基于MAS的達州地質(zhì)災害遠程監控系統

摘 要: 將地質(zhì)災害監測與三維可視化及地理信息系統相結合，建立了基于網(wǎng)絡(luò )三維地理信息系統的地質(zhì)災害遠程監控系統，實(shí)現了基礎地理信息數據、災害數據、監測數據的綜合呈現。通過(guò)中國移動(dòng)MAS平臺實(shí)現災害信息的自動(dòng)查看和報警，為地質(zhì)災害指揮決策提供科學(xué)支持。

　　我國是世界上地質(zhì)災害頻發(fā)的地區之一。地質(zhì)災害的監測預警和防治管理的核心是基于遙感技術(shù)RS(Remote Sensing)、地理信息系統GIS（Geography Information System)和全球定位系統GPS(Global Positioning System)及地質(zhì)災害監測技術(shù)，實(shí)現分布于不同部門(mén)和網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)的多源空間數據、時(shí)態(tài)數據、屬性數據的高效管理、共享、綜合分析和利用，為地質(zhì)災害防治工作服務(wù)，為各級政府部門(mén)、災害監測預警和防治管理部門(mén)及其決策人員、科學(xué)研究和社會(huì )公眾服務(wù)。

　　達州市位于四川省東北部，大巴山南麓。達州市地勢東北高(大巴山區)，西南低(盆地丘陵區)。山地占幅員面積的70.70%、丘陵占28.10%、平地占1.20%。達州市河流主要屬長(cháng)江支流的嘉陵江水系。達州市地質(zhì)災害高易發(fā)區主要集中分布在東北部大巴山中山峽谷地帶、西南部低山深丘地帶、東南部華鎣山以及人類(lèi)工程活動(dòng)的集中區域。截止2008年底，經(jīng)調查統計全市范圍內共計1 781處地質(zhì)災害隱患點(diǎn)，其中滑坡1 555處，崩塌147處、不穩定斜坡49處、塌陷29處，其他災害7處。根據地質(zhì)災害危害程度的大小，以全市7個(gè)縣（市、區）歷年防災預案和已開(kāi)展的地質(zhì)災害調查與區劃成果確定的重大地質(zhì)災害危險（隱患）點(diǎn)為基礎，結合市國土資源局歷年調查了解的重大地質(zhì)災害點(diǎn)危害情況和2008年汛期檢查情況，確定9個(gè)主要地質(zhì)災害危害點(diǎn)納入市級地質(zhì)災害防災預案，并就其發(fā)展變化趁勢進(jìn)行預測分析。

　　InfoEarth iTelluro是一款高效、穩定的網(wǎng)絡(luò )三維地理信息系統平臺，為地質(zhì)災害防治管理、決策和信息發(fā)布提供了統一的解決方案和平臺技術(shù)?！斑_州市地質(zhì)災害遠程監控系統工程”基于iTelluro技術(shù)和短信服務(wù)器(MAS)技術(shù)，結合專(zhuān)業(yè)監測、群測群防、視頻監測等技術(shù)，實(shí)現了面向達州地質(zhì)災害預警的三維GIS平臺。達州地質(zhì)災害預警子系統，實(shí)現了達州地質(zhì)災害預警系統、MAS 短信系統、視頻監控系統的無(wú)縫集成，取得了良好效果。

1 InfoEarth iTelluro體系結構

　　InfoEarth iTelluro由中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）研制開(kāi)發(fā)，是面向地學(xué)領(lǐng)域的一款網(wǎng)絡(luò )三維地理信息可視化平臺，它采用面向Internet的分布式計算技術(shù)和三維可視化技術(shù)，支持跨區域、跨網(wǎng)絡(luò )的復雜大型網(wǎng)絡(luò )三維應用系統集成，為地質(zhì)災害防治管理、決策和信息發(fā)布提供了統一的解決方案和平臺技術(shù)。

　　InfoEarth iTelluro基于主流技術(shù)平臺.NET開(kāi)發(fā)，產(chǎn)品開(kāi)放性好、架構靈活、三維功能和GIS功能強大、支持TB級海量、多源(包括DEM、DOM、DLG、三維模型數據和其他專(zhuān)題數據)數據一體化管理和快速三維實(shí)時(shí)漫游功能，支持三維空間查詢(xún)、分析和運算，可與常規GIS軟件集成，提供全球范圍基礎影像資料，可方便快速構建三維空間信息服務(wù)系統，亦可快速在二維GIS系統完成向三維的擴展。

　　InfoEarth iTelluro的三維客戶(hù)端GlobeEngine采用全組件化開(kāi)發(fā),通過(guò)應用工業(yè)標準的組件化技術(shù)，使得GlobeEngine可以嵌入任意客戶(hù)端，與其他業(yè)務(wù)系統無(wú)縫集成；甚至可以實(shí)現嵌入瀏覽器，作為Web應用程序的一部分。

2 系統設計

　　2.1開(kāi)發(fā)環(huán)境

　　本系統基于iTelluro三維GIS平臺，以Microsoft.Net 2.0為開(kāi)發(fā)平臺，選用C#語(yǔ)言，Web服務(wù)器采用IIS，在線(xiàn)數據通信部分在.Net平臺使用C/S模式開(kāi)發(fā)；系統的后臺數據庫選用Microsoft SQL Server 2005 Express，監測數據存儲在PostgreSQL數據庫中。

　　2.2 系統體系結構

　　整個(gè)系統包括客戶(hù)端、服務(wù)器端和數據庫3個(gè)部分，系統體系結構圖如圖1所示。

　　客戶(hù)端是整個(gè)系統功能實(shí)現的關(guān)鍵部分,它將服務(wù)器端通過(guò)http協(xié)議返回的空間數據(遙感影像和DEM、行政區劃、災害數據、基礎地理等)展示給用戶(hù)。

　　服務(wù)器端基于Web服務(wù),由.net和ASP.net開(kāi)發(fā)，通過(guò)http協(xié)議向客戶(hù)端提供功能和數據，通過(guò)iTelluro Server向系統服務(wù)器端提供空間數據服務(wù)、分析及查詢(xún)服務(wù)。

　　系統數據庫選用SQL Server 2005 Express。三維空間數據采用iTelluro自有的三維數據引擎保存。iTelluro基于改進(jìn)的橢球四叉樹(shù)空間索引DHEQT(Distributed Hash Table based Ellipsoidal Quadtrees)技術(shù)，可以實(shí)現10 TB數據的高效存取和索引(已在三峽庫區地質(zhì)災害預警指揮系統中成功應用),為海量空間數據及大尺寸圖像在網(wǎng)絡(luò )上快速瀏覽提供保障[5]。監測數據和其他通過(guò)文件形式保存的數據不做改變，通過(guò)適配器模式，應用相應的調用接口進(jìn)行數據讀寫(xiě)。

　　2.3 系統功能模塊

　　系統包括三維地理信息、災害數據管理、信息瀏覽查詢(xún)、短信報警及用戶(hù)身份權限認證五大功能模塊,如圖2所示。

　　(1) 三維地理信息模塊。包括基本的GIS功能：對各類(lèi)影像數據、矢量數據及標注圖層進(jìn)行管理，地圖的放大縮小、漫游，距離量測、面積量測和體積量測，POI信息點(diǎn)查詢(xún)定位，飛行和定位路線(xiàn)的錄制，坡度、坡向信息以及地形坡面分析。

　　系統集成了基礎地理、基礎地質(zhì)、災害易發(fā)性分區、防治規劃等數據，以上數據分別來(lái)自WMS、ArcIMS等數據源，可為地質(zhì)災害防治管理、決策提供基礎數據，圖3為加載了災害易發(fā)性分區圖的系統運行界面。