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［摘要］
掌握灾情信息，及时预防应急处理灾情关系到人民群众的财产和生命的安全。本文从地质灾害预警及信息管理出发，以GIS为基础，运用计算机技术、网络技术、射频技术等设计出一种高效、科学处理灾情的系统，重点介绍了系统总体设计、软件体系结构、灾情预警模块、数据传输模块、数据库等，实现对灾区实时监测、信息整合、灾情分析等功能。
［关键词］
地质灾害预警；GIS；数据库；实时监测
及时、全面、综合获取全面而又可靠的灾害信息是完美处理灾情的关键。GIS是一种有效地收集、存贮、分析、再现空间信息的信息系统[1-3]。他将空间信息和属性信息相结合，通过数据整合、管理、图层叠加、分析，集合遥感学、测绘学、计算机学等学科，融合先进监测技术实现对灾害区域有效掌控，以达到对灾情预知、灾后科学补救的目的。目前地质灾害的工作主要依赖于地质调查、野外调绘、现场观测等技术，缺乏一种完善的综合整理利用信息的系统，在预警方面也不能第一时间整合有效资源作分析寻找最优解决方案。因此，在地质灾害预警及信息管理工作中，如何让在短时间内，有效获取有用的信息提供给管理部门，理性提出解决方案为越来越多的人所重视[4-7]。本文统筹考虑多方面因素，提出一种基于GIS的管理系统，希望在地质灾害工作中有所帮助。
1GIS在地质灾害管理上的应用现状
随着科学技术的日新月异，计算机，RS、GPS等技术也得到迅猛发展，地质灾害领域的GIS由于得到新技术的支持，也使得它的应用越来越广泛。从上世纪九十年代起，GIS就成为我国研究的一个讨论热题，渐渐的被人们熟知。地理信息系统在我国起步比较晚，经过多年的努力，在技术上和经验上已经取得了可人的成绩，但也存在一些不足之处。就整体而言，在技术上和规模上达到了国际先进水平，但在硬件设备配套，软件的商品化，综合分析模型的使用性和系统更新能力等方面和国际先进水平相比还存在着差距。传统的系统不足之处在于对空间数据的管理比较困难，如空间环境的模拟机信息的显示，只能完成一些基本的数据查询、报表处理的工作。但就目前而言，GIS在地质灾害方面的应用比较单一，只要体现在对灾害的监测、评价、分析、预警等方面，缺乏一种整合信息综合管理的应用。GIS在地质灾害领域的发展不仅仅取决于GIS技术的发展，更取决于地质灾害领域信息化的进程，随着现代化、信息化的进一步发展，GIS将在该领域得到更加广泛的应用。
2系统设计
2.1系统总体结构
系统不仅服务相关部门同时也拥有面向群众的平台，主要承担两个方面的功能：一是通过计算机网络构筑灾害监控与管理实现数据的共享，利用GSM/GPRS无线网络实现基础数据、实时监测数据及其它有关数据的采集、交换等；二是通过灾害实时监控与管理平台，向社会公众和灾害管理人员提供信息和数据处理功能。
2.2应用软件体系
应用软件体系采用一种B/S、C/S混合的构架模式，充分利用两种构架各自的优势，包含展示、应用、平台、存储、网络传输、数据采集等层。
2.2.1C/S结构
C/S这种共享系统自国外引进经过发展与20世纪九十年代达到成熟[8]，这种系统响应速度快并且对服务器造成的负担较小，在数据传输速率方面也可以达到很高的要求。C/S的客户端主要承担的功能是数据的查询、浏览等，服务器接受指令后迅速运作响应客户端需求，两个部分分开工作又相互配合实现数据的集中统一管理，由于问题在不同的构建解决，也有利于系统给的安全性。这种分开的工作机制也会带来相应的局限性[9]。首先，C/S这种构架只适用于电脑数量有限的局域网，超过百台后，即使匹配相符合的版本软件，也会因为自身工作结构的特殊性难以达到理想效果，且付出的代价很高昂。现在生活节凑加快，各种信息铺天盖地，这就要求大幅度提高各类信息资源获取的时效性，C/S构架也不能通过互联网实现移动办公、视频会议等现代办公需求。此外还有一种C/S三层结构，这种结构实在常规客户机基础上再添加一个服务器，对数据传输的数量、质量、频度要求比较高。
2.2.2B/S结构
B/S在克服C/S存在问题的基础上进行改进[10]，这种结构最大的优势是在服务器端处理事务，简化了电脑载荷也降低了成本，从目前看在局域网使用这种构架是最划算的，在内网、外网、网络视频操控的方面也能体现出其强大的功能。B/S包含表示层、处理层、数据层三层结构。其显著特点是能实现客户端零维护，不需要软件只要有电脑拥有管理员分配的用户信息就可以使用[11]。由于其操作只是针对服务器，所以不管用户规模有多庞大都不会增加系统工作量。也正是这种工作模式，造成最大的弊端在于服务器负担过重，web浏览器也不能满足大量数据输入、输出，数据访问和业务处理也不在同一页面，难以实现共享。
2.2.3B/S、C/S混合结构
为了综合两种构架的优势，本灾害预警信息管理系统决定采取一种B/S、C/S相结合的结构。可以满足既可以满足普通用户的访问请求，应用软件体系如下图，其中表示层主要承担信息的浏览和输出、功能层处理用户请求并执行相应的程序实现反馈、数据层主要满足数据库服务器提出关于数据操作的请求，执行后提交服务器。
2.3灾害预警模块
根据国内外地址分析进程和预警研究的深度，综合GIS基本功能设计一种综合预警系统，主要作用体现在通过利用基本信息实现灾害区域三维可视化、场景现场化而实现灾害的预警和监测。利用GIS分析功能结合灾害区域基本地理特征，通过数据库统一管理综合遥感影像数据、DEM数据、三维模型数据等，调用灾害预测分析模型对数据进行分析，从而实现成熟的空间预测。系统根据模型结合区域实时动态信息，分析后实现空间和时间的预报。预警系统采用一种三维可视化监测方式，可对主要监测区实施可视化管理监测[12-13]。
2.4数据传输模块
地质灾害发生在野外，所以系统主要的应用领域在野外，数据由野外直接储存然后传给相关部门，这就对数据传输的质量要求比较高，野外地形地貌比较复杂，各种设施也不完善，电力、网络等条件也达不到，这就需要一种具备各种条件的传输系统保证数据的正常传输。在山地、林地等情况下，运用无线传输，采用多频技术跨频段传输，运用GIS地图分析功能将研究区域划分为多个单元模块，每个单元模块设立一个数据接收中转站，在网络覆盖地区设立数据接收站，中转站的数据通过网络传输给接收站，在传给相关部门。无网络传输区域采用风光互补发电系统供电，在无指令阶段进入休眠调度管理，提高野外应用周期，以ARM微型处理器为核心，传输频段使用2.4GHz和UHF/VHF频段，既保证数据传输的时效性，也提高了远距离传输的可靠性，采用多级延伸也可以拉大适用范围。公共网络覆盖区域采用移动4G、蓝牙、无线wlan等实现数据的正常传输[14-15]。
2.5数据库
数据库存储的有属性数据和空间数据，采用集成方法通过编程关键的字符段来避免数据类型不一致，属性数据以表格形式展示，包含监测区域名称、范围、图片，影像等信息，空间数据依托与专题地图，包含基本的河流、道路、湖泊、树木等，以遥感影像为基础图像在ArcGIS环境中对地图要素进行数字化等操作，最后存放在数据库中。增加管理员登录系统，实现对数据的统一分类管理，用户访问端拥有上传功能，可以上传最新的数据信息至数据库，通过这种平台可以有效节约更新成本，提高数据更新频率。数据库存储基本的灾害发生群众转移信息，通过分析得到转移最优路线，提高灾害应急能力。
3结语
基于ArcGIS设计的地质灾害预警及信息管理系统可以满足相关部门和普通用户对灾害情况的了解以及对灾害区域宏观的掌控，该系统提高了灾害处理的信息化、现代化水平，为进一步利用灾害信息处理灾情提供了平台，通过局域网和互联网，各级部门各层次用户可以有针对性获取信息，大大推动了灾情预防处理的进展。灾害预警功能的实现需要各类基础信息，所以不断地更新完善信息是系统发挥功能的重要条件。
作者：杨溯 张兵 单位：四川省第一测绘工程院 成都理工大学
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