1-mapgis地质灾害信息化解决方案

MapGIS 地质灾害信息化解决方案 黄露，罗显刚，崔艺，黄友昕，吕华珍 我国是一个地质灾害多发的国家，地质灾害种类多、分布广、影响大，其中以滑坡、 泥石流、崩塌灾害最为严重，每年都会给各地带来巨大的经济损失和人员伤亡，成为制约 社会和经济可持续发展的重要因素。 GIS 技术作为当前高科技发展的产物，集图形图像与属性数据采集、处理、输出、存 储、检索、空间分析和显示等功能为一体，建立基于 GIS 技术的地质灾害信息系统可实现 地质灾害信息共享与动态管理、综合分析与预测、快速预报与应急，能有效提高地质灾害 防治管理工作水平，并为防灾减灾决策提供服务。 MapGIS 在 21 世纪初就被引入到地质灾害防治工作中，根据我国地质灾害特点和地质 灾害防治管理工作业务需求，在十多年的发展中，形成了一套行之有效的地质灾害信息化 解决方案，且在我国地质灾害防治工作中发挥越来越大的作用。 面向服务架构，随需而应 MapGIS 地质灾害信息化解决方案采用面向服务架构（SOA）的设计思想，在 IT 基础 设施和地质灾害数据中心的支撑下，以 MapGIS IGSS 共享服务平台为支撑框架，建设地质 灾害共享服务平台。在地质灾害数据中心与地质灾害共享服务平台的基础上，构建地质灾 害防治管理信息系统、地质灾害气象预警系统、地质灾害监测预警信息系统、地质灾害应 急指挥信息系统等各类地质灾害业务应用系统（图 1） 。 标 准 与 规 范 体 系 组 织 与 安 全 支 撑 体 系 遥感影像 数据 高程数据 外部数据 地质灾害 空间数据 服务器 . . . 地质灾害 业务数据 M a p G I S R S P M a p G I S T D E M a p G I S I G S e r v e r M a p G I S M o b i l e 9 多媒体数据 M a p G I S I G S S 共享服务平台 手持终端 监测设备 地质灾害信息服务基础软件 基础服务 业务应用服务 服务管理系统 二次开发接口库 外部数据源接入服务 I T 基础设施 层 地质灾害数 据中心 M a p G I S 应 用支撑层 地质灾害共 享服务层 应用层 地质灾害防治管理 信息系统 地质灾害防治管理 信息系统 地质灾害气象预警 系统 地质灾害气象预警 系统 地质灾害监测预警 信息系统 地质灾害监测预警 信息系统 地质灾害应急指挥 信息系统 地质灾害应急指挥 信息系统 路由器 防火墙 核心交换机 3 G 图 1 MapGIS 地质灾害信息化解决方案总体架构图 四大建设内容 IT 基础设施 IT 基础设施建设是系统建设的基础，是地质灾害信息化建设的前提。具体包括六个部 分：地质灾害网络中心建设、现场采集环境建设、自动监测环境建设、移动应急平台建设、 指挥会商室建设和视频会议系统建设（图 2）。 地质灾害网络中心：地质灾害信息化建设的基础，也是地质灾害信息化的生命线； 现场采集环境：在灾害发生现场，利用移动终端设备采集地质灾害信息，为地质 灾害信息系统提供业务数据来源； 自动监测环境：建立地质灾害监测网络，对于灾害发育情况进行自动监测，实时 采集和传输监测数据； 移动应急平台：与国土资源部、省级和重点防灾区应急平台保持即时通讯，满足 现场所需； 指挥会商室：提供 724 小时值守应急和在恶劣天气下进行指挥会商的场所； 视频会议系统：实现会议现场视频、音频、电话拨入以及其他计算机信息的同步 播出。 I T 基础设施 网络中心 会商室 自动监测 现场采集 视频会议 移动平台 图 2 IT 基础设施组成 地质灾害数据中心 MapGIS 地质灾害数据中心是地质灾害信息化工作的基础与内容保障，其数据来源于 各级国土部门与地环单位等各个单位的数据，主要包含遥感影像数据、高程数据、外部数 据、地质灾害空间数据、地质灾害业务数据及多媒体数据。 通过分析各类数据的特征，依据现有 GIS 建库技术，实现数据的收集、预处理、整理、 入库。每个过程依据数据特点，通过搭建工作流灵活控制整个数据库的建设流程：通过采 用中间件机制实现数据入库阶段的多源异构数据集成；利用 MapGIS 的地图集模型对空间 数据库进行管理；采用多级缓存机制创建数据缓存，解决数据访问效率问题。最终建成地 质灾害数据中心，满足各类地质灾害业务应用对数据的访问需求（图 3） 。 统一数据访问接口 G I S 数 据 访 问 模 块 G I S 数据访问对象 A r c G I S 引擎 M a p G I S 引擎 S Q L S e r v e r 数 据 库 O r a c l e 数 据 库 D B 2 数 据 库 其 他 数 据 库 G I S 属性数据 其他应用程序 或者数据来源 地 质 灾 害 数 据 中 心 遥感影像数据 高程数据 外部数据 地质灾害 空间数据 地质灾害 业务数据 S Q L S e r v e r 数 据 库 访 问 对 象 O r a c l e 数 据 库 访 问 对 象 D B 2 数 据 库 访 问 对 象 其 他 数 据 库 访 问 对 象 W e b 服 务 数 据 适 配 器 其 他 来 源 数 据 适 配 器 多媒体数据 县 、 乡镇国土部门 市国土部门 相关地环单位 图 3 地质灾害数据一体化管理模型 遥感影像数据：包括不同分辨率不同比例尺的遥感影像和遥感解译点数据。 高程数据：包括等高线、DEM 等。 外部数据：包括气象部门的雨量数据、水利部门的水文数据、交通部门的交通数据 等。 地质灾害空间数据：包括地质构造、地层岩性、断裂带、地质灾害易发分区与防治 规划分区等。 地质灾害业务数据：包括基础调查数据、群测群防数据、防灾预案数据、两卡一表 数据、速报数据、应急调查数据等。 多媒体数据：包括图片、录像、文档、表格、文本等文件数据。 地质灾害共享服务平台 MapGIS 地质灾害共享服务平台以 MapGIS IGSS 为核心支撑平台，融合多种 MapGIS 前沿技术，基于 OGC 标准，建立一体化的数据共享机制，为地质灾害数据集成与共享提 供统一的服务接口；基于地质灾害共享服务平台提供的多层次服务，实现国家、各省级、 各市级、各县级节点的数据共享与汇交，实现地质灾害服务集成和功能共享（图 4） 。 MapGIS 地质灾害共享服务平台包括地质灾害信息服务基础软件与二次开发接口库， 以接口服务方式提供各类服务。 地质灾害信息服务基础软件：提供针对地质灾害信息数据的基础服务、与地质灾害 相关的业务应用服务以及外部数据源接入服务，通过符合 OGC 规范的互操作接口进行调 用，采用服务管理系统对各类地质灾害共享服务进行管理（图 5） ； 二次开发接口库：为专业用户提供调用平台各类服务的浏览器端的二次开发函数库， 实现对地质灾害信息服务基础软件各类功能的封装。 地质灾害数据中心 地 质 灾 害 共 享 服 务 平 台 M a p G I S I G S S 共享服务平台 数据信息服务接口 地质灾害信息服务基础软件 基础服务 接 口 服 务 业务应用服务 服务管理系统 二次开发接口库 接 口 服 务 接 口 服 务 接 口 服 务 接 口 服 务 接 口 服 务 接 口 服 务 接 口 服 务 外部数据源接入服务 接 口 服 务 图 3 地质灾害共享服务平台逻辑框架图 业 务 数 据 更 新 专 题 数 据 上 传 短 信 服 务 报 表 生 成 业务应用服务 专 题 数 据 下 载 业 务 数 据 查 询 公 文 模 板 下 载 基础服务 元 数 据 管 理 资 源 目 录 地 图 打 印 要 素 查 询 检 索 空 间 分 析 标 注 服 务 灾 害 专 题 图 制 作 灾 害 统 计 分 析 等 值 线 / 面 分 析 三 维 地 形 分 析 地 图 浏 览 O G C 服 务 应 用 图 层 控 制 坐 标 转 换 外部数据源接入服务 G P S 定 位 服 务 天 地 图 数 据 源 气 象 数 据 源 水 文 数 据 源 图 5 地质灾害信息服务基础软件功能结构图 应用系统 地质灾害信息化解决方案，主要包括以下四个应用系统： （1）地质灾害防治管理信息系统：利用 MapGIS 对灾害特征信息、防治信息、群测群 防等信息进行综合管理，实现对灾害空间信息和业务信息的方便快捷直观的展示、查询、 统计与分析。 （2 ）地质灾害气象预警系统：结合气象信息对地质灾害易发区域进行预警，便于提前 做好防灾减灾工作准备。 （3）地质灾害监测预警信息系统：实现地质灾害监测信息的实时化、空间化，提高地 质灾害预警预报能力。 （4）地质灾害应急指挥信息系统：集中管理速报信息、应急调查信息、应急处置等业 务信息，并提供应急会商与灾情模拟功能，辅助相关部门进行应急指挥决策。 地质灾害防治管理信息系统是基础管理系统，其他三个业务应用系统在进行具体业务 分析时能由其获取灾害基础数据；地质灾害气象预警系统与地质灾害监测预警信息系统实 现地质灾害预警预报，为地质灾害灾险情的尽快发现和及时上报提供科学预警方法；地质 灾害应急指挥信息系统管理速报处理流程并做出应急处置对策，地质灾害防治管理信息系 统根据灾情信息和处置信息更新灾害点、防灾预案、防灾规划、避让治理工程等信息。在 实际应用中，四个系统之间可进行有机集成，更好地服务于地质灾害防治管理业务，如将 地质灾害监测预警信息系统与地质灾害气象预警系统进行集成，根据灾害点动态监测信息 的变化，调整气象预警时的地质灾害敏感性指数，提高预警预报精度（图 6） 。 图 6 应用系统逻辑关系图 量体裁衣显价值 MapGIS 地质灾害信息化解决方案以国家统一标准为框架，嵌入地方省份的不同需求， 形成特色各异的多个版本，目前已广泛应用于辽宁、云南、福建、甘肃、湖北、江