场景的建设、市地质灾害应急指挥信息系统功能实现等；（2）市地质灾害数据库的建设，包括市地质灾害点数据库的建设和市地图数据库的建设；（3）软硬件环境建设，包括系统平台所需的软硬件环境的选择和建设。

3 项目设计方案

3.1 总体技术路线

该项目基于SKYLINE公司的三维平台进行建设，（1）先构建三维地理空间平台。对各类影像数据进行处理（正射纠正、融合、匀色），对基础地理线状要素进行预处理（抽稀、去除伪节点等），对地名数据库进行分类、核对、更新，将上述数据以及DEM数据投影到统一数学基础上，再使用Terra Builder 软件对DOM和DEM进行三维地形模型构建，然后使用Terra Explorer Pro将三维模型、基础地理要素层进行叠加集成，形成三维基础地理数据平台。（2）地质灾害专题数据库建设：分析和研究“市地质灾害点调查”数据成果。将地质灾害点调查文档数据进行入库，包括文字说明、坐标、图片等属性，整合成为地质灾害专题数据库，并将灾害点按照坐标属性定位在三维地理空间平台上。（3）地质灾害预警三维地理信息系统建设：按照国土局的需求，将各种灾害点的信息集成在三维地理信息系统上，并且可以进行属性的查询，并完成相应的统计功能。技术路线如图1所示。

图1项目技术路线图

3.2 系统总体结构设计

系统分为两个层次，分别为数据层和应用层。数据层为该系统所使用到的数据。系统所使用的数据类型包括两种，分别为文件类型的数据和SQL Server数据库中的数据。其中文件数据包括地形数据和专题数据，专题数据包括一些word文档，视频资料等数据，地形数据为三维地形数据（MPT文件）。SQL Server专题数据库中的各种数据包括各种地质灾害点的各种信息。用户可以通过基于“市地质灾害应急指挥信息系统”进行浏览和各种操作。

4 系统功能设计

该系统功能包括基础地图操作功能、地质灾害管理专题功能。基础地图操作功能包括多模式浏览、分析工具、各种量测。地质灾害专题功能包括灾点管理、灾点查询、地名查询、属性查询、统计分析、实时通讯（预留）、用户管理、日志管理。下面详细描述系统的功能模块。

该系统的软件功能拟包含以下几个方面。

4.1基础地图操作功能

（1）多模式浏览：给用户提供灵活的地图操作功能，可以对场景进行缩放、旋转、平移和漫游；（2）分析工具：系统提供坡度和坡向分析功能；（3）各种量测：为用户提供各种量测功能。

4.2灾点管理

4.2.1导入：用户可以将现有的灾害点的文本属性信息导入到本系统数据库中。系统提供灾害点信息导入工具，用户如果有文档方式或者表格方式的地灾点信息，可以通过该功能实现地灾点的数据导入。

4.2.2增加：通过验证的用户可以在三维地图窗口的任意点添加地灾点，并且可以添加其属性信息。

4.2.3修改：通过验证的用户可以修改灾点的属性信息。

4.2.4删除：通过验证的用户删除地灾点。

4.2.5设置预警等级：通过验证的用户可以设计灾点的预警等级。

4.2.6分类显示：设置显示范围，导入该范围内的所有灾点。

4.2.7即时预案：灾害发生时对灾害点设置即时的应急预案，该预案以fly方式保存。

4.3查询功能

（1）灾点查询。提供各种灾害点名的查询，支持按政区查询、按位置查询、按编号查询、按灾害等级、按预警等级查询等多种查询方式。（2）地名查询。提供自然村以上地名的查询。

5 系统数据库设计

该项目数据库可以选用SQL Server来存储和管理，数据库应能方便系统维护和更新、利于发布和共享，同时能够解决数据保密共享问题。

5.1数据库内容

该平台涉及的数据包括如下几种：基础地理信息数据、专题和维护数据、属性数据。

（1）基础地理信息数据。基础地理信息数据包括遥感影像，数字高程模型、境界数据、道路数据（全省省道以上的道路）、地名数据。

（2）专题数据。专题数据包括各种地质灾害点数据以及各种应急指挥数据。主要包括：1）地质灾害点分布数据，包括1000多个地质灾害点的分布情况，这些数据由市国土局提供；2）县名、乡镇名、街道名、道路名、水系名、行政村名。

（3）属性数据。属性数据包括上述几种专题数据相关的属性。1）地质灾害点的属性包括其地理位置、灾害点类型，灾害点图片、防治措施……等，同时，还包括多媒体信息；2）灾点即时预案的属性信息包括指挥路线、撤离人员、救援物资等图形和各种数字数据同时和以及相关多媒体信息（包括图片和录像），以fly文件保存，并保存在数据库中。

以上数据由该市国土局提供。

5.2数据库模型

该项目的数据包括两种类型，分别为基础地理信息数据和专题维护数据。基础地理信息数据包括DEN/DOM数据、矢量数据、mpt数据等；专题维护数据包括专题数据、属性数据以及系统维护数据等。

5.3数据库存储与管理

该项目的数据存储采用两种方式，一种为文件方式，一种为数据库方式。文件存储方式包括Mpt；专题数据；矢量数据（如道路、境界、地名等）。数据库存储方式包括属性数据，如文字、图片、多媒体等；维护数据，包括个人信息、系统信息等。系统的mpt数据采用文件方式进行管理，其他分层矢量数据、专题数据、都是通过fly文件进行管理；属性数据和系统维护数据通过SQL Server数据库中进行存储和管理的。

6结语

该文从项目建设目标和内容出发，分析了项目的技术路线和结构设计，探讨了系统的功能设计和数据库设计，为后期项目建设奠定了良好的基础。

参考文献

[1] 董娜.基于ArcGIS Engine的大学新园区地理信息系统研究与实现[D].昆明：昆明理工大学，2008.

[2] 赵俊兰，冯仲科.基于组件式的数字园区信息管理系统的建立[J].测绘通报，2007（6）.