临沂市地质灾害预警预报与指挥系统的设计与实现
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地质灾害是指由于自然和人为地质作用的使地质环境产生突发性、渐进式的破坏，并造成生命财产损失的现象或事件。我国是一个地质灾害频发的国家，泥石流、滑坡、采空塌陷、岩溶塌陷滑坡、泥石流等突发性地质灾害是对公众生命财产安全危害最大的自然灾害之一。由于地质灾害影响面积大、灾前征兆不明显及难以预测等客观因素，所以对灾区经济建设、社会发展和人民生命财产所造成损失尤为巨大。因此建立建立突发性地质灾害预警预报机制一直是国内外相关研究机构的研究热点。近年来随着GIS等空间信息技术的快速发展和广泛应用，借助GIS在地质灾害海量空间数据的获取、存储、管理和空间分析等方面的优势，结合地质灾害预警预报理论模型和方法，建立预测预报技术平台，及时、科学地预警、预报地质灾害提供信息技术支撑，最终提高对突发性地质灾害的应急能力[1-5]。
临沂市地质灾害预警预报与指挥系统是一个面向实际预警预报运用的大型计算机软件、硬件系统。整个系统设计涵盖了六个子系统，包括预警分析子系统、应急管理子系统、态势标绘子系统、灾点管理子系统、气象信息子系统、地理信息子系统。针对地质灾害预警预报，系统既体现出专业性、高效性，又体现出广泛性和综合性。
1 背景
临沂市位于山东省东南部，受自然和人为因素的影响地质灾害频繁发生，地质灾害易发区面积占全市面积的52%。在地质灾害调查工作中共发现地质灾害隐患点260个。临沂市地质灾害多以泥石流、滑坡、采空塌陷、岩溶塌陷为主[6]。地质灾害的发生，不仅造成了巨大的经济损失，而且威胁到人民群众生命财产的安全。随着经济的快速发展，对资源的需求、开发和重大工程项目的建设也随之加快，由此诱发的地质灾害也将呈现进一步加剧之势。
地质灾害预警预报与指挥系统在MapGIS平台的基础上，运用GIS技术强大的空间分析功能以及数据库技术，结合地质灾害预报模型以及临沂市气象局所提供的降雨量信息，方便、准确、灵活的进行地质灾害预警预报，生成预报产品、签批单、报表并及时发布。
2 系统设计
临沂市地质灾害预警预报与指挥系统不仅具有一般信息管理系统所具有的通用功能，同时结合GIS技术实现，如信息采集与处理、信息存储与管理、信息动态查询、统计、空间分析、三维操作、多种形式的信息输
临沂市地质灾害预警预报与指挥系统的设计与实现
密长林1，孙景广1，安 振2，王 祥1
（1.山东省临沂市国土资源局，山东 临沂，276001；2.济南中地时代科技有限责任公司）
摘 要： 本文结合国内外有关地质灾害预警预报的相关理论研究，论述了临沂市地质灾害预警预报
与指挥系统的总体框架和功能设计，介绍了本系统的预警预报、应急指挥、态势标绘等功能。系统旨在逐步提高临沂市的地质灾害预警预报技术水平，为各级政府制定国民发展计划和城镇规划提供重要的科学依据，为减灾防灾提供技术支撑。
关键词：地质灾害；气象预警预报；GIS；预报模型；应急指挥；临沂市
收稿日期：2012-04-20作者简介：密长林（1973-），男，山东临沂人，硕士，高级工程师，主要从事国土资源信息化工作。
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出等功能。系统选用MAPGIS平台进行二次开发，充分利用MAPGIS强大的空间分析功能以及数据库技术，将各种致灾害信息有机的关联起来，建立预警预报技术平台[7]。通过智能化的处理机制，制作预报产品，发布预警信息，适时应急指挥。
2.1 系统总体架构
本系统开发是在GIS与SQL Server以及Windows操作系统的架构上，采用C/S的模式平台，如图1所示。在对数据库的操作方面，采用多用户并发操作技术，使具有相同权限的用户可以同时对数据库相同的数据进行查询、检索、统计等操作，克服了某一时刻只允许一个用户操作的弊端。
图1 总体架构设计图
2.2 网络运行机制
系统的网络结构在逻辑上分为两层：应用表示层和数据层，如图2所示。
图2 系统网络结构
3 系统主要功能模块
系统基于MapGIS平台进行二次开发，以气象信息数据、地质灾害调查数据、遥感数据等各类专题数据为基础，实现信息的共享和服务。系统主要实现如下功能模块：预警分析模块、应急管理模块、态势标绘模块、灾点管理模块、气象信息模块、地理信息模块。
（1）预警分析模块：主要实现预警预报产品的分析、制作。此模块首先对区域进行网格划分，然后根据预警级别致灾营力阈值自动对每个网格的地质灾害区划数据、地质灾害隐患点数据、地形数据、雨量监测数据以及雨量预测数据进行分析。在预警分析之后，可以自由查看查询基础致灾营力值、综合致灾营力值以及当日最大致灾营力值，同时结合地理底图手动画出精细的预警区域，添加预报词，制成预报产品，最后将制作的预报产品进行信息发布。
（2）应急管理模块：实现灾点的定位分析，灾区影响范围分析，制作动态预案，能及时有效地实现对突发事件的应急处理，主要提供对突发地质灾害定位、影响范围分析、动态预案调度以及应急文档生成。应急管理模块主要包括应急分析、应急管理、应急历史三部分。
此模块将灾害点空间分布、区域地形环境、灾害点特征、应急预案、应急文档、调度指挥等各种需要的信息予以展现，为应急管理、分析决策提供科学依据。并根据灾区信息及相关信息，制订各种救灾方案，分层次、分级别提供应急救灾行动辅助决策建议，协助相关工作人员快速制定救灾方案，部署救灾行动。
（3）态势标绘模块：实现各类地质灾害应急预案的动态展示，形象模拟地质灾害的发生及采取应急补救措施的动态推演过程。态势标绘功模块可以进行交互式标绘，点击态势标绘菜单，在下部区域左侧弹出相应的操作界面，可在地图上标绘矢量符号、矢量线型、面图案、箭标文本等。
（4）灾点管理模块：实现对地质灾害信息的查询和统计，对地质灾害点的查询包括条件查询和地图查
询。通过地质灾害信息的查询统计，
了解数据库中各类
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地质灾害的情况和总体统计信息。
（5）气象信息模块：通过气象信息模块获取气象局的报文数据，可以查询实时的气象信息，也可以选择单时段或多时段查看重要气象信息。在汛期可根据重要的气象信息，分析对地质灾害隐患点的影响，提前进行预警。同时对于实况雨量和预报雨量可在地图上自动生成等值线图，可以非常直观的显示天气预报、卫星云图以及雷达图信息。
（6）地理信息模块：地理信息模块是整个平台信息流通的控制中心，在地质灾害综合空间数据库的基础上，实现基于分布式数据采集、数据库管理以及信息处理、交换、传输等功能。在模块设计时，为便于以后的数据管理与分析，将核心数据库在逻辑上划分为基础层、专业层。基础层为基础地理数据，重点是以基础地理框架为基底的正射遥感影像数据、地名、行政境界等基础地理信息，专业层是基础地质和地质灾害等调查产生的数据。系统经过数据整理过程将专业层数据与基础层数据进行整合叠加，基础层为所有数据的基础，各类数据都以基础层作为统一的空间参考。
4 主要功能实现
4.1 预警预报功能实现
预警预报功能体现了“人—软件—业务流程”的有机统一，此模块结合地质灾害预警预报模型、气象局所发布的降雨量信息以及相关算法，进行叠加分析，利用分析结果可在地图上查看或通过坐标查询致灾营力值，同时系统保留MAPGIS工具箱功能，通过绘制点、线、区文件可方便制作预警预报产品，并且对预报产品自动保存。实现系统提供的预警预报功能，主要分三个步骤：
（1）预警分析：选择预警日期，系统自动连接FTP 获取实况雨量数据和预报雨量数据，然后设置预警级别致灾营力阈值，通过空间运算就得到了所有网格的预警等级。预警分析后，可以查询基础致灾营力值、综合致灾营力值以及当日最大致灾营力值。
（2）预报产品制作：用户根据分析情况选择对应
的预警等级[8]，
通过交互式的方式在地图上绘制精细的预警区域。系统自动分析编制预报词，生成预报产品。制作的预报产品自动保存到数据库中，同时可以在预警发布列表中查看历史预警信息，生成的预报产品还可以保存至本地，自动建立相应日期的文件夹存储。
（3）预报产品发布：系统生成的预报产品提供通过短信、互联网两种方式进行发布，同时也可以通过电视媒体进行发布。
4.2 应急管理功能实现
应急管理功能主要实现对突发性地质灾害的应急指挥、调度，可以实现灾点定位分析、灾区影响范围分析、灾点范围要素分析，能及时有效地对突发事件进行应急处理，形象模拟地质灾害的发生及采取应急补救措施的动态推演过程。地质灾害应急管理模块可以对地质灾害的发展事态进行推演，并结合GIS技术将指挥调度信息数字化，提供一个可视化、精确化、科学化的方案。
（1）灾点定位：可根据地质灾害点、地名等定位，同时支持模糊查找定位，实现动态查询和直观显示。
（2）灾区影响范围分析：可输入分析范围进行缓冲区分析，也可结合实地地形进行手工描绘影响范围，并且可以分析出影响范围内的应急规避地点、医院、救援力量、救援物资等信息。
（3）应急预案管理：可在地图上标绘矢量符号、矢量线型、面图案、箭标文本等，对各类应急预案、文本文档进行数字化管理。
（4）路径分析：可对应急救援队伍与地质灾害点之间的路径进行智能分析，确定出最短路径以节省救援的时间。
5 结语
随着以GIS技术为核心的3S技术在地球科学领域中的蓬勃发展，为地质灾害的管理研究工作开辟了一个崭新的途径。GIS作为当前高科技发展的产物，集图形图像与属性数据管理、处理、分析、输入、输出等功能为一体，是当前地质灾害预测与评价的强有力的
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工具。
在宏观层面上，地质灾害预警预报与指挥系统是为宏观调控、资源监管、形势分析、预警预报、辅助决策支持和社会化服务提供数据支撑所必要的政策、机制、数据及其管理、技术、标准、应用、服务的总和；在微观层面上，地质灾害预警预报与指挥系统是实现地质数据汇交、存储、处理、应用、分析、挖掘和安全备份等管理和服务的数据集成环境。临沂市地质灾害预警预报与指挥系统界面美观、简洁实用、操作简单、方便快捷、功能强大、意识超前、安全稳定，满足实际工作的需要，具有一定的实用性和推广价值。在临沂市的地质和地貌等基础条件实现的该预报预警系统，对于临沂市地质灾害预报与预防有实际的指导意义，为地方政府和公众采取防御措施提供了科学依据，为该区的地质灾害的防灾减灾工作提供了科学的决策手段。■
参考文献：
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Design and the Establishment of Geological Disaster Warning and
Command System in Linyi City
Mi Changlin 1，Sun Jingguang 1，An Zhen 2，Wang Xiang 1
（1、Linyi Bureau of Land and Resources，Shandong Linyi 276001，China; 2、Jinan Zondy Times Technology Limited liability Company，Shandong Jinan 250013）
Abstract ：Considering the theory of geological hazard warning，this paper discussed the overall frame of geological disaster warning and command system of Linyi City on designing the function，introducing an early warning and forecasting with the emergency order and trend tracking and other functions at the system established to improve the technology of early warning of geological catastrophe of Linyi City. It provides an important scientific basis for the national development plans and town planning of all levels into the government to enhance the technical support for disaster reduction and prevention.Keywords ：Geological disaster; Meteorological early warning and forecast; GIS; Prediction model; Emergency command; Linyi City