基于WEB-GIS的安全生产应急指挥系统建设的研究.doc

基于Web GIS的安全生产应急指挥资源信息平台建设的研究刘铭1 刘岩2（1.北京市昌平区信息中心 北京 102200；2.解放军艺术学院 北京 100081）摘要：利用SuperMap GIS平台，建设基于Web GIS技术的安全生产应急指挥资源信息平台，整合各类应急资源，优化资源配置，针对不同类型的突发事件动态生成应急救援指挥方案，丰富应急指挥的手段，提高应急指挥的效率、实用性和科学性。关键字：Web GIS；SuperMap IS .NET；安全生产；应急指挥Research on information platform of emergency response system for industrial safety based on WEB GISLiu Ming1 Liu Yan2(1.Information Centre Of Chang Ping, Beijing 102200; 2. The Peoples Liberation Army Academy of Arts, Beijing 100081 )Abstract: Take advantage of SuperMap GIS, this work aims to construct an information platform of emergency response system for industrial safety based on WEB GIS techniques. This platform is to integrate various resources, optimize the allocation and generate emergency response programs according to different emergency events. It is a novel and practical technique to improve greatly the efficiency of emergency response.Key Words: Web GIS; SuperMap IS .NET; Industrial Safety; emergency response1 引言近年来，各类重大、特大安全生产突发性事件时有发生，传统的工作手段已经难以满足新形势下应急指挥工作有效进行的需要。依托网络基础环境，运用信息技术手段，建设高效准确、科学可行的安全生产应急指挥资源信息平台，及时掌握安全生产动态，对各类安全生产事件科学分类，整合安全生产应急救援专家、应急救援队伍、物资储备库、各级单位的应急预案、安全生产法律法规和事故案例等各类资源，合理规划应急救援资源布局，实现资源信息共享，为应急救援提供有力保障。Web GIS能够通过网络发布管理GIS数据，并对GIS数据各种功能需求的处理，它采用面向Internet的分布式计算技术和组件式设计结构，支持跨区域、跨网络的复杂大型网络应用系统集成，为用户提供空间数据的在线查询分析功能。应用组件式GIS软件SuperMap IS .NET可以快速建立基于地图的Internet或Intranet的地理信息服务系统1。本文以北京市昌平区安全生产应急指挥资源信息平台建设实践为例，利用Web GIS技术和SuperMap IS .NET开发平台，基于政府信息资源平台2提供的地图数据，实现对各类安全生产企业的管理，整合应急救援资源，注重突发事故应急分析，动态生成救援方案，实现突发事故影响区域模拟、事故相关专家自动查询、事故应急物资库自动查询和分析、事故相关案例自动匹配、事故相关救援队伍自动查询及事故救援路径分析等功能，为安全生产应急救援工作提供切实可行的方案。2 SuperMap IS .NET技术特点与评价安全生产应急指挥资源信息平台的核心开发平台是SuperMap IS .NET。SuperMap IS .NET是基于 Microsoft .NET 技术和SuperMap Objects 组件技术，采用面向Internet/Intranet的分布式计算技术，支持跨区域、跨网络的复杂大型网络应用系统集成。2.1 SuperMap IS .NET 体系结构SuperMap IS .NET采用多层软件体系构建，由客户端程序、Web服务器、GIS应用服务器、数据服务器组成，透明的实现了系统规模的扩展，不但在逻辑上划分了各个模块的功能和相互之间的关系，在物理实现时实现了真正组件独立，每个部分都可以单独维护和升级更新。Web服务器、GIS应用服务器和数据库服务既可以部署在一个物理服务器计算机上，也可以部署在多个服务器计算机机群上；另外，Web服务器，GIS应用服务器和数据库服务都可以拥有多个拷贝协同执行相同的任务，并行运算提供GIS服务，也可以执行不同的任务，提供不同内容服务。2.1.1 SuperMap IS.NET客户端程序SuperMap IS .NET支持最广泛的客户端程序，如 IE，Netscape，Mozilla等，还支持桌面应用程序、移动终端设备、以及各种网络应用程序的访问。用户可以通过多种形式轻松地连接到基于SuperMap IS .NET构建的站点。2.1.2 SuperMap IS .NET Web服务器SuperMap IS .NET采用HTTP标准的端口（80或者8080）发布GIS服务，不需要开放额外的端口，使得网站的安全性不会因为增加 GIS服务引入新的风险，利用Web服务器中成熟的技术（比如Cache，Session）扩展 GIS服务，这也是 Web 和 GIS结合的初衷，既利用Web服务器提供特性，同时充分利用后台服务提供强劲的 GIS功能服务。2.1.3 SuperMap IS .NET GIS应用服务器SuperMap IS .NET的GIS应用服务器基于.NET 组件技术构建，实现了多机多应用和GIS服务器集群功能，可以同时支持多个不同类型的引擎并行运行，提高了用户的并发访问量；同时，提供了多个预定义 GIS 服务引擎组件，重用这些引擎，用户可以快速构建自定义引擎，提供高级的行业应用引擎。2.1.4 SuperMap IS .NET的数据库访问技术SuperMap IS .NET使用SuperMap统一内核的空间数据引擎技术SDX+ 2008，从而可以顺利实现将空间数据和非空间数据一体化存储到 Oracle、SQL Server和 Sybase等大型关系数据库中。基于SuperMap IS .NET，可以充分发挥大型关系数据库海量数据管理能力和并发访问能力，构建大型网络 GIS应用系统3。2.2 采用SuperMap IS .NET的优势评价采用SuperMap IS .NET技术，Web服务器和GIS应用服务器之间可以跨进程或者跨机器进行通讯，相对传统的直接Web服务器扩展和独立GIS应用服务器具有一下几方面的优势：1) 业务逻辑相互分离。Web服务器和GIS应用服务器相对独立，各自处理其擅长的业务，可以充分利用系统资源，不会相互影响运行状态，有利于服务器错误定位，提高系统的安全性。2) 提高软件复用。利用组件技术，可以复用已经创建的组件，充分利用数据缓存，提高服务性能。3) 系统可以灵活扩展。GIS服务的操作是比较费时的，GIS应用服务器需要更多的系统时间来响应用户请求，这样GIS 应用服务器负载量远大于Web服务器的负载量，也就是说，如果Web服务器和GIS服务器都能够达到相同的利用率，GIS应用服务器和Web服务器投入的资源量是和其负载量成正比的，在实际系统运行过程中，可以根据两者的负荷情况增加相应的硬件资源，在不同层次实现集群，满足更多用户的并发需求。3 平台设计与实现安全生产应急指挥资源信息平台依托空间地理信息基础数据资源，借助Web GIS技术，有效整合安全生产专家、应急救援队伍、物资储备库、各级单位的应急预案、安全生产法律法规和事故案例等信息资源，在此基础上，开发安全生产应急资源管理、企业信息上报和安全生产应急指挥三个子系统。3.1 平台体系结构设计依据SuperMap IS .NET采用的分层软件体系结构，安全生产应急指挥资源信息平台的体系结构分为数据层、支撑层、应用层5。3.1.1 数据层数据是安全生产应急指挥资源信息平台的基础，安全生产应急指挥资源信息平台的数据由基础地理信息数据和安全生产应急指挥专题数据。基础地理信息数据包括了政务电子地图数据、地名地址数据、政务信息图层数据库、遥感影像数据、数字线划图数据；安全生产应急指挥专题数据包括安全生产救援队伍库、物资储备库、事故案例库、安全生产企业库等空间信息数据和事故类型库、知识法规库、专家库、应急预案库等非空间信息数据。非空间信息通过安全生产企业可能发生的事故类型字段与空间信息进行关联，作为空间数据对象的扩展属性展示。3.1.2 支撑层支撑层主要由各种服务和接口组成，包括SuperMap IS .NET网络地理信息发布系统的开发平台、Web服务、地理编码组件、消息服务组件等组成。在这一层主要将平台应用层的公共模块和功能进行了组件封装，各个应用服务系统可以根据需要调用和集成组件，降低系统的开发难度，提高软件复用度，提升资源共享能力，保证数据层和平台应用服务层的相对独立性，同时还奠定了将来系统功能扩展的基础。3.1.3 应用层平台应用层由安全生产应急资源管理、企业信息上报和安全生产应急指挥三个子系统构成，是本平台所有功能逻辑的完整封装，也是各类用户访问本平台的必要接口和途径。3.2 平台应用层功能模块设计平台应用层由安全生产应急资源管理、企业信息上报和安全生产应急指挥三个子系统构成，是整个平台的业务逻辑集中点，直接为用户提供服务，在整个系统的总体架构中，处于非常重要的地位。3.2.1 企业信息上报系统通过为平台所管理的安全生产企业开设登录帐户，实现企业登录系统后可自主填报企业信息、在地图上标注企业地理位置等平台所需监管掌握的安全生产企业信息。政府安全生产管理部门通过本系统企业所填报信息的审核、发布入库和反馈信息。3.2.2 应急资源管理系统基于基础地理信息数据，通过电子地图，将安全生产相关的应急资源信息整合，进行在线发布管理，以方便事故应急救援时能够快速、智能地进行应急救援分析提供数据基础。安全生产应急资源管理系统对事故类型分类、安全生产专家、应急救援队伍、物资储备库、各级单位的应急预案、安全生产法律法规和事故案例等空间信息和非空间信息数据库进行管理与维护，根据生产企业可能发生的事故类型字段的关键字与应急救援队伍、物资储备库、各级单位的应急预案、安全生产专家和安全生产法律法规进行关联，对各类应急救援资源进行统计。3.2.3 安全生产应急指挥系统安全生产应急指挥系统主要实现对安全生产企业的监管，包括根据地名地址关键字在地图上定位企业位置，在地图上查询某一区域内所有安全生产企业空间布局情况或某一类型安全生产企业的空间布局情况；实现地图的基本操作功能，如放大、缩小、漫游、全幅、测量空间距离、测算面积；实现对突发事故在地图上的动态添加、信息查询等功能，包括事故地点、事故名称、事故描述、相关企业、产生危害物品等信息；实现根据事故发生地理位置对事故影响区域、危害人群空间分布进行模拟，自动分析可能发生连锁灾害反应相关生产企业，动态生成应急救援预案，自动关联查询事故相关专家、事故应急物资库、事故相关案例、事故相关救援队伍等相关信息，并对事故救援最短路径进行分析并在地图上显示。3.3 平台实现平台的开发选用了SuperMap IS .NET作为地图应用服务器，发布平台所需的地图服务；IIS6.0（Windows Server 2003）作为Web信息服务器，部署平台各应用系统；Oracle Server 9i作为数据库服务器，存储空间数据和非空间数据。3.3.1 服务器端开发平台利用SuperMap IS .NET的服务器端控件 AjaxControls、类库开发服务器端应用。这种开发方式只需调用控件的属性、事件、方法就可实现基本地图操作功能，包括地图载入初始化、放大、缩小、漫游、鹰眼等功能，开发和调试过程简单，主要用来搭建系统的总体结构。3.3.2 客户端开发SuperMap IS .NET AjaxScripts是一套与服务器端控件相对应的客户端脚本开发控件，该脚本控件包括了200余个公共对象类型，10余个核心开发控件，提供了10余种Action操作类型，用户在使用这些Action操作类型后，只需要编写少量代码，便能够实现客户端的互动操作。同时，用户也可以根据实际情况开发出自定义的操作类型，来进一步丰富客户端的互操作性4。平台利用SuperMap IS .NET AjaxScripts脚本进行客户端操作功能的开发，包括距离量算、面积量算、空间查询、定位、影响区域模拟、最短路径分析、生成应急救援方案等功能。AjaxScripts脚本控制的空间对象在向服务器提交请求时，如果没有更新数据，不需要重构对象或整个页面，从而使得客户端拥有更好的响应速度，提高了应急指挥系统的响应速度，更符合实际应用要求。另外，SuperMap IS .NET AjaxScripts是通过Ajax技术封装的客户端脚本控件，客户端脚本控件的开发平台可以是.NET、Java、PHP等等，而且由AjaxScripts构建的Web应用系统是带有脚本的DHTML页面，这种DHTML是被最广泛支持的，因此可以跨操作系统，跨浏览器获得访问，也正是基于这一特点，提高了应急指挥系统的通用性。3.3.3 应用配置利用SuperMap IS .NET AjaxScripts脚本的开发需要对GIS服务器和AjaxHandlers进行处理和配置。AjaxHandlers负责处理客户端的请求，保证Web应用程序能够找到地图服务发布的地址和端口。配置AjaxHandlers主要在Web应用程序的配置文件Web.Config中进行，在节内添加以下配置信息： 3.3.4 实现地图查询定位功能属性查图是GIS空间信息查询的基本功能之一，就是通过查询属性的关键信息，找到相对应的空间对象，然后在地图上定位查询结果。这里实现的属性查图是一种模糊查询功能，即在文本框中输入关键字，然后在安全生产企业所有相关图层（如AJ_ZY_AYAJ_ZY是奥运场所图层、AJ_ZY_WHAJ_ZY是危化品企业等）中进行查询，找到并显示各图层中包含所需关键字的全部安全生产企业名称，点击某一企业名称链接，该企业会在地图中居中定位并高亮显示，同时企业详细信息出现在右侧列表中。（1）安全生产应急指挥系统主界面设计如图1所示。图1应急指挥系统界面设计（2）客户端属性查图代码实现function CompanySqlQuery(string companyLayer) var queryParam = new SuperMap.IS.QueryParam(); queryParam.IsAllLayer = false; / 设置查询模式为不查询所有图层 var queryLayer = new SuperMap.IS.QueryLayer(); queryLayer.layerName = companyLayer; / 设置查询图层名 var CompanyValue = document.getElementById(CompanyValue);/获取查询关键字 queryLayer.whereClause = xxmc like * + CompanyValue.value+*; /设置条件 queryParam.queryLayers = new Array(1); queryParam.queryLayers0 = queryLayer; var queryManager = MapControl1.GetQueryManager(); var resultSet = queryManager.QueryBySql(queryParam, onQueryComplete, onError);同时需要定义实现查询完成和查询错误的处理函数onQueryComplete和onError的代码。onQueryComplete函数主要用于根据返回的结果集resultSet，对每个查询结果按所在图层进行列表显示，实现点击查询结果链接后地图居中定位、高亮显示，显示详细信息，实现对可能