三峡库区地质灾害防治信息与决策支持系统研究

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三峡库区地质灾害防治信息与决策支持系统研究 三峡库区地质灾害防治信息与决策支持系统研究 三峡库区地质灾害防治信息与决策支持系统研究 三峡库区地质灾害防治信息与决策支持系统研究 三峡库区地质灾害防治信息与决策支持系统研究 三峡库区地质灾害防治信息与决策支持系统研究 三峡库区地质灾害防治信息与决策支持系统研究 三峡库区地质灾害防治信息与决策支持系统研究 三峡库区地质灾害防治信息与决策支持系统研究 三峡库区地质灾害防治信息与决策支持系统研究 三峡库区地质灾害防治信息与决策支持系统研究 第4l卷第17期2010年9月人民长江YangtzeRiverVo1.41.No.17Sep..2010文章编号:1001—4179(2010)17—0022—03三峡库区地质灾害防治信息与决策支持系统研究田宜平,周浩,吴冲龙(中国地质大学计算机学院,湖北武汉430074)摘要:三峡库区地质灾害勘察数据的共享对库区地质灾害防治与决策支持具有重大意义.通过对库区地质灾害防治信息与决策支持系统工作流程的分析,阐述了在WebGIS中实现地质灾害勘察数据共享与互操作的必要性.针对目前WebGIS技术的不足,利用XML这一跨平台网络语言的优势,提出了基于GML的地质灾害勘察数据转换方案,探讨了基于这个方案实现空间数据共享的相关技术.关键词:地质灾害;数据共享;XML;GML;三峡库区中图法分类号:P631文献标志码:A三峡库区是地质灾害多发地区,国家为库区地质灾害防治投人了大量人力,物力,这种大规模的地质灾害防治工程在中国地质灾害防治工作中史无前例,在国际上也屈指可数.为了有效地存储,管理好地质灾害防治工程中所获得的大量的宝贵的资料,为地质灾害防治决策提供有力的支持,根据三峡库区地质灾害防治规划的要求,国家发改委批准专项资金投资计划(文件号:发改地区[2006]899号),提出建立三峡库区地质灾害防治信息与决策支持系统.1系统的工作流程该系统是在充分利用数据融合,数据共享,集成及管理技术,空间分析技术及空间查询技术,计算机模拟技术和网络技术的基础上,采用单机版系统与网络版系统协同工作方式,建立涵盖地质灾害调查,监测预警,工程治理,预测预报,综合决策分析等地质灾害防治各领域的集数据采集,传输,处理,图形编绘,显示,应用为一体的信息与决策支持系统.网络系统采用指挥部信息中心,各省市总站及各县区站构建基于Inter—net局域网,然后利用专线将各局域网连接起来构成库区地质灾害防治的广域网,并开辟至北京的网络专线.系统工作流程见图1.从工作流程中可以看出,数据的共享性是实现整个系统运转的关键,而实现灾害点上的各种勘察数据(含空间数据和属性数据)的网上共享和互操作是技术难点.利用Internet技术在Web上查询,管理,分析以及发布信息,建立基于WebGIS的地质灾害防治信息与决策支持系统来管理三峡库区地质灾害信息,是地质灾害监测预警,辅助专家决策,从而减轻地质灾害损失的一种有效途径.2当前WebGIS存在的问题随着分布式应用的发展,出现了基于ActiveX,RMI,CORBA,DCOM等中问件技术的WebGIS,它们确实可以提供强大的服务功能.但是,他们要求服务客户端与系统提供的服务本身之问必须进行紧密的耦合,或者要求一个同类的基本结构,或者数据格式固定等等.因此无法实现异构空间数据互操作.现有的WebGIS系统都是为某一特定的GIS数据及其应用而设计的,如果用户同时需要查看其他空间数据库中的数据,甚至想把这些数据整合起来,都是非常困难的.因为这些WebGIS系统采用的空问数据技术基础决定了它们的封闭性.虽然网络上的空问信息资源在不断增长,但由于行业管理和数据安全的原因,收稿日期:2010—03—18作者简介:田宜平,男,博士研究生,主要从事地学信息工程,地球探测与信息技术,地质过程三维可视化方面的研究工作.E—mail:yptian@cug.edu.cn第l7期田宜平,等:三峡库区地质灾害防治信息与决策支持系统研究23信思糸笙地图1系统总体流程这些空间信息资源大多是面向行业的,依赖于特定的支撑环境和运行环境.他们各自独立,相对封闭,无法互相沟通和协作,形成了空间”信息孤岛”,难以满足Internet上与空间信息相关的综合决策的需要.而地质灾害勘察数据是”海量”的,且具有多源,多类,多维,多尺度,多时态,多主题的特点.三峡库区范围涉及多个省市,多个勘探队伍,所提供的数据绝大多数都是异构数据.在建立信息系统前,必须对其标准化,规范化,并采用能在网上实现互操作的编码语言GML(GeographyMarkupLanguage,地理标记语言)进行描述,从而和WebGIS技术共同配合,弥补WebGIS的缺陷,实现数据无损共享.3地质灾害勘察数据的GML表达OGC组织制定的GML(GeographyMarkupLan—guage,地理标记语言)为GIS数据的存储,传输以及数据的交换提供了一套地理信息的XML编码标准,它是XML最早的行业应用之一.GML作为OpenGISCon—sortium(OGC,开放式地理信息系统协会)开发的基于XML的地理信息的传输,存储编码,它包括了空间的和非空间的地理特征和地理范畴.GML技术的出现是地理空间数据处理方法的一次飞跃.它由OGC于1999年提出,并得到了许多公司的大力支持,如Ora.cle,Maplnfo等.GML能够表示地理空间对象的空间数据和非空间属性数据,主要面向地理信息的传输和存储,而不关注其可视化.地质灾害勘察数据主要包括各灾害点或灾害体的各种测量,勘察,试验等数据.这些数据都描述的是具有特定空间特性的地质实体.这些与空间位置相关的地质实体要素按几何形态一般分为点(Point),线(LineString),面(Polygon),多点(MultiPoint),复合线(MultiLineS—tring),复合面(MuhiPolygon)等.在GIS中,地质实体要素(实体)必须同时具备以下条件:(1)具有唯一的地质实体标识;(2)具有特定的几何特征和空间分布特征(以一定定位精度标识的”位置”);(3)具有一定的属性和属性值,这些属性与地质单元实体之间的关系结构可以通过地理信息系统进行有效的描述和拓扑.由于三峡库区地质灾害防治信息与决策支持系统的数据采集子系统主要采用的是基于国产GIS软件平台GeoView开发的,它的文件格式就是以”Geo”为扩展名的.所以完成网上共享地质勘察数据,就必须用GML语言来描述地质勘察空间数据(Geo文件),以便实现网上跨平台的无损共享.表1显示了Geo数据与GML数据的映射关系.表1Geo数据与GML数据的映射关系Geo数据GML数据Geo数据GML数据PointPointPolyline闭合线LinearRingPolyline非闭合线LineStringPolygonPolygon图2是转换过程的流程图.首先读取Geo文件,为要转换的Geo文件创建一个新的空GML文档,其次创建一个地理要素集合FeatureCollection,并添加到GML文档中;然后创建一个新的图层,并添加到GML文档中;接下来的工作就是要遍历Geo文件了,获取第一个图元判断其类型,根据其类型的不同创建不同的实体要素,并将该实体要素添加到刚创建的图层中;依次判断第2,3个Geo图元……,如此这样直到遍历完整个Geo文件,最后就可以得到新生成的GML文档了24人民长江图2创建GML文档流程4地质灾害勘察空间数据的网上浏览在完成了对地质灾害勘察数据的GML描述后,就可以结合WebGIS技术来实现各种地质灾害勘察数据的网上浏览,查询与分析等.为解决支持GML空间数据在网络环境下的发布与显示,设计了一个基于GeoX2dEditor的3层B/S体系结构的空间数据发布与查询应用模型,系统前端是Client/Browser(Client/Ac—tiveX),中问是WebServer,后端是DatabaseServer.其中,客户端主要用以客户端通信,具有用户与控件的交互以及显示空间属性信息的功能,GeoX2dEditor图形控件运行于此;WebServer服务器位于系统的中间部分是系统的核心部分,具有发布控件和执行HTML,ASP,Asp.Net网页以及与Datab ase通信的功能,Data.base数据库服务器管理空间信息和属性信息.图3和图4是通过上述方案实现的网上查询工程勘察布置图和钻孔柱状图的结果.5结论与展望本文通过对库区地质灾害防治信息与决策支持系～～……0朋0蔷掠,…￡幡譬’’图3网上查询工程勘察布置图4网上查询钻孔柱状图界面统工作流程的分析,在分析目前WebGIS技术不足的基础上,利用GML对地质灾害勘察数据的转换进行了描述.设计了一个基于GeoX2dEditor的3层B/S体系结构的空间数据发布与查询应用模型,实现了基于该控件的三峡库区地质灾害勘察数据查询WebGIS系统,从而完成了现有地质灾害勘察异构数据的跨平台共享.从国内外的研究现状来看,GML在解决空间数据共享问题中将扮演更重要的角色.由于空间数据模型的不断完善和成熟,基于GML的空间数据存储将是一个很重要的研究课题.今后随着关系数据库对GML支持的不断加强,未来的关系数据库将会以不损失数据和结构信息为代价的前提下,实现对GML数据的存储和共享.参考文献:[1]吴冲龙.资源信,E-系统教程[M].北京:地质出版社,2004.[2]余旭,邓跃进,陈玉敏.对GML3.0的探讨[J].遥感技术与应用,2003,18(3):180—184.[3]于雪芹.基于GML的矢量空间数据转换方法及应用研究(硕士学位论文)[D].武汉:武汉大学,2005.[4]连剑波.基于XML的地质数据集成及WebGIS发布研究(博士学位论文)[D].北京:中国科学院,2006.(编辑:赵凤超)(下转第61页)第17期杜斌,等:太原市污水灌溉对水土环境的有机污染研究61量调整种植面积,污灌危害大的农作物应适当减少种植面积.参考文献:[1]曾德付,朱维斌.我国污水灌溉存在问题和对策探讨[J].干旱地区农业研究,2004,22(4):221—224.[2]扬金忠,JayawardaneN,BlackwellJ,等.污水灌溉系统中氮磷转化运移的试验研究[J].水利,2004,(4):72—79.[3]陆垂裕,杨金忠,JayawardaneN,等.污水灌溉系统中氮素转化运移的数值模拟分析[J].水利,2004,(5):83—88.[4]张乃明,李保国,胡克林.太原污灌区土壤重金属和盐分含量的空间变异特征[J].环境科学,2001,21(3):349—353.[5]张乃明,张守萍,武丕武.山西太原污灌区农田土壤汞污染状况及其生态效应[J].土壤通报,2001,32(2):95—96.[6]张乃明,陈建军,常晓冰.污灌区土壤重金属累积影响因素研究[7][8][9][1O][J].土壤,2002,(2):90—93.刘兆昌,聂永丰,朱琨.地下水系统的污染与控制[M].北京:环境出版社.1991.戚爱萍,侯继梅.济南地区岩溶地下水有机物污染状况调查[J]预防医学文献信息,2001,7(6):637.肖汝,汪群慧.典型污灌区土壤中多环芳烃的垂直分布特征[J].环境科学研究,2006,19(6):49—53.DockeryDW,PopeAC,XuXP,eta1.AnassociationbetweenairpollutionandmortalityinsixU.S.cities[J].NewEnglandJour.nalofMedicine,1993,329(24):1753—1759.张金丽,郑天凌.多环芳烃环境的控制与生物修复研究进展[J].福建科学,2002,19(2):26—29.(编辑:李慧)StudyonorganicpollutionofsoilandwaterenvironmentbysewageirrigationinTaiyuanCityDUBin,GONGJuan,LIJiale(SchoolofEnvironmentalStudies,ChinaUniversityofGeosciences,Wuhan430074,China)Abstract:WemadeasystematicfieldinvestigationonsewageirrigationareainTaiyuanCity.Thesamplesofsewageirrigationwater,shallowporewaterandsoiloffarmlandinsevendifferentdepthswerecollected.GC,GC/MSandotherinstrumentWereusedtomakequalitativeandquantitativeanalysisonsamples.Theresultsshowthattheorganicpollutioncomponentsarecompli—catedandlargeinamount.Themainpollutantsareplasticizersuchasphthalo—estercompound,skatole,sterolesandpolycyclicaromatichydrocarbons.Thesoilisseverelypollutedbypolycyclicaromatichydrocarbons,whichisdetectedintheshallowporewaternearby;however,theundergroundwaterwhichisrelativelyfarfromthesewageareaorindeeperlevelisrelativelylesspol—luted.Theresultsprovideascientificreferenceforthereasonableirrigationscheduleinsewagearea.Keywords:sewageirrigation;organicpollution;sewagesoil;clearwaterirrigatedsoil;TaiyuanCity_～…fl～一……,l…～一…………………………………(上接第24页)ResearchofgeologicalhazardpreventiondataanddecisionsupportsystemofThreeGorgesReservoirareaTIANYiping,ZHOUHao,WUChonglong(SchoolofComputer,ChinaUniversityofGeosciences,Wuhan430074,China)Abstract:ThesharingofgeologicalhazardsurveydatainThreeGorgesReservoirareaisveryimportanttogeologicalhazardpreventionanddecisionsupport.Onthebasisoftheworkflowanalysisofgeologicalhazardpreventionanddecisionsupportsys—tern,thenecessityofrealizingtheshareandinteroperabilityofgeologicalhazardsurveydataontheWebGISisdescribed.InthelightoftheeurrentshortcomingsofWebGIStechnology,takingtheadvantageofXMLcross—platformweblanguage,thedataconversionplanofgeologicalhazardsurveydatabasedonGMLisputforward.Andtherelatedtechnologiestorealizetheshareofdatabasedontheplanarediscussedaswel1.Keywords:geologicalhazard;sharingofdata;XML;GML;ThreeGorgesReservoirarea