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［摘要］
掌握災情信息，及時預防應急處理災情關系到人民群眾的財產和生命的安全。本文從地質災害預警及信息管理出發，以GIS為基礎，運用計算機技術、網絡技術、射頻技術等設計出一種高效、科學處理災情的系統，重點介紹了系統總體設計、軟件體系結構、災情預警模塊、數據傳輸模塊、數據庫等，實現對災區實時監測、信息整合、災情分析等功能。
［關鍵詞］
地質災害預警；GIS；數據庫；實時監測
及時、全面、綜合獲取全面而又可靠的災害信息是完美處理災情的關鍵。GIS是一種有效地收集、存貯、分析、再現空間信息的信息系統[1-3]。他將空間信息和屬性信息相結合，通過數據整合、管理、圖層疊加、分析，集合遙感學、測繪學、計算機學等學科，融合先進監測技術實現對災害區域有效掌控，以達到對災情預知、災后科學補救的目的。目前地質災害的工作主要依賴于地質調查、野外調繪、現場觀測等技術，缺乏一種完善的綜合整理利用信息的系統，在預警方面也不能第一時間整合有效資源作分析尋找最優解決方案。因此，在地質災害預警及信息管理工作中，如何讓在短時間內，有效獲取有用的信息提供給管理部門，理性提出解決方案為越來越多的人所重視[4-7]。本文統籌考慮多方面因素，提出一種基于GIS的管理系統，希望在地質災害工作中有所幫助。
1GIS在地質災害管理上的應用現狀
隨著科學技術的日新月異，計算機，RS、GPS等技術也得到迅猛發展，地質災害領域的GIS由于得到新技術的支持，也使得它的應用越來越廣泛。從上世紀九十年代起，GIS就成為我國研究的一個討論熱題，漸漸的被人們熟知。地理信息系統在我國起步比較晚，經過多年的努力，在技術上和經驗上已經取得了可人的成績，但也存在一些不足之處。就整體而言，在技術上和規模上達到了國際先進水平，但在硬件設備配套，軟件的商品化，綜合分析模型的使用性和系統更新能力等方面和國際先進水平相比還存在著差距。傳統的系統不足之處在于對空間數據的管理比較困難，如空間環境的模擬機信息的顯示，只能完成一些基本的數據查詢、報表處理的工作。但就目前而言，GIS在地質災害方面的應用比較單一，只要體現在對災害的監測、評價、分析、預警等方面，缺乏一種整合信息綜合管理的應用。GIS在地質災害領域的發展不僅僅取決于GIS技術的發展，更取決于地質災害領域信息化的進程，隨著現代化、信息化的進一步發展，GIS將在該領域得到更加廣泛的應用。
2系統設計
2.1系統總體結構
系統不僅服務相關部門同時也擁有面向群眾的平臺，主要承擔兩個方面的功能：一是通過計算機網絡構筑災害監控與管理實現數據的共享，利用GSM/GPRS無線網絡實現基礎數據、實時監測數據及其它有關數據的采集、交換等；二是通過災害實時監控與管理平臺，向社會公眾和災害管理人員提供信息和數據處理功能。
2.2應用軟件體系
應用軟件體系采用一種B/S、C/S混合的構架模式，充分利用兩種構架各自的優勢，包含展示、應用、平臺、存儲、網絡傳輸、數據采集等層。
2.2.1C/S結構
C/S這種共享系統自國外引進經過發展與20世紀九十年代達到成熟[8]，這種系統響應速度快并且對服務器造成的負擔較小，在數據傳輸速率方面也可以達到很高的要求。C/S的客戶端主要承擔的功能是數據的查詢、瀏覽等，服務器接受指令后迅速運作響應客戶端需求，兩個部分分開工作又相互配合實現數據的集中統一管理，由于問題在不同的構建解決，也有利于系統給的安全性。這種分開的工作機制也會帶來相應的局限性[9]。首先，C/S這種構架只適用于電腦數量有限的局域網，超過百臺后，即使匹配相符合的版本軟件，也會因為自身工作結構的特殊性難以達到理想效果，且付出的代價很高昂?，F在生活節湊加快，各種信息鋪天蓋地，這就要求大幅度提高各類信息資源獲取的時效性，C/S構架也不能通過互聯網實現移動辦公、視頻會議等現代辦公需求。此外還有一種C/S三層結構，這種結構實在常規客戶機基礎上再添加一個服務器，對數據傳輸的數量、質量、頻度要求比較高。
2.2.2B/S結構
B/S在克服C/S存在問題的基礎上進行改進[10]，這種結構最大的優勢是在服務器端處理事務，簡化了電腦載荷也降低了成本，從目前看在局域網使用這種構架是最劃算的，在內網、外網、網絡視頻操控的方面也能體現出其強大的功能。B/S包含表示層、處理層、數據層三層結構。其顯著特點是能實現客戶端零維護，不需要軟件只要有電腦擁有管理員分配的用戶信息就可以使用[11]。由于其操作只是針對服務器，所以不管用戶規模有多龐大都不會增加系統工作量。也正是這種工作模式，造成最大的弊端在于服務器負擔過重，web瀏覽器也不能滿足大量數據輸入、輸出，數據訪問和業務處理也不在同一頁面，難以實現共享。
2.2.3B/S、C/S混合結構
為了綜合兩種構架的優勢，本災害預警信息管理系統決定采取一種B/S、C/S相結合的結構。可以滿足既可以滿足普通用戶的訪問請求，應用軟件體系如下圖，其中表示層主要承擔信息的瀏覽和輸出、功能層處理用戶請求并執行相應的程序實現反饋、數據層主要滿足數據庫服務器提出關于數據操作的請求，執行后提交服務器。
2.3災害預警模塊
根據國內外地址分析進程和預警研究的深度，綜合GIS基本功能設計一種綜合預警系統，主要作用體現在通過利用基本信息實現災害區域三維可視化、場景現場化而實現災害的預警和監測。利用GIS分析功能結合災害區域基本地理特征，通過數據庫統一管理綜合遙感影像數據、DEM數據、三維模型數據等，調用災害預測分析模型對數據進行分析，從而實現成熟的空間預測。系統根據模型結合區域實時動態信息，分析后實現空間和時間的預報。預警系統采用一種三維可視化監測方式，可對主要監測區實施可視化管理監測[12-13]。
2.4數據傳輸模塊
地質災害發生在野外，所以系統主要的應用領域在野外，數據由野外直接儲存然后傳給相關部門，這就對數據傳輸的質量要求比較高，野外地形地貌比較復雜，各種設施也不完善，電力、網絡等條件也達不到，這就需要一種具備各種條件的傳輸系統保證數據的正常傳輸。在山地、林地等情況下，運用無線傳輸，采用多頻技術跨頻段傳輸，運用GIS地圖分析功能將研究區域劃分為多個單元模塊，每個單元模塊設立一個數據接收中轉站，在網絡覆蓋地區設立數據接收站，中轉站的數據通過網絡傳輸給接收站，在傳給相關部門。無網絡傳輸區域采用風光互補發電系統供電，在無指令階段進入休眠調度管理，提高野外應用周期，以ARM微型處理器為核心，傳輸頻段使用2.4GHz和UHF/VHF頻段，既保證數據傳輸的時效性，也提高了遠距離傳輸的可靠性，采用多級延伸也可以拉大適用范圍。公共網絡覆蓋區域采用移動4G、藍牙、無線wlan等實現數據的正常傳輸[14-15]。
2.5數據庫
數據庫存儲的有屬性數據和空間數據，采用集成方法通過編程關鍵的字符段來避免數據類型不一致，屬性數據以表格形式展示，包含監測區域名稱、范圍、圖片，影像等信息，空間數據依托與專題地圖，包含基本的河流、道路、湖泊、樹木等，以遙感影像為基礎圖像在ArcGIS環境中對地圖要素進行數字化等操作，最后存放在數據庫中。增加管理員登錄系統，實現對數據的統一分類管理，用戶訪問端擁有上傳功能，可以上傳最新的數據信息至數據庫，通過這種平臺可以有效節約更新成本，提高數據更新頻率。數據庫存儲基本的災害發生群眾轉移信息，通過分析得到轉移最優路線，提高災害應急能力。
3結語
基于ArcGIS設計的地質災害預警及信息管理系統可以滿足相關部門和普通用戶對災害情況的了解以及對災害區域宏觀的掌控，該系統提高了災害處理的信息化、現代化水平，為進一步利用災害信息處理災情提供了平臺，通過局域網和互聯網，各級部門各層次用戶可以有針對性獲取信息，大大推動了災情預防處理的進展。災害預警功能的實現需要各類基礎信息，所以不斷地更新完善信息是系統發揮功能的重要條件。
作者：楊溯 張兵 單位：四川省第一測繪工程院 成都理工大學
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