GIS支持下的地质灾害防治信息平台建设

徐岩岩（陕西省地质环境监测总站，陕西西安710054）

GIS支持下的地质灾害防治信息平台建设

徐岩岩
（陕西省地质环境监测总站，陕西西安710054）

针对陕西省当前地质灾害防治工作中存在的问题，提出了以GIS技术为系统基础，选用B/S开发模式，以C#作为开发语言，设计了基于GIS、数据库及互联网技术的陕西省地质灾害防治信息平台，实现地质灾害应急管理、群测群防动态更新、地质灾害气象预警信息反馈、短信发布、动态监测及数据上报权限管理等功能。结果表明，该系统运行效果良好，极大的提高了地质灾害相关数据的准确性、一致性及信息实时发布与数据共享能力，为防灾减灾工作提供强有力的基础支撑。

地质灾害；GIS；信息化；数据库

引言

陕西省位于中国西北地区东部，受特殊的地质环境、多变的气候及不合理的人类工程活动加剧等因素的综合影响，地质灾害极为发育。为此，陕西省积极开展地质灾害防治工作，一方面推进地质灾害详细调查与群测群防隐患点动态更新等工作，摸清家底；另一方面通过汛期值班、应急演练、宣传培训、排查巡查等，提高突发地质灾害应急预案的可操作性，同时对重大地质灾害隐患点进行工程治理、对地质灾害易发区进行预报预警，多种手段保障人民群众的生命财产安全。但这些数据资料分散、凌乱，尤其在数据的更新与上报、存储与管理、统计与查询、分析与应用等方面十分困难。

从近年来信息化建设的情况来看，WebGIS（网络地理信息系统）越来越多的应用到各行各业，它是利用Internet技术来扩展和完善GIS的一项新技术，其核心是在GIS中嵌入HTTP标准的应用体系，采用多主机、数据库进行分布式部署，通过Internet/Intranet实现互联。文章基于WebGIS和互联网技术建立了陕西省地质灾害防治信息平台，实现Internet环境下的地质灾害信息管理、发布、共享和互操作，完美解决传统方式上报、存储、管理和应用中的难题，实现数据一体化、集成化及信息综合化和成果可视化，切实保证地质灾害数据的准确性、一致性、完整性，加强为防灾减灾服务的快速响应机制［1，2］。

1　现状及存在问题

1.1地质灾害防治工作分析

陕西省地质灾害防治工作一般涉及省、市、县三级相关管理部门，尤其是市、县地质灾害管理部门往往工作在地质灾害管理与防治第一线，随着地质灾害防治工作的推进和深入，这些部门积累了大量资料，但存储、管理与查询十分困难，迫切需要统一整合这些数据，使它们能真正的用起来。因此，如何组织管理这些多源异构的海量数据，实现数据动态更新管理、信息快速传递是地质灾害防治平台需要解决的问题。从以下三方面分析当前地质灾害防治工作的现状。

（1）数据资源：平台建设涉及到的数据主要有覆盖全省的1：10万县（市）普查数据和部分1：5万县（市）地质灾害详查成果（包括空间图形数据和非空间属性数据），以及地质灾害月报、专业监测与群测群防等非空间数据。（2）信息系统建设：近年来，国家、省、市、县等相关部门根据自身业务开发了相应的信息系统，提高工作效率，但也存在不少问题：一方面，由于这些系统甚少顾及数据的一致性与关联性，各自单独开发甚至是重复开发造成浪费；另一方面，因前期需求调研不足或业务变化又未更新升级，导致部分系统已经停用或很少使用。（3）信息标准化：目前应用的有国家标准、行业标准及行业要求（主要是国土资源部、中国地质调查局、中国地质环境监测院等印发的标准）、地方标准（陕西省印发的标准）及法律法规等，信息标准化程度较低。

1.2存在问题分析

当前地质灾害防治工作主要存在以下三方面的问题。（1）管理难。地质环境数据覆盖面较广，数据大多分散保存在各相关业务部门，不能及时汇总；另外，数据冗余度大，易导致数据不一致，而且没有详细的数据说明或数据描述。（2）更新难。主要是指地质灾害月报、灾险情速报以及地质灾害隐患点群测群防动态更新，往往以传真或者excel表上报，无法控制数据格式，亦不能保证数据的现势性、准确性和一致性。（3）使用难。①查询检索难：没有完善的数据库致使查询检索效率低下。②统计分析难：数据采集、汇交、检验的标准不同，由于数据多源多尺度性不能有效兼容，进而影响综合分析的进行。③数据挖掘难：数据关联度极低，难于提取数据隐藏信息。④数据共享难：没有统一的数据格式和数据交换标准，难以实现数据共享与交换。

2　地质灾害防治信息平台建设

2.1系统分析

系统总体网络架构分为内网和外网，内网系统运行在国土部门的专门局域内网中，外网系统运行在外部互联网中，内外网系统物理隔离，避免重要数据泄露的可能性，确保数据安全；另外，采用分布式对象技术，通过数据库服务器、Web服务器、GIS服务器协同工作，管理海量地质灾害动态数据，并且充分利用SOA体系架构，提高系统平台的可扩展性。

根据陕西省地质灾害防治工作自身业务实际及特点分析，工作业务主要涉及地质灾害汛期值班管理、灾险情速报、地质灾害月报报送与统计、应急预案查询、地环文件管理、气象预报预警反馈、群测群防隐患点动态更新与管理、短信发布、灾害点动态监测、以及数据上报权限管理等；而且由于省市县管理部门职能与分工的不同，需要实现省市县三级不同权限的用户登陆及操作功能，针对不同的个人能创建不同操作级别的用户；系统的操作界面尽量符合以往的日常工作流程，便于用户掌握使用；实现地质灾害等信息的更新、查询、分析和发布浏览等，实现以地质灾害隐患点为基础的一体化联动查询与显示，准确提供实时、全面的信息管理服务。

2.2系统设计

2.2.1逻辑结构设计

系统总体分为数据层、逻辑层与应用层三层架构，其中数据层包括标准化后的空间数据、属性数据、元数据等，为系统提供基本的数据服务及服务接口；逻辑层包括GIS服务层和系统功能层，提供底层GIS管理服务，实现对底层数据的访问以及对图形数据的发布和访问；应用层是系统的主要应用模块，面向省市县三级用户，通过互联网访问系统，并进行数据更新、查询、统计、分析与管理等工作［3］。

2.2.2物理架构设计

从物理结构设计上，系统也采用了三层架构方式，分为显示层、处理层和数据层。其中显示层用于用户界面显示和操作等，处理层即业务层，为构造业务对象和调用数据层组件从数据库中获取数据，数据层，负责将存储在数据库中的数据公开给处理层。访问系统数据库的数据都需要通过ArcSDE应用服务器来完成。

2.2.3业务子系统及功能模块设计

地质灾害防治信息平台主要有应急管理、气象预警反馈、群测群防动态更新、动态监测、短信发布及数据上报权限管理等6个业务子系统以及相应的数据更新、查询、统计与管理等功能模块（见图1）。

图1　业务子系统及功能模块

应急管理子系统：市级用户主要通过此系统进行汛期值班签到（上报值班人、带班领导及有无灾险情等信息）、灾险情速报、应急预案查询、地环文件下载和上报地质灾害月报，其中月报内容包括该市当月所进行的应急演练、宣传培训、排查巡查、防治项目进展及所发生的地质灾害灾情等，除宣传培训外，应急演练等其他工作基本都在当年的地质灾害隐患点上进行，该数据库与群测群防数据库紧密关联。省级用户则偏重于查询、统计与管理，并可导出相应的excel统计表格。

气象预警反馈子系统：主要有省市级和个人用户（负责预警审批的领导），主要流程是气象预警/领导登陆签批/发布预警成果，在灾险情发生后，市级用户登陆系统反馈该灾点是否发生在预报区内，以验证预报的准确率。

群测群防动态更新子系统：有省市县三级用户，省市两级用户重在统计分析与管理，县级用户则在规定时间内更新（主要是新增、删除和编辑）该县内地质灾害隐患点一览表及工作明白卡、避险明白卡和防灾预案表等。

动态监测子系统：接收并分析镇安县商贸街等滑坡、地裂缝的自动化监测数据，一旦出现异常，则发出报警提示。

短信发布子系统：实时存储各市县地质灾害隐患点群测群防监测人及责任人和联系方式等，并可自定义建立相应群组联系人和短信模板，通过短信单发或群发，及时向相关人员发送预警信息、防治信息等。

数据上报权限管理子系统：群测群防动态更新和地质灾害月报报送均具有时限性，由此来限制市县用户进行新增、删除、编辑等更新操作。

2.3数据库建设

2.3.1数据处理

目前的空间数据多为WT、WL、WP格式的点线面数据，而当前地质环境信息化建设要求使用具有通用性和兼容性的ArcView Shape格式，要进行格式转换；其次，由于数据的多源性，要对数据进行投影坐标及比例尺变换，才能实现数据的叠加套合和共享。对于非空间数据即属性数据而言，开发相应的入库工具一键式入库。空间数据（主要是灾害点）通过统一编号关联属性数据表格，包括群测群防一览表、两卡一表、应急演练、防治项目等。

2.3.2数据库设计

该平台系统的数据库主要是属性数据库，用于存储相关表格，空间数据主要是基础地理数据即天地图（陕西节点）。非空间数据主要包括应急调查数据库、值班数据库、专业监测以及群测群防数据库等，数据库设计遵从关系数据库建设的基本原则，根据不同灾害的特点将包含重复数据的表拆分成若干个没有重复的表，建立表与表之间的关系，通过一对多的关系，实现记录查询与检索［4］。

2.4标准体系建设

2.4.1标准化的意义

标准体系建设是整合和集成地质环境数据资源的基础。在已有的地质环境规范、标准、规定的基础上，制定地质灾害名词术语代码字典、系统开发标准及数据标准等。首先，统一、规范和科学的标准体系，是实现全省乃至全国地质灾害业务数据交换、资源共享和对接的前提；其次，有利于避免重复开发，易于系统的移植和推广；最后，有利于提高信息系统的可靠性和易维护性，从而提高应用系统的开发质量。

2.4.2标准化的内容

首先是地质信息分类编码标准化，对于已有标准可以遵循的，尽量直接引用或参考引用。目前有国家标准以及中国地质环境监测院的地质环境元数据、数据文件字典等，另外，在信息平台建设过程中，也制定了陕西省的两个数据字典，即群测群防动态更新一览表和应急调查表。其次是信息系统开发标准化，主要是在系统开发中遵守统一的系统设计规范、程序开发规范和项目管理规范。最后是信息交换接口标准化，对信息系统内部和信息系统之间各种接口方式以及信息系统输入和输出的格式制定规范和标准。

3　结论

地质灾害防治信息平台集成了空间数据和属性数据，目前系统已经入库2015年地质灾害相关数据。在此期间，通过省市县用户多次使用，发现问题并及时反馈、修改与完善，目前该系统界面友好、易学易操作，而且响应速度、处理效率、可靠性和稳定性等都比较好。该平台既可有效的对各类地质灾害数据进行更新与上报、存储与管理、查询与统计分析，保证数据的准确性、一致性、完整性等具备GIS的一般性能，又具有较强的地质环境信息管理特色，为防灾减灾决策提供强有力的数据支撑，今后工作中将进一步丰富地质灾害相关的业务数据，使系统更实用更完善。

［1］吴丛丛，褚志远.GIS支持下的地质灾害信息管理系统构建［J］.地理空间信息，2013，11（5）：113-117.

［2］王波，李娜.基于ArcGIS的地质资料管理与应用系统的设计与实现［J］.测绘与空间地理信息，2013，36（5）：108-110.

［3］叶菁，李芳.云南省省级地质环境信息化应用模式探讨［J］.国土与自然资源研究，2014（5）：48-50.

［4］熊金案.地质灾害防治信息管理系统的研究与实现［J］.地质灾害与环境保护，2013，24（1）：80-83.

（2016-01-14收稿袁海峰编辑）

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

徐岩岩（1987-），女，河南周口市人，硕士，助理工程师，从事地质环境信息化建设及地质灾害气象预警工作。