（计算机应用技术专业论文）基于web技术的三峡库区高切坡信息系统的研发.pdf

武汉理工大学硕士学位论文 摘要 目前，人们己将信息管理技术应用到岩土工程中来，开发了许多具有可视 化查询分析特征的信息管理系统和稳定性评价系统。这些系统的开发建设为岩 土工程信息化起到了很大推动作用。但是现在存在的各种信息管理系统，只能 针对某一个具体的项耳，如果项目中的具体信息发生了变化，系统需要重新进 行二次或者多次开发，或者导致项目不具有实用性，最终得不到推广和使用。 由于三峡库区高切坡情况的复杂性和多变性，高切坡的信息管理情况变化比较 快，这给系统详细设计和程序研发带来了很大的困难。另外，由于三峡库区高 切坡数据库数据量极其庞大、数据模型又在不断地修改和扩充之中的，简单的 固定条件的查询和统计显然不可取，必须采用动态查询。需要找到合适的方法， 解决该系统数据库结构不断变更和动态查询统计的问题。 论文结合国土资源部项目“三峡库区高切坡信息系统及高切坡稳定性评价 系统”，主要围绕着开发三峡库区高切坡信息系统这一中心目的进行研究。首先， 介绍了信息系统特别是数据库技术在岩土工程中的研究现状与存在的问题，提 出了本课题研究发展趋势及立论依据，介绍了开发三峡库区高切坡信息系统的 研究思路及论文研究的主要内容。接着通过收集三峡库区有关高切坡的各类资 料，结合计算机与岩土工程两个方面的专业知识进行分析，确定商切坡采集信 息的内容、数据结构和基本任务。同时，根据需求分析，对高切坡信息系统的 工作流程、数据流程、数据类型、数据量、数据关系进行分析，建立数据字典。 然后，通过分析用户类别和用户需求，分析系统业务流程，并考虑整个系统的 结构和提供的接口，将系统分为几个子系统分别对各个子系统的流程结构及布 局进行设计。并且分别确定软件开发平台和后台采用的数据库，进行具体的系 统开发。最后进行系统测试并根据用户意见反馈进行修改和优化，并对本次开 发存在的不足进行总结。 关键词：高切坡，信息系统，数据库，数据字典，网络 武汉理工大学硕士学位论文 a b s t r a c t a tp r e s e n t ，t h et e c h n o l o g yo fi n f o r m a t i o nm a n a g e m e n th a sb e e na p p l i e dt ot h e r o c ka n ds o i le n g i n e e r i n g ；p e o p l eh a v ed e v e l o p e dan u m b e ro fi n f o r m a t i o n m a n a g e m e n ta n dt h es t a b i l i t yo ft h ee v a l u a t i o ns y s t e m si ns o m es p e c i f i cp r o j e c t s t h ed e v e l o p m e n ta n dc o n s t r u c t i o no ft h e s es y s t e m sh a sp l a y e das i g n i f i c a n tr o l ei n p r o m o t i n g h o w e v e r ，m a n yk i n d so fe x i s t e ds y s t e m sj u s td e v e l o p e df o ras p e c i f i c p r o j e c t ，t h es y s t e mn e e d st ob er e p e a t e do rd e v e l o p e do n e m o r et i m e ，o rt h ep r o j e c t s a r en or e l e v a n c et ot h el a t ea n di t st h el a c ko fp r o m o t i o na n du s eu l t i m a t e l y a sa r e s u l to ft h ec o m p l e x i t ya n dv a r i a b i l i t yo ft h eh i g hs l o p eo ft h et h r e eg o r g e s r e s e r v o i ra r e a ，t h ec h a n g e so fm a n a g i n gt h ei n f o r m a t i o no fh i g l ls l o p ei sq u i t eq u i c k i tb r o u g h tav e r ym a j o rd i f f i c u l t yf o rt h ed e t a i l e dd e s i g no ft h es y s t e ma n dt h e d e v e l o p m e n to fp r o g r a l n m o r e o v e r ，b e c a u s et h eq u a n t i t yo ft h ed a t ai 1 1t h ed a t a b a s e i se x t r e m e l yh u g e a n dt h ed a t am o d e li sm o d e f i e da n de x p a n d e dc o n s t a n t l y , t h e s i m p l ef i x e dc u r t d i t i o ni n q u i r ya n dt h es t a t i s t i c sm a yu n d e s i r a b l eo b v i o u s l y , w em u s t u s et h ed y n a m i ci n q u i r y i no r d e rt os o l v et h ea b o v ep r o b l e m s w en e e dt of o u n d s o m ea p p r o p r i a t em e t h o d s t h ec o r et a r g e to ft h er e s e a r c ho ft h ep a p e rm a i n l yr e v o l v e st od e v e l o pt h e i n f o r m a t i o ns y s t e mo ft h eh i g hs l o p ei nt h r e eg o r g e s ，c o n n e c t e dw i t ht h e i n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ta n dt h es t a b i l i t yo ft h ee v a l u a t i o ns v s t e r no ft h et h r e e g o r g e sr e s e r v o i ra r e aw h i c hi s t h ep r o j e c to ft h en a t i o n a lt e r r i t o r yr e s o u r c e s d e p a r t m e n t f i r s t ，t h ep a p e ri n t r o d u c e dt h ep r e s e n tr e s e a r c ha n dt h ee x i s t e n c ep r o b l e m i nt h er o c ka n ds o i le n g i n e e r i n gp r o j e c tu s i n gt h ei n f o r m a t i o ns y s t e ms p e c i a l l yt h e d a t a b a s et e c h n o l o g y ，p r o p o s e dt h et e n d e n c ya n dt h ea r g u m e n tb a s i so ft o p i cr e s e a r c h d e v e l o p m e n t ，i n t r o d u c e dt h er e s e a r c hm e n t a l i t ya n d t h em a i nc o n t e n to ft h e p a p e ro n t h eb a s i so fd e v e l o p i n gt h ei n f o r m a t i o ns y s t e m t h e nt h ep a p e rg a t h e r e de a c h c a t e g o r yo fi n f o r m a t i o nc o n c e r n e dh i g l ls l o p eo ft h r e eg o r g e sr e s e r v o i ra r e a ，u n i f i e d t w oa s p e c t ss p e c i a l i z e dk n o w l e d g eo ft h ec o r n p u t e ra n dt h er o c ka n ds o i l ，d e t e r m i n e d t h ec o n t e n to ft h eh i g hs l o p e si n f o r m a t i o ng a t h e r i n g ，t h es t m c t i o no fd a t aa n dt h e b a s i ct a s k a tt h es a m et i m e ，t h ep a p e ra n a l y e dt h ew o r kf l o w ，t h ed a t af l o w , t h ed a t a t y p e ，t h ed a t aq u a n t i t y , t h ed a t ar e l a t i o no ft h ei n f o r m a t i o ns y s t e m ，a c c o r d i n gt o t h e d e m a n do ft h es y s t e m ，a n de s t a b l i s h e dt h ed a t ad i c t i o n a r y t h e n ，t h ep a p e ra n a l y z e d t h es e r v i c ef l o wo fs y s t e m ，c o n s i d e r e dt h es t r u c t u r eo ft h eo v e r a l ls y s t e ma n dt h e i n t e r f a c ew h i c ht h es y s t e r np r o v i d e s d i v i d e st h es y s t e mi n t os e v e r a ls u b s y s t e m s s e p a r a t e l ya n dd e s i g n e dt h es t r u c t u r eo ft o w a g ea n d t h et o p o l o g yo fe a c hs u b s y s t e m t h r o u g ht h ea n a l y s i st h ec l a s sa n dt h ed e m a n d so fu s e r s a n d d e t e r m i n e dt h e d e v e l o p m e n tp l a t f o r mo fs o f t w a r ea n dt h ed a t a b a s e ，c r a r r i e do nt h es p e c i f i cs y s t e m i l 武汉理工大学硕士学位论文 d e v e l o p m e n t f i n a l l yt h es y s t e mt e s tw a sc a r r i e do na n dt h em o d i f i c a t i o na n dt h e o p t i m i z a t i o nw a sc a r r i e do na c c o r d i n gt ot h eu s e r s o p i n i o na n df e e d b a c k ，a n dt h e p a p e rd i das u m m a r yt ot h ee x i s t e di n s u f f i c i e n c yo ft h ed e v e l o p m e n t k e yw o r d s ：h i g hs l o p e ，i n f o r m a t i o ns y s t e m ，d a t a b a s e ，d a t ad i c t i o n a r y , n e t 武汉理工大学硕士学位论文 1 1 研究课题的提出 第1 章绪论 信息系统和信息处理从人类文明产生开始就已存在，直到电子计算机问世、 信息技术实现飞跃以及现代社会对信息需求日益增长，才迅速发展起来。从第 台电子计算机于1 9 4 6 年问世，5 0 多年来，信息系统经历了由单机到网络， 由低级到高级，由电子数据处理系统( e l e c t r o n i cd a t ap r o c e s s i n gs y s t e m s ，e d p s ) 到管理信息系统( m a n a g e m e n t i n f o r m a t i o ns y s t e m s ，m i s ) 、再到决策支持系统 ( d e c i s i o ns u p p o r ts y s t e m s ，d s s ) 的过程。e d p s 是面向业务的信息系统；m i s 是面向管理的信息系统；d s s 是面向决策的信息系统。e d p s 、m i s 和d s s 各 自代表了信息系统发展过程中的某一阶段，但至今它们仍各自不断地发展着， 而且是相互交叉的关系【1 1 。 信息管理技术在各行各业、各个领域正在获得广泛的应用并发挥着重要的 作用。在岩土工程建设中，随着现代岩土工程涉及的范围愈来愈广，深入地下 空间愈来愈深，遇到的问题愈来愈复杂，对计算结果的可靠性和实用性要求愈 来愈高，计算机特别是信息管理技术越来越发挥着不可替代的作用1 2 l 。在三峡 库区地质灾害的防治工作中广泛应用了信息管理技术。随着三峡库区建设进程 的推迸和不断发展，新修公路( 特别是高速公路) 、铁路、桥梁、大型建筑等都 将不可避免地因人工开挖而产生大量的边坡，这种因人工开挖而产生的边坡特 别是高切坡失稳后亦将会带来巨大的灾难。因此，对高切坡的研究，是三峡库 区地质灾害防治工作中的一项重要工作。由于地质灾害的危害性及突发性，须 及时准确的作出判断，提出解决问题、处理灾害的措施。因此。包含整个库区 2 0 个区县级基础站和两个省级总站，采用g p s 、遥感技术、计算机局域网、广 域网技术，以现代通讯为基础的计算机网络信息管理及决策支持系统的建设， 具有十分重要的意义。利用计算机技术对三峡库区的高切坡信息进行系统管理， 有助于有关领导及时了解最新的信息，从而准确的作出判断，提出解决问题、 处理灾害的措施，也能为研究人员提供基础数据支持和稳定性评价的依据。对 于三峡库区的地质灾害防治和信息管理以及共享，具有十分重要的作用。 武汉理工大学硕士学位论文 1 2 研究现状、发展趋势 信息管理是计算机应用的一个主要领域。计算机信息管理技术可用于获 取、组织、处理、分析和解释信息并使之为无数用户使用。2 0 世纪7 0 年代初 随着数据库技术、网络技术和科学管理方法的发展，计算机在管理上的应用日 益广泛，管理信息系统( m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m ，m i s ) 逐渐成熟起来。管 理信息系统是个利用计算机硬件和软件，运用分析、计划、控制和决策模型， 进行数据库管理的用户一机器系统，它能为企业或组织的运行、管理和决策提 供信息支持，它具有两大特点：一是高度集中，能将组织中的数据和信息集中 起来，进行快速处理，统一使用；二是利用定量化的科学管理方法，通过预测、 计划优化、管理、调节和控制等手段来支持决策。有一个中心数据库和计算机 网络系统是管理信息系统的重要标志，其处理方式是在数据库和网络基础上的 分布式处理。随着计算机网络和通讯技术的发展，不仅能把组织内部的各级管 理联结起来，而且能够克服地理界限，把分散在不同地区的计算机网互联，形 成跨地区的各种业务信息系统和管理信息系统。管理系统的核心是数据管理软 件和应用软件，主要由数据库管理、信息检索、信息统计分析、评价、成果输 出等几个基本模块组成。一般采用o r a c l e ，s y b a s e ，i n f o r m i x ，a c c e s s 以及s q l s e r v e r 等作为数据库管理软件平台i “。 岩土工程是以岩土力学为基本理论，把岩体和土体作为建设环境、建筑材 料和建筑物组成部分，进而研究其合理利用、整治和改造的综合性应用学科。 现代岩土工程研究的范围包括基础工程、地基处理工程、土石方工程、地下工 程地质相关的建设工程等，涉及到诸如城市建设、交通运输、道路桥梁、能源 电力、农林水利、港口码头、内河航运以及国防建设等国民经济的多个领域。 岩土工程在内容上的不断扩展给广大岩土工程师们提出了更高、更严、更新的 要求，为了提高岩土工程的设计、施工和管理水平，现代计算机与管理信息系 统正在获得广泛的应用并发挥着越来越重要的作用。在岩土工程中，对管理信 息系统有着较高的要求。比如它要求将收集到的基本数据与地理位置、空间位 置联系起来，以文本、图形、音像等多媒体的形式供用户查询、分析、评价、 利用并指导她质灾害防治。同时，不断收集现场资料和监测数据，利用信息反 馈技术，指导修改原来不合理的设计和旌工方法【2 j 。 目前，人们已经结合一些具体岩土工程项目，开发了许多具有可视化查询 武汉理工大学硕士学位论文 分析特征的信息管理系统和稳定性评价系统。在隧道工程、深基坑工程、边坡 工程、大坝工程、水利水电工程、地质灾害的预测预报等目前均应用到了信息 管理技术，开发了许多大大小小的工程地质信息系统、监测信息系统等，如滑 坡监测预测预报数据库的开发、土石坝工程监测管理信息系统、基坑工程监溯 数据库管理系统等。这些管理信息系统的核心是数据库技术1 2 】- 叽i 数据库技术发展历程数据库技术诞生于2 0 世纪6 0 年代末，在短短3 0 年里，它从第一代层次与网状数据库系统、第二代关系数据库发展到第三代 以面向对象数据模型为主要特征的新一代数据库系统。 在前两代数据库发展史上有三个标志性事件，第一个是i b m 公司在1 9 6 9 年研发出数据库管理系统的商品化软件i m s ，第二个是美国数据库系统语言 协会于6 0 年代末、7 0 年代初提出d b t o ( d a t a b a s e t a s k g r o u p 报告，第三个 是具有划时代意义的i b m 公司的研究员e e c o d d 在1 9 7 0 年发表了题为“大 型共享数据库的关系模型”论文，从此创建了关系数据模型。 随着网络的发展，计算机应用开始步入以网络为中心的阶段，随着热门 网站访问人数的激增，对数据库本身的存储机制、空间使用的效率及安全性 等方面都提出了更高的要求。在这种需求下，后关系数据库应运而生。所谓 后关系数据库，实质上是在关系数据库的基础上融合了面向对象技术和 i n t e m e t 网络应用开发背景的发展。它结合了传统数据库如网状、层次和关于 新的以i n t e r n e tw e b 为基础的应用，开创了关系数据库的新时代。 随着w e b 技术的广泛应用，传统的c s ( c l i e n t s e r v e r ) 模式已无法满足人 们的需要，传递单向信息的静态w e b 页面也无法提供充分的交互功能，客户 无法将动态信息发布到网上，这时就急需将数据库与w e b 连接起来，供用户 查询更新，这时出现了b s ( b r o w s e r s c r v e r ) 模式。这种模式不再需要在客户 端安装用户界面程序，而是只安装一个通用浏览器就行了，同时b s 功能都 在w e b 服务器上实现，故大大降低了维护工作，用户操作也相当容易，只要 会用浏览器就行。 跨世纪的数据库技术是基于w e b 的数据库技术，基于w e b 的数据库技 术当然包括传统数据库产品提供w e b 的接口，但更重要的是将w e b 作为数 据库的一部分，数据库的应用、开发都由网络应用服务器去解决【8 j 【| 。 动态w e b 数据库的应用技术主要有下面几种。 ( 1 ) c g i ( 通用网关接口) ：c g i 是较为常用的一种技术。c g i 标准允 3 武汉理工大学硕士学位论文 许选择使用多种不同语言来编写动态w e b 文档。传统的c g i 有很多缺点： 如不易开发、修改成本高、功能有限等。特别是它采用多进程，对每一个请 求都要启动一个新进程去处理。在用户访问高峰期，大量的进程会耗掉大量 的系统资源，使网站表现出响应时间延长，处理缓慢的情况。 ( 2 ) i s a p i ：i n t e r n e ts e r v e ra p i 由m i c r o s o f t 提出，作为种服务器编 程接口标准，以d l l 等程序库的方法可以减少一些c g i 的限制，尤其是多 进程的问题为扩展c g j 提供了些好处。 ( 3 ) n s a p i ：n e t w o r k ss e r v e r a p i 由n e t s c a p e 提出，与i s a p l 类似，针 对n e t s c a p e 服务器。 ( 4 ) s c r i p t 语言：目前存取网络数据库的解决方案趋向于在服务器端运行 简单的s c r i p t 脚本语言、结构化语言s q l 命令与标准h t m l 代码，通过o d b c 驱动程序连接到各种数据库，运行s q l 命令即可存取网络数据库。所谓的“脚 本语言代码”包括普通的标准h t m l 模板和s q l 命令。 ( 5 ) a s p a d o ：a s p a d o 是由m i c r o s o f t 开发的新技术，是完整的数 据库解决方案，它具有编程简单、管理方便、与浏览器无关。几乎所有流行 的浏览器都支a s p 。但是a s p 只能运行与m i c r o s o f t 的l l s ( i n t e r n e ti n f o r m a t i o n s e r v e r w i n d o w sn t ) 或p w s ( p e r s o n a lw e bs e r v e r w i n d o w s9 5 9 8 ) 两种w e b s e r v e r 。这也是a s p 的最大局限性。 ( 6 ) j s p 技术：j s p ( j a v as e r v e rp a g e s ) 与a s p 很相似，两者最主要的区 别在于在j s p 中( 和) 之间嵌入的代码只能是j a v a ，而不是v b s c r i p t 和 j a v a s c r i p t 这类脚本语言。j s p 基本上是使用j a v a 编程， j a v a 程序的编译结 果是一种通用的字节码，这些字节码由平台相关的j a v a 虚拟机o v m r 翻译” 执行。服务器在处理j s p 页面时会先把它们转换成s e r v l e t ( - - 种服务器端的 j a v a 程序，它能够通过h t t p 协议响应浏览器请求并作出答应) 。j s p 页面被 转换成s e r v l e t 后，原来的整个文档被转换成j a v a 代码，即不存在( 和) 标记，当用户并发请求j s p 页面时，系统通过多个线程来响应这些请求，与 c g i 为每个用户请求创建完整的进程相比，用线程响应用户的请求具有高得 多的效率。j d b c 驱动程序是一个数据库与j a v a 之间的接口，用于为j a v a 应 用程序连接数据库和执行查询提供统一的方法。j s p 页面或j a v a b e a n 只需 j d b c 驱动程序即可连接到数据库。如果某个数据库没有相应的j d b c 驱动 程序，却有合适的o d b c 驱动程序，那么可以使用种桥接程序连接j d b c 4 武汉理工大学硕士学位论文 驱动程序和o d b c 驱动程序来实现对数据库的操作f 1 5 j - 2 0 】。 1 3 存在的问题 目前，在岩土工程的各个领域中开发了大量的管理信息系统，从总体上来 说，这些信息系统主要由数据库管理信息检索、信息统计分析与成果输出等几 个基本的功能模块组成。利用m l s 技术对信息进行系统管理，有助于人们及时 了解最新的信息，从而准确的作出判断，提出解决问题、处理灾害的措施，也 能为研究人员提供基础数据支持和稳定性评价的依据，为岩土工程信息化起到 了很大推动作用。 但是，目前已开发的大多数管理信息系统，普遍存在较多的问题，例如： 一个系统只能针对某一个具体的项目，如果项目中的具体信息随时间和施工建 设的变化发生了相应的变化，系统需要重新进行二次或者多次开发，浪费了大 量的人力和物力：由于后期和初期的情况往往有很大的不同，导致项目初期开 发的信息系统到后期完全不具有实用性，最终得不到推广和使用。一一分述， 主要存在如下几点问题。 ( 1 ) 信息的采集与管理的自动化程度低。岩土工程建设中的项目往往地理 位置分布广泛，情况复杂，并且其数据繁多。大部分数据的采集都是依靠人工 在野外采集，然后集中上传到统一的数据库中。由于时间、人力和设备的关系， 存在着大量数据采集不完整或者错误的情况。这样使得工作量太，有时还要反 复做重复性的工作，致使工作效率低。在三峡库区高切坡信息系统的数据采集 过程中，要采用一定的方法，尽量避免这类问题。 ( 2 ) 在一个信息系统中，往往有多个表的信息需要录入，如果分别对其 编写录入模块，则工作量相当大。另外，在信息系统中，信息结构的变化而 引起数据库结构的改变是很平常的事，如果将录入模块的程序代码与数据揉 合在一起，一旦用户对数据结构的需求发生一点变化，就得不断地改写程序。 这就给系统的详细设计和程序的研发带来了很大的困难。在三峡库区高切坡 信息系统的研发过程中，将努力解决此类问题，使程序模块具有一定的通用 性，能适应用户需求的某些变化，减少编程工作量，使软件更具有弹性，更 具有生命力。 ( 3 ) 在信息系统中，信息查询和统计操作不仅是用户最为关心的也是系 武汉理工大学硕士学位论文 统最基本的功能之一。一个完善的查询统计功能不仅能够适应用户数据库结 构的变化和查询统计条件的变化，而且能够满足用户查询统计需求，对数据 库中的数据用通俗、直观的形式实时地组织查询统计。但是目前存在的较多 的信息系统一般只能实现较单一固定的查询，查询统计的功能不具备通用性、 动态性。在本项目的研究过程中，将寻找合适的方法，以改进查询统计功能。 ( 4 ) 数据库中数据传输采用的机制和安全问题，目前各系统采用不同的 方法，但各有弊端。 1 4 研究内容 论文结合国士资源部项目“三峡库区高切坡信息系统及高切坡稳定性评价 系统”，主要围绕着开发三峡库区高切坡信息系统这一中心目的进行研究。首先 通过收集三峡库区有关高切坡的各类资料，结合计算机与岩土工程两个方面的 专业知识进行分析，确定高切坡采集信息的内容、数据结构和基本任务。同时， 根据系统需求，对高切坡信息系统的工作流程、数据流程、数据类型、数据量、 数据关系进行分析，建立数据字典。然后，通过分析用户类别和用户需求，分 析系统业务流程，并考虑整个系统的结构和提供的接口，将系统分为几个子系 统分别对各个子系统的流程结构及布局进行设计。接着分别确定单机版和网络 版软件开发的平台和后台采用的数据库，进行具体的系统开发。最后进行系统 测试并根据用户意见反馈进行修改和优化，并对本次开发存在的不足进行总结。 论文分为六章。 ( 1 ) 第1 章绪论。介绍了信息系统特别是数据库技术在岩土工程中的研究 现状与存在的问题。 ( 2 ) 第2 章三峡库区高切坡信息系统的数据采集和需求分析。 ( 3 ) 第3 章三峡库区高切坡信息系统的结构设计。研究了三峡库区高切坡 信息系统总体设计思路，包括数据库系统设计原则，系统功能模块及结构设计。 ( 4 ) 第4 章三峡库区高切坡信息系统的详细设计。对整个系统特别是功能 模块进行了详细设计。 ( 5 1 第5 章三峡库区高切坡信息系统的集成与实现。 ( 6 ) 第6 章结论与展望。给出论文的几个结论，并指出了今后需要进一步 研究的几个问题。 武汉理工大学硕士学位论文 第2 章三峡库区高切坡信息系统的需求分析 2 1 三峡库区高切坡概述及综合分析 边坡是人类工程活动对自然斜坡的改造而形成的人工陡坡，在三峡库区又 称为切坡。在我国工程建设规范建筑边坡支护技术规范和重庆市地方标准 工程地质勘察规范中明确规定：岩质边坡高度大于1 5 米，土质边坡高度大 于8 米的为“高边坡”( 即“高切坡”) 。 2 1 1 高切坡的数量和分布 三峡水库淹没涉及湖北省4 个县和重庆市1 6 个县( 市、区) 共2 0 个县( 市、 区) 。库区面积为5 6 7 万平方公里，淹没面积6 0 0 k m 2 。以后靠移民1 2 0 万人。 由于蓄水后库区地质环境容量不足，移民迁建及沿江公路以靠近边岸线( 蓄水 后) 分布为主为主，造成大挖大填，形成大批高切坡。 据湖北省政府和重庆市政府2 0 0 1 年1 0 月关于高切坡的资料统计，截止2 0 0 1 年1 0 月在库区内移民迁建区内，共1 4 2 8 处，其中湖北省境内4 县8 8 3 处，重 庆市境内1 6 县( 区) 5 4 5 处。主要分布在移民安置区的新县城和复建公路两侧 ( 即坝前1 7 5 水位线以上) 。集中分布在奉节、巫山、巴东、云阳、丰都等新城 区和万州、秭归、重庆七区。 2 1 2 大量高切坡形成原因 ( 1 ) 三峡库区地质环境容量不足，移民迁建不可避免要形成高切坡：移 民城( 集) 镇的市政建设，主要用于市政工程道路和场地；建筑物用地改造 斜坡，主要为移民县( 集) 镇的建房用地切坡( 或填坡造地) ；公路建设切 坡。 ( 2 1 局部失控，造成许多不必要的高切坡。为了追求市政建设的布局连片 或为了临江等原因，而忽视了地质因素，从而造成了许多原可避免的高切坡。 岩坡高达8 0 米( 巫山幼儿园高切坡等) ，土坡高达4 0 米( 奉节师范教学楼高切 坡等) ，不尊重科学必然造成隐患。 7 武汉理工大学硕士学位论文 ( 3 ) 高切坡的成因主要有三类。公路切坡：库区范围内，公路切坡统计 为7 9 4 处，占总数的5 5 6 ，面积6 0 2 万平方米，占总面积的( 9 1 4 3 万平方米) 的6 5 8 。建房切坡：库区范围内，房屋切坡统计为4 3 6 处，占总数的3 5 3 ， 面积1 1 5 6 万平方米，占总面积的1 2 6 。市政工程切坡：三峡库区范围内， 市政工程切坡统计为1 9 8 处，占总数的1 3 8 ，面积1 9 6 7 万平方米，占总面积 的2 1 6 。 2 1 3 高切坡稳定性 ( 1 1 高切坡的岩性分类：按岩性可分为岩质切坡和土质切坡，库区高切坡 以岩质切坡为主。岩质切坡为1 2 5 6 处，占8 8 ，土质切坡为1 7 2 处，占1 2 。 ( 2 ) 按稳定性高切坡可分为稳定、基本稳定、潜在不稳定和不稳定四类。 稳定的和基本稳定高切坡：稳定的和基本稳定高切坡共2 0 7 处，占总数的 1 4 5 ；其中土质切坡为4 1 处，占2 9 ，岩质切坡为1 6 6 处，占1 1 6 。潜 在不稳定的和不稳定高切坡：潜在不稳定的和不稳定高陡坡共1 2 2 1 处，占总数 的8 5 5 ；其中土质切坡为1 3 1 处，占高陡坡总数的9 2 ，占土质切坡总数( 1 7 2 ) 的7 6 2 ；岩质切坡为9 7 2 处，占高陡坡总数的6 8 1 ，岩质切坡总数( 1 2 5 6 ) 的7 7 4 。由此可知，三峡库区高切玻隐患达1 2 2 1 处，占高陡坡总数的8 5 5 。 综上所述，三峡库区高切坡大多是因工程活动形成的，在降雨、不完善的 城市生活排水、建筑物加载等因数作用下，影响高切坡稳定性，潜在危害大， 分布范围广。为7 9 4 处，占总数的5 5 6 ，面积6 0 2 万平方米，占总面积的( 9 1 4 3 万平方米) 的6 5 8 。建房切坡：库区范围内，房屋切坡统计为4 3 6 处，占 总数的3 5 3 ，面积1 1 5 6 万平方米，占总面积的1 2 6 。市政工程切坡： 三峡库区范围内，市政工程切坡统计为1 9 8 处，占总数的1 3 8 ，面积1 9 6 7 万平方米，占总面积的2 1 6 。 2 2 系统研发的必要性 三峡库区是地质灾害多发地区，库区地质灾害以滑坡、崩塌为主。三峡水 库淹没涉及湖北省4 个县和重庆市1 6 个县( 市、区) 共2 0 个县( 市、区) 。库 区面积为5 6 7 万平方公里，淹没面积6 0 0 k i n 2 。以后移民1 2 0 万人。随着库区建 设的不断发展，一方面，三峡库区地质环境容量不足，移民城( 集) 镇的市政 武汉理工大学硕士学位论文 建设、建筑物用地改造斜坡、公路建设切坡等移民迁建工程不可避免要形成高 切坡，另一方面，为了追求市政建设的布局连片或为了临江等原因，而忽视了 地质因素，不尊重科学必然造成隐患，局部失控，从而造成了许多原可避免的 高切坡。 据湖北省政府和重庆市政府2 0 0 1 年1 0 月关于高切坡的资料统计，截止2 0 0 1 年1 0 月在库区内移民迁建区内，共1 4 2 8 处，其中湖北省境内4 县8 8 3 处，重 庆市境内1 6 县( 区) 5 4 5 处。主要分布在移民安置区的新县城和复建公路两侧 ( 即坝前1 7 5 水位线以上) 。集中分布在奉节、巫山、巴东、云阳、丰都等新城 区和万州、秭归、重庆七区。在库区范围内，公路切坡统计为7 9 4 处，占总数 的5 5 6 ，面积6 0 2 万平方米，占总面积的( 9 1 4 3 万平方米) 的6 5 8 ；建房 切坡统计为4 3 6 处，占总数的3 5 3 ，面积1 1 5 6 万平方米，占总面积的1 2 6 ； 市政工程切坡统计为1 9 8 处，占总数的1 3 8 ，面积1 9 6 7 万平方米，占总面积 的2 1 6 。 稳定的和基本稳定高切坡共2 0 7 处，占总数的1 4 5 ；潜在不稳定的和不 稳定高陡坡共1 2 2 1 处，占总数的8 5 5 。由此可知，三峡库区高切坡隐患达1 2 2 1 处，占高陡坡总数的8 5 5 。 从数据可知，三峡库区高切坡大多是因工程活动形成的，在降雨、不完善 的城市生活排水、建筑物加载等因数作用下，影响高切坡稳定性，潜在危害大， 分布范围广。 这种因人工开挖而产生的边坡特别是高切坡失稳后亦将会带来巨大的灾 难。因此，对高切坡的研究，是三峡库区地质灾害防治工作中的一项重要工作。 由于地质灾害的危害性及突发性，须及时准确的作出判断，提出解决问题、处 理灾害的措施。因此，包含整个库区2 0 个区县级基础站和两个省级总站，采用 g p s 、遥感技术、计算机局域网、广域网技术，以现代通讯为基础的计算机网 络信息管理及决策支持系统的建设，是领导和有关部门对地质灾害防治进行决 策的十分迫切的当务之急。三峡库区高切坡信息系统是国土资源部重点项目： “三峡库区地质灾害防治信息与决策支持系统”的重要组成部分。该系统的开 发，有助于主管部门及有关领导及时快速的了解高切坡的基本概要信息，并根 据管理需要进行统计分析；也为技术管理人员及研究人员了解查询高切坡的详 细信息，并对高切坡稳定性评价相关信息进行提取和统计分析提供了平台。总 之，对于三峡库区的地质灾害防治和信息管理以及共享，具有十分重要的意义。 武汉理工大学硕士学位论文 2 3 系统需求分析 高切坡信息系统的需求主要来自系统的应用单位f 或应用人员) ，即狭义的 用户。系统的应用单位包括政府主管部门、灾害监测预警和工程治理管理部门， 而系统的具体应用人员包括业务专家( 各级技术负责人) 、地质灾害监测人员、 信息工作管理人员、政府行政主管( 决策人员) 、企事业单位负责人和公众，可 归纳为两大类，一类为主管部门及有关领导( 也包括部分社会公众) ，另一类为 技术管理人员及研究人员。针对不同的用户有不同的需求，进行了具体分析， 前者主要查询关于高切坡的一些基本的概要的信息，并作一些应用于管理需要 的统计分析；后者，多需要查询高切坡的详细信息，并需对高切坡稳定性有关 的信息进行统计分析。对高切坡信息需求有阻下几个方面： ( 1 ) 高切坡基本信息，即高切坡概要信息； ( 2 ) 高切坡详细信息( 包括试验信息) ； ( 3 ) 高切坡稳定性评价系统计算分析所需的高切坡信息： ( 4 ) 对公众发布的高切坡信息。 2 4 系统业务工作内容及工作流程 2 4 1 工作内容 根据用户需求分析及项目要求，确定高切坡信息系统的业务工作内容主要 有： ( 1 ) 通过对高切坡进行调查，采集库区高切坡资料，包括高切坡的基本信 息、特征信息、空间信息以及地质勘察试验信息，并对所采集的数据进行整理， 对涉及高切坡基本信息及稳定性评价系统的数据项进行标准化处理，按 g b 9 6 4 9 8 8 地质矿产术语分类代码及整个三峡库区地质灾害防治信息与 决策支持系统要求，建立高切坡名词术语代码字典； ( 2 ) 对高切坡数据结构及数据间关系进行研究，建立库区高切坡数据文件 字典、数据文件属性字典。设计高切坡数据库结构及数据采集表单，编制数据 采集模块，建立库区高切坡信息数据库，为相关单位和用户提供所需要的信息， 为实施工程治理提供详实的资料； 1 0 武汉理工大学硕士学位论文 ( 3 ) 编制高切坡数据库管理模块，功能包括对高切坡信息数据库数据的增、 删、改操作及辅助进行上述操作的查询功能，以及将单机版中数据转换、传入 网络版o r a c l e9 i 数据库中等； ( 4 ) 编制高切坡信息查询模块、统计分析模块及报表输出打印模块，包括 各类信息查询、统计、输出，以满足不同部门、不同层次的需求。 2 4 2 工作流程 高切坡信息系统业务工作流程根据整个工作内容而定，具体流程如图2 - 1 所示： ( 1 ) 对高切坡进行调查和地质勘察实验； ( 2 ) 攘理资料并进行标准化处理，然后将数据采集入库： ( 3 ) 对采集的数据进行查询统计分析，并以图形、表格的形式输出或者通 过网络进行信息发布； ( 4 ) 提取部分数据，以供工程治理进行评价计算分析。 2 5 数据分析 图2 - 1高切坡信息系统业务工作流程图 高切坡信息系统采集信息主要是专业属性数据，主要利用系统研发的单机 版系统在现场直接采集，经转换后传送到基础数据库中。其他数据由相关子系 统数据库提供，如基础空间数据库。 专业属性数据包括高切坡基本信息、高切坡特征信息、高切坡试验信息以 及高切坡空间图形中对应图元属性信息。其中，高切坡基本信息、高切坡特征 信息、高切坡试验信息根据相应地高切坡信息调查和处理后直接采集输入数据 库中。 武汉理工大学硕士学位论文 ( 1 ) 数据输入报表 输入报表主要有：三峡库区高切坡调查表及三峡库区高切坡试验数据采集 表两类，前者为野外调查用表，而当使用计算机在野外采集数据时，其数据输 入表单格式与野外调查用表相似，只是将一些项目的属性输入改成了下拉菜单， 目的是方便用户输入；高切坡试验数据采集表是根据采样试验结果设计输入表 单，将数据采集入库。详细报表见三峡库区高切坡信息系统详细设计报告。 ( 2 ) 数据输出报表 输出报表与输入报表格式保持大体一致，只是将可选项变成实际选择项 填入表中。用户可以根据需要输出不同内容的报表。 武汉理工大学硕士学位论文 第3 章三峡库区高切坡信息系统的结构设计 3 1 数据库系统的基本概念 3 1 1 数据库系统 数据库( d a t a b a s e ，简称为d b ) 是指长期储存在计算机内的有组织的可共 享的数据集合，是数字化时代最重要的信息管理工具。数据是描述事物的符号 记录，具有形式和语义早期的数据单指数字形式的结构化信息，随着信息技术 的发展，用二进制可对文本、音乐、影视等非结构化信息进行描述、标识，数 据表现形式出现了结构化、非结构化及通过置标实现非结构化信息结构化的半 结构化数据。数据按一定的数据模型组织、描述和存储，形成数据库【”。 数据库系统是由文件系统演变而来的，数据库系统中的数据不是针对某个 具体的应用程序而设计的，而是面向全局的应用。一个数据库中可以包括表、 视图、存储过程、各字段的属性、规则等。数据库系统中数据按其复杂程度分 为4 个层次，如下图3 - 1 所示，数据库系统的主要特点有f 2 l l 。【2 4 】： ( 1 ) 统一管理的结构化数据 数据库系统中的数据是有结构的，由d b m s 统一管理。在设计数据库结构 时，在调查研究的基础上，要充分考虑整个系统的数据结构，不以某个具体的 应用程序为依据，既要描述数据，也要描述数据之间的关系。 ( 2 ) 数据冗余度小 合理的数据系统要尽量减少数据的冗余度。在一个系统中，可能涉及多个 用户，不同的用户根据不同的需要访问不同的数据子集。减小冗余度的好处主 要有两个：一个是节约数据存储的空间；另一个是避免了数据的不一致性。 ( 3 ) 数据共享 数据库系统中的数据能够为系统中所有合法的用户共享使用，也可以为系 统中