维普资讯 http://www.cqvip.com 第３１卷第３期 ２００８年６月 测绘与空间地理信息 ＧＥＯＭＡＴＩＣＳ＆ｓＰＡＴＩＡＬ ｌＮＦＯＲＭＡＴｌＯＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｖｏ１．３１．Ｎｏ．３ Ｊｕｎ．，２００８ 基于ＧＩＳ的广州市自然灾害信息管理与 应急指挥平台的构建 黄婷薇，潘安定，谢鸿宇 （广州大学地理科学学院。广东广州Ｓ１０００６） 摘要：基于ＧＩＳ平台建立高效的自然灾害管理及应急指挥系统，不仅可以有效管理自然灾害的基本信息、灾害 预警的分析信息，并且实现了源信息和结果信息在各相关部门之间的传递。该系统是基于ＭａｐＧＩＳ平台，充分利 用ＭａｐＧＩＳ平台提供的组件式开发方法、动态扩展地图文档管理等技术进行二次开发搭建而成。该系统的建立 为城市自然灾害信息的管理和应急指挥工作提供了新的借鉴。 关键词：地理信息系统；自然灾害；组件ＧＩＳ 中图分类号：Ｐ２０８ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７２—５８６７（２００８）０３—００２６—０３ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｎａｔｕｒａｌ Ｈａｚａｒｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ａｎｄ Ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ Ｃｏｍｍａｎｄ Ｐｌａｔｆｏｒｍ ｏｆ Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＧＩＳ ＨＵＡＮＧ Ｔｉｎｇ—ｗｅｉ，ＰＡＮ Ａｎ—ｄｉｎｇ，ＸＩＥ Ｈｏｎｇ—ｙｕ （Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０００６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ ｏｆ ａｎ ｅｆｉｃｉｆｅｎｔ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｏｆ ｎａｔｕｒａｌ ｈａｚａｒｄ ａｎｄ ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｃｏｍｍａｎｄ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＧＩＳ，ｗｈｉｃｈ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｉｓ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｔｏ ｍａｎａｇｅ ｔｈｅ ｎａｔｕｒａｌ ｈａｚａｒｄ ｂａｓｉｃ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ｈａｚａｒｄ ｗａｒｎｉｎｇ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｂｕｔ ａｌｓｏ ａ－ ｃｈｉｅｖｅｓ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｏｆ ｉｆｏｒｎｍａｔｉｏｎ ｓｏｕｒｃｅ ａｎｄ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ａｌｌ ｒｅｌｅｖａｎｔ ｉｆｏｒｎｍａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔｓ、Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｄｅｖｅｌ－ ｏｐｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＭａｐＧＩＳ ｐｌａｔｆｏｒｍ，ａｎｄ ｍａｋｅｓ ｆｕｌｌ ｕｓｅ ｏｆ ＭａｐＧＩＳ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄｓ，ｔｈｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｅｘ－ ｐａｎｓｉｏｎ ｍａｐ ｄｏｃｕｍｅｎｔ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｔｈｅ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａ ｎｅｗ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｕｒｂａｎ ｎａｔｕｒａｌ ｈａｚａｒｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＧＩＳ；ｎａｔｕｒａｌ ｈａｚａｒｄ；ＣｏｍＧＩＳ Ｏ 引 言 广州市人口密度大，经济发展水平高，自然灾害如干 作，是高新技术为城市服务的重要内容…。 本项目的目标是把自然灾害信息管理和应急指挥纳 入同一系统中，快速而准确地搜集、处理和传输灾害信息 和政府的指令，科学合理地采取救灾减灾措施，保证公共 旱、洪涝、台风、低温、崩塌、滑坡、地面下沉与塌陷、灰霾 等，会给人民生命财产造成巨大损失。特别是由于自然 安全，减轻灾害损失。针对广州市的自然灾害研究其信 息管理与应急指挥系统，使政府制定防灾减灾规划和实 灾害信息管理不科学，相关信息提供部门和职能部门系 统孤立，未能形成统一的、连接兼容各地区、各部门的自 然灾害信息管理与应急指挥系统。政府与各职能部门应 施方案更具有科学依据，为广州城市走可持续发展的道 路奠定基础。使用ＧＩＳ技术，利用ＭＡＰＧＩＳ提供的组件式 开发接口，在广州市电子政务系统和社会公用信息传输 急指挥尚未实现自动化与智能化，使得自然灾害的预报、 监测、救助等指示与措施，不能快速及时地传输到有关部 门和灾害现场，不能有效地阻滞、避免或减轻灾情。广州 市主要自然灾害信息管理与应急指挥系统设计是实施和 谐广州、加强城市安全建设的一项重要的应用基础性工 收稿日期：２００８—０４—２０ 网络中构建一个“广州市自然灾害信息管理与应急指挥 系统”，建立广州市自然灾害信息管理与应急指挥信息数 据库，设计灾害信息管理与应急指挥应用系统，实现全市 各级政府、各级行政部门、各企事业单位自然灾害信息的 基金项目：广州市属高校科技计划项目（６２０３７）；广州市科技计划项目（２ｏｏ７Ｊ１一Ｃ０４９１）资助 作者简介：黄婷薇（１９７９一），女，江西南昌人，硕士，助理实验员，主要从事地理信息工程的教学与科研工作。 维普资讯 http://www.cqvip.com 第３期 黄婷薇等：基于ＧＩＳ的广州市自然灾害信息管理与应急指挥平台的构建 ２７ 互通、互联与资源共享，快速、准确、及时地采集、储存、传 根据现有台风灾害及影响因素、灾害影响区域等数 递灾害信息与救灾减灾指令，实施自动化与智能化应急 指挥，科学调配人力、物力与财力，评估灾害损失，维护和 保证公共安全，提高政府快速反应与应急指挥能力。 据，依托ＧＩＳ的空间分析及信息管理技术，建立基于ＧＩＳ 的台风灾害空间信息和属性信息管理系统，并提供查询、 修改、统计、空间分析等相关功能，以实现科学高效的空 间数据和属性数据管理。目前，我们获取台风数据多源 于气象部门的台风位置数据，但这些数据只是抽象的经 纬度，管理人员通过这样的位置数据或卫星云图，无法形 象地描述台风位置及将来的走向。通过ＧＩＳ技术，把台风 的经纬数据转换为轨迹图形，为数据的使用者提供形象 １系统设计思路 自２０世纪９０年代以来，ＧＩＳ技术与自然灾害预警预 报模型的结合成为一个新的自然灾害研究方向。这主要 是因为ＧＩＳ提供了对与地理空间相关的数据进行有效管 理和综合分析的强大功能 ，从而将各种与空间信息相 关的技术与学科有效结合起来，通过空间操作与模型分 直观的台风位置、运行方向和运动路径等信息，为管理部 门提供决策模拟、预测预报等服务，也为应急指挥部门按 析，为职能部门的规划、管理、决策提供有价值的信息 Ｊ。 层次区分出重度受灾区、一般受灾区等。 ３）辅助办公数据转换系统接口。 由于该系统的另一重要目的是使全市各职能部门、 应急指挥中心能共享各种灾害数据，以最快、最便捷的方 式传递灾害数据，所以系统提供了良好的接收和导出数 据接口。在ＧＩＳ平台强大的图形数据转换功能下，该系统 支持ＣＡＤ数据、Ｅ００格式数据，及其它各种大型ＧＩＳ软件 的格式的数据。处理这些数据的功能是由ＧＩＳ平台提供 的，而这些图形数据并不能在普通的政务系统中使用，故 系统开发了便捷通用的数据转换接口，使用最基本的文 本格式数据就可显示台风运行轨迹，也可以通过文本格 自然灾害的种类繁多，各种灾害的形成原理不同，诱发因 素不同，不同种类在不同地区的反应也各不相同，但各种 自然灾害的数据都是与空间信息密切相关的，利用ＧＩＳ的 平台及其强大的空间分析功能可以实现对自然灾害及相 关影响因素数据的有效存储、组织和管理。ＧＩＳ的空间分 析功能，加之各灾种的专业分析模型，可同时从空间和时 间上分析自然灾害的分布范围及发生概率，从而为自然 灾害时空动态预警提供坚实的技术保障 Ｊ。此项目的研 究对象为广州市的主要灾种，本文将以台风为例介绍该 系统的搭建。 根据台风数据的获取情况，同时考虑到相关技术的 发展现状和系统的实用性，该系统将主要包括以下三个 方面的内容： 式的数据将受影响区域的数据导出，并按等级区分各区 域的受灾情况。即系统提供了由文本数据转换为图形数 据，由图形数据转换为易识别的文本数据的接口。为数 据的传递和共享提供了良好的内外部环境。 １）基于ＧＩＳ的城市基础数据库管理系统。 城市基础数据包括地形地貌、城市道路及主要建筑 物等数据。城市基础数据为分析台风成因和台风的影响 ２ 系统架构 广州市自然灾害预警及应急指挥系统以ＭａｐＧＩＳ为 区域提供基本信息，这一部分主要使用ＧＩＳ软件的数据库 管理功能实现。 ２）基于ＧＩＳ的台风灾害数据库管理系统。 基础平台，在ＶＣ＋＋环境下，采用组件式的方法进行开 发，系统设计架构如图１所示。 图１系统设计架构图 Ｆｉｇ．１ Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｄｅｓｉｇｎ ｆｒａｍｅｗｏｒｋ 维普资讯 http://www.cqvip.com ２８ 测绘与空间地理信息 ２００８年 该系统使用ＧＩＳ技术，快速、准确地提供与自然灾害 和公共安全管理有关的各种类型地图和分析结果等空间 数据和属性数据；ＧＩＳ技术提供快速、准确的数据处理。 分析的结果除定量描述外，还能自动转换成定性描述结 论，以接近人们习惯的表达形式。而组件式的开发方法， 为新灾种的添加和系统的维护提供了良好的延展性。 ３预警系统分析流程 ＧＩＳ支持下基于气象部门定时提供的台风数据的预 警分析主要包括以下几步： １）通过ＭＡＰＧＩＳ７．０的企业管理器装载底图数据，主 要有地形图、行政区划图和道路交通图等。 ２）获取台风数据。台风数据由气象部门提供，一般 为ｌ５～３０ ｍｉｎ更新一次。系统可以读取各种图形数据， 亦可读取简单的文本格式数据。故气象部门无需经过复 杂的数据变换就可把数据发送至该系统。台风数据的内 容包括台风的名字、台风中心的经纬度、风向、移动速度、 中心压力、台风半径等。 ３）分析台风的轨迹，结合底图报告受灾区域的情况。 建立台风预警模型，根据已获取的台风数据，判断下一时 间间隔台风可能的运行方向及速度。对台风已经经过的 区域，根据台风中心及其轨迹，分析出不同区域的受灾情 况。得出受灾区域结果的详细程度与底图数据有关，例 如：底图如果有道路数据，则系统可分析出具体到每一条 道路的受灾情况。 ４）预警及灾情信息的传递。系统把对台风轨迹的预 测及受灾区域的分析通过网络传递给相关职能部门及应 急指挥中心。该数据的格式与获取台风数据的格式相 同，可以是各种图形数据，也可以是简单的文本格式的数 据。 ５）台风轨迹的动态模拟。系统将各时间点数据进行 集中处理及分析，模拟出台风运动的轨迹及各区域的受 灾时间和受灾程度。为管理部门和研究机构对台风的后 期分析和研究提供了有效的依据。 ４ 系统关键技术分析 １）插件技术。该系统充分利用了ＭＡＰＧＩＳ７ ０的组件 式ＧＩＳ的优势，开发出灾害预警工具插件。ＭＡＰＧＩＳ平台 通过ＭＰＩＦｒａｍｅ和ＷＰＩＦｒａｍｅ两个模块将界面管理和插件 管理分离开来，并且在数据的集成管理和一体化显示方 面为插件提供了充分的扩展空间。其中，ＭＰＩＦｒａｍｅ模块 统一管理要插入平台的插件，插入平台的插件被分为三 种类型：插入框架的视图（分为静态加载的和动态加载的 两类视图）、对框架进行交互和控制的工具类（Ｇｒｏｕｐ— Ｔｏｏ１）、包含多个视图甚至工具的包。由以上模型提供的 方法，将灾害预警工具定义为一个工具类ＨａｚａｒｄＧｒｏｕｐ— Ｔｏｏｌ，该类封装完成后，对其进行注册，基于注册组件的 ｃａｔａｌｏｇ机制，ＭＡＰＧＩＳ就可以识别出该插件，动态装载该 插件后即可使用（如图２所示）。 图２灾害预警工具插件的加载 Ｆｉｇ．２ Ｌｏａｄ ｏｆ ｔｈｅ Ｐｌｕｇ—ｉｎ ｏｆ ｈａｚａｒｄ ｗａｒｎｉｎｇ ｔｏｏｌ ＷＰＩＦｒａｍｅ模块将界面对象统一封装起来，通过定义 的标准接口，将开发者在自己模块内部的界面对象如工 具条、菜单等统一地集成到同一个应用框架中。在用户 视角上可以达到高度统一的目的。通过ＷＰＩＦｒａｍｅ，可以 在ＭＡＰＧＩＳ上无缝地显示新插件的功能菜单（如图３所 示）。 盆蹦娃稿 聃￣ｔｉｌｌ曩翮睡 秘够 鲰酶 啦逸糊 澄 ．ｊ一 ・＿ 露荚蹦裘（（｝ 零磁ｈ、 瓣 图３灾害预警功能的无缝显示 Ｆｉｇ．３ Ｔｈｅ ｓｅａｍｌｅｓｓ ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｈａｚａｒｄ ｗａｒｎｉｎｇ ２）动态扩展的地图文档管理。针对各种不同类型、 不同来源的空间数据和属性数据，用统一的数据管理形 式集成到一个地图文档中。可扩展的地图文档管理是通 过地图（Ｍａｐ）这样一个管理对象，将不同来源的数据封装 成数据插件，加入到统一的管理对象中，统一地管理、显 示并且参与编辑，从而真正达到数据的无缝集成的目的。 单一来源的数据可以通过ＭＡＰＧＩＳ提供的ＩＭａｐＬａｙｅｒ接 口插入到集成管理的环境中去，而关系紧密的数据可以 通过实现组图层（ＩＧｒｏｕｐＬａｙｅｒ）这样的接口达到分组插入 到集成管理环境进行管理的目的。本系统中台风分析结 果数据即是通过ＩＭａｐＬａｙｅｒ接口集成至原地图文档，形成 单一的数据层，其数据可根据需要灵活存储，本系统为方 便日后各时期台风数据的管理，首先将分析结果数据存 于地理数据库中，同时为其他部门可方便使用台风分析 数据，将其以开放文档的形式导出。 （下转第３２页） 维普资讯 http://www.cqvip.com ３２ 测绘与空间地理信息 ２００８年 或程序、上传数据、阅读新闻、与其他用户交换消息等功 能，达到家长与教师、学校与公众、园长与教师、上级主管 部门与园长、上级主管部门与教师、上级主管部门与家长 等之间的信息交流，方便教育主管部门、学校、教师、家长、 公众之间的沟通和交流，从而达到共同管理、共同教育、 相互促进的目的，同时也避免了以往学生家长必须定期 与教师面对面沟通的麻烦，该方法快捷、方便、实用，经系 统试运行，效果良好。 ２．５．９ 用户管理 为了系统安全，同时为了便于管理，系统采用分组、 分权限管理机制，首先对系统的使用权限分为不同的等 级，然后按照用户对象不同，授予其不同的操作权限，归 图５系统主界面 Ｆｉｇ．５ Ｍａｉｎ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ 属不同的用户组，从而实现用户管理的规范化、信息化。 例如可以按照用户对象的不同设置如下用户组：系统管 理员组、教师组、园长组、家长组和管理部门组等。 系统设计中提出将ＢＢＳ应用于幼儿教育管理，并提 出利用ＧＩＳ的空间分析功能辅助学校选址，是对幼儿教育 及管理模式的独立见解，旨在抛砖引玉，以期在今后类似 的设计中能够更多地应用计算机网络及ＧＩＳ等先进科学 技术，达到信息的规范化、科学化、数字化、可视化和智能 化，从而更好地服务于人类实际生产和日常生活。 ２．５．１０ 系统应用 在结构设计、技术路线设计、数据库设计、功能设计 的基础上，通过实地调查，搜集到了焦作市幼儿园管理与 教育的大量第一手资料，经过分析、整理、录入等阶段，建 立了焦作市幼儿园管理的空间与属性数据库，运用ＥＳＲＩ （美国环境系统研究所）的ＷｅｂＧＩＳ平台ＡｒｃＩＭＳ，基于 ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ及ＡＳＰ，结合ＷｅｂＧＩＳ系统开发方法，建立了基 于ＷｅｂＧＩＳ的焦作市幼儿园管理信息系统，系统应用表 明，效果良好，达到了方便教育部门管理、家长查询、教师 管理与查询、教师与家长网上交流的目的。系统应用效 果如图５所示。 参考文献： ［１］ 孟令奎，史文中，张鹏林．网络地理信息系统原理与技术 ［Ｍ］．北京：科学出版社，２００６． ［２］刘南，刘仁义．ＷｅｂＧＩＳ原理及其应用——主要Ｗｅｂ ＧＩＳ 平台开发实例［Ｍ］．北京：科学出版社，２００２． ［３］ 张俊岭，夏斌，石建军．基于ＡｒｃｌＭＳ的基础地理信息服 务系统研建［Ｊ］．情报杂志，２００６，２５（１０）：２６—２８． ［４］ 江利明，杨武年，韩玲玲．基于ＡｒｃｌＭＳ的校园ＷｅｂＧＩＳ系 统设计与实现［Ｊ］．国土资源科技管理，２００５，２２（２）：１０６ —３结束语 本文研究了基于ＡｒｃＩＭＳ与ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ及ＡＳＰ结合的 ＷｅｂＧＩＳ系统开发方法，并以焦作市幼儿园管理信息系统 建设为例，建立了基于ＷｅｂＧＩＳ的幼儿园管理信息系统， 系统应用表明，效果良好。 １０９． ［５］李学宝，叶玲玲．基于ＷｅｂＧＩＳ的数字校园系统的设计 与实现［Ｊ］．计算机时代，２００６，２４（１）：３６’４０． （上接第２８页） ５结束语 自然灾害的预警需要按照空间位置对具体成因和结 果进行综合分析，这决定了ＧＩＳ技术在自然灾害的研究领 域中有着广阔的应用前景和发展潜力。作者根据广州市 挥工作提供有价值的参考。 参考文献： ［１］ 广东省人民政府办公厅．广东省防灾减灾“十一五”规 划［Ｚ］．２００７． ［２］吴信才．地理信息系统的基本技术与发展动态［Ｊ］．地球 科学，１９９８，２３（４）：３２９—３３３． 主要自然灾害的特点及各部门协同工作的需要，建立了 广州市自然灾害信息管理和应急指挥系统，实现了各种 自然灾害数据和灾害影响结果的数据统一存储和管理， 并为各相关职能部门和应急指挥中心数据的共享和统一 ［３］修文群，池天河．城市地理信息系统［Ｍ］．北京：北京希 望电子出版社，ｌ９９９：２５—２７． 提供了便捷的方式。该系统的效果还有待各相关部门实 际工作的检验，随着使用的深入、模型的调整，这个系统 会更加完善，为其他地区的自然灾害信息管理和应急指 ［４］ 陈平，丛威青．ＧＩＳ支持下的湖南省地质灾害气象预警 系统建设探讨［Ｊ］．成都理工大学学报，２００６，３３（５）：５３２ —５３５． ［编辑：李旭辉］