基于WebGIS的环境地质灾害网络数据库系统

1、基于的环境地质灾害网络数据库系统摘要:目前,大量环境和地质灾害数据库的建设主要处于单机、封闭的系统形式,导致数据信息的管理、更新和使用落后于社会对信息的需求,花费巨资建立的数据库资源无法被需要者利用,难于实现信息共享,从而变为数量众多“信息孤岛”。改变这种局面的主要技术途径就是建立一个通用、高效、开放的平台来管理、发布和共享这些空间数据。本文结合信息技术与的最新发展趋势,介绍了,一种与网络技术相融合产物的主要技术特征,并结合实例,简要论述了系统的建设要求、体系结构、技术构成等。利用以及数据库、等技术建立起“环境与地质灾害网络数据库系统”,实现了地质环境和地质灾害空间信息的集中管理、远程浏览查询

2、、信息共享等功能。关键词:;地理信息系统;环境地质灾害;网络数据库 近年来,随着我国经济建设迅速发展,地理信息系统技术()的应用在我国进入了迅速普及的阶段。各领域的研究部门、管理部门乃至生产单位都已经或正在建立不同类型的应用系统,这些系统正在他们的日常工作中扮演不同的角色,并已经取得了良好的经济效益和社会效益。特别在地球科学领域,对技术的引进、开发和应用等始终处于其他应用学科的前列,在我国开展的新一轮的国土资源大调查工作部署中,结合工作任务,建立相应的空间数据库已是一项基本的要求。这些都表明我国数字工程建设正处于方兴未艾的重要历史阶段1。得以迅速发展,其原因不仅具有强大的制图、可视化能力和方便

3、的数据检索查询工具,更重要的是在其丰富数据库资源的支持下,人们可以利用的工具来提取和产生信息,以及实现信息资源共享的目的。特别对空间地学数据而言,这种重要的、具有多重属性特征的信息资源,它不仅面对地球科学不同研究领域专业研究人员的需要,同样也是人口、资源、环境和灾害等重大社会问题管理、决策部门的重要依据。因此,如何共享这些信息资源就显得尤为重要。但是,目前所开发、应用的系统主要基于独立的单机系统,往往是由不同部门,按不同的应用策略、不同的数据格式和使用不同的软件建造起来的。尽管这些系统在所建部门发挥着一定的作用,但并没有成为一种外向型的信息集散地,花费巨资建立的数据库资源无法被其他所需要的单位

4、、部门和研究者利用,而变为一个个的“信息(数据)孤岛”2,3。所以,尽管我们已经建成许多丰富的数据库,但由于不能实现真正意义上的信息资源共享,一定程度上它们已经成为一种变相的电子数据垃圾,造成极大的数据存储冗余和软硬件资源浪费。技术发展到今天,它所包含的概念、引用的技术手段已经接触到各信息技术领域的前沿,它的应用不仅由最初的地理领域拓宽到广义的信息服务,同时由于技术的不断发展和人们对的广泛需求,把与网络技术相融合,利用在上发布和出版空间数据,为用户提供空间数据浏览、查询和分析的功能,形成一个网络化的地理空间集成平台,已经成为发展的必然趋势5,6。2000年开始,中国地质大学(武汉)启动了“数字

5、地大”建设工程。作者承担了基于平台开发、建设资源、环境和地质灾害网络数据库的研制任务,其目的是将我们在水资源、地质环境和灾害、地学工程技术等方面长期研究和工程实践中积累的研究成果和基础资料,充分利用现代化信息技术,为“数字地大工程网站”提供资源、环境、地学工程技术等信息和服务,本文体现的是该项目研究的部分内容。1关于又称网络地理信息系统或互连网地理信息系统,是地理信息系统从单机及主从式计算机上转移到网络环境下分布式的地理信息系统,是技术应用于开发的产物,属于当今计算机信息技术与技术发展的制高点之一7。目前,计算机信息系统的体系结构正逐步从客户机 服务器(  )结构

6、向浏览器 服务器( )过渡。所谓 ( )是指两个系统或两个处理之间的关系,即客户要求服务器为之完成某一工作,服务器在完成客户请求后将处理结果返回给客户。这种基本的 体系结构属于一种两层式体系结构,主要问题表现在服务器数据处理过分依赖数据库系统,系统无法有效扩充和提供良好的分布处理效率。浏览器 服务器结构( )是在 体系基础上扩充形成的,用户界面的重心由转向;分布式计算结构由客户、服务器两个层次扩展到浏览器、服务器(应用服务器)、数据库服务器三个层次。 结构在逻辑上是三层的,在物理上可以设置成三层的,也可以

7、设置成两层的(即把服务器和数据库服务器安装在同一台计算机上)。采用 体系结构,由于客户端不需要开发和安装特别的应用程序,所有的应用开发都集中在服务器端,从而使信息共享变得更为简单。也使得应用系统的灵活性及扩充性得到充分提高。为了提高系统处理的效率,可以充分利用分布式计算的资源,将不同的应用分布在不同的硬件环境中采用的是 结构模式。从的任意一个节点,用户可以通过一般浏览器查看站点中的空间数据、制作专题图,以及进行各种空间检索和空间分析。这意味着一般用户并不需要在自己的本地计算机上安装软件,就可以在 上访问远程服务器上的数据资源和应用程序,并进行相应的空间分析,真正实

8、现了信息的动态查询,使各种空间信息的浏览和查询变得更加直观、方便、快捷。因此,为我们提供了一种全新的信息共享手段,可以让各个不同的机构、组织和部门之间充分协同工作,共享信息资源8,9。平台作为现代与计算机信息技术发展的前沿,必然成为各大厂商激烈竞争的焦点。目前,国内外重要的开发商都已发布了各自的产品,如的(),公司的、公司的、厂商公司也推出了。我校中地公司最新也推出了与数据库相容的平台。这些基础平台的发布为我们实现了地质环境和地质灾害空间信息的集中管理、远程浏览查询、信息共享等提供了坚实的基础。2系统设计目标与要求“环境地质灾害网络数据库系统”是数字地大重点建设项目之一,旨在建立起一个开放的网

9、络数据库,集中管理现已有的地质环境、地质灾害的空间信息数据,并使用手段将之发布、共享。系统建设的主要目标可集中表述成:(1)构建有关资源、环境和地质灾害方面的网络空间数据库。(2)开发和提供空间信息的浏览及查询工具,为外界提供我国部分地区的地质环境、资源、灾害信息共享服务。(3)为环境和灾害等相关学科的教学资源数字化系统提供网络化环境,为远程教育作好技术基础准备。系统设计要求:具备跨平台性和开放性,外界用户无论使用何种操作系统和浏览器,只要能连网就能远程访问该系统;具备易用性和交互性,界面友好,显示查询功能丰富,有一定的空间分析功能;系统扩展性强,方便以后的数据更新或扩充;安全性好,用户虽然能

10、访问和使用系统提供的数据信息,但一般不能在客户端存储这些数据。3系统平台选择与结构设计3.1平台的选择系统采用公司的3.1。采用原因一是因为目前大多数数据为格式或者 格式,选用可以避免数据转换造成的信息丢失;二是因为产品比较成熟,功能强大,支持多种方式的开发。是的第二代基于的平台,用于在和环境中发布和共享空间数据并提供丰富的互操作功能。包括了客户端和服务器端两方面的技术。在服务器端,提供两种空间数据发布方式栅格图像(如、格式)和矢量数据流。在客户端,支持多种连接方式:、等5。考虑到网络速度的限制、兼容性等因素,系统在服务器端使用栅格图像发布空间数据,用户在客户端以方式进行数据访问和显

11、示10。3.2系统的体系结构设计系统采用三层体系结构数据层()、业务逻辑层()和表示层()。数据层主要负责空间数据、属性数据及其元数据()的存储管理,包括各类数据,平台,数据库平台。业务逻辑层主要是响应用户的各种请求和查询操作,通过及程序来实现。表示层是系统将用户所需的信息或请求处理结果返回给用户,方式主要为图片、文字以网页形式组织起来。这种体系结构可以很方便的实现系统数据的管理、应用和发布。三层体系结构的建立将数据和数据的应用分割开来,提高了系统运行的稳定性,也大大提高了系统运行的可扩展性。总体结构如图1所示:此主题相关图片如下：图1系统的三层体系结构.1 本系统服务器端运行在20

12、00操作系统,平台选用8.1,采用3.1,关系数据库采用2000,服务器采用5.0。客户端可以使用浏览器,也可以使用等浏览器来远程访问这些数据信息。3.3数据库的组织设计数据库的设计主要分为两部分空间信息数据库和非空间信息数据库(图2)。此主题相关图片如下：空间数据库主要用于存贮、管理环境和地质灾害空间信息和属性信息。空间信息在内容上首先按空间区域(如地区、省份形式)进行管理和组织,再按环境与灾害类别进行分类细化,如地质环境现状、水资源开发利用、岩溶灾害、地下水资源分布、水利工程分布、其它地质灾害(如滑坡、地震等)等。数据格式采用文件和格式。若是其他格式可以使用的转化模块先转换为上述两种格式。

13、整个过程就是根据用户所需利用的工具组织一副副专题图,将一些与某类别有关的数据信息层叠加图2空间数据库结构的组织形式.2在一起(比如“地下水资源分布”该类别就包括行政分区、地表水系、湖泊、泉、暗河分布、地下水类型分区等图层),选用合适的显示方式,加上标注、比例尺等基本元素,保存为工程文件。非空间信息主要是指有关空间数据的元数据信息和一些统计信息。元数据是关于数据的描述性信息,类似于图书馆中的书目卡片。在本系统中元数据包括空间信息的类别,大小,存储位置,描述信息,所属省份,名称等,投影,原始数据来源,数据精度等。因本次研究任务目的与经费的原因,需要管理的数据量不大,使用操作简单等,故非空间信息数据库平台采用2000。4系统功能简介4.1数据输入与存储功能系统以为基础,可以支持多种空间数据格式,包括公司所有平台的数据产品,如的文件, 的文件,还支持的,格式、的影象数据,能够间接接受,格式的数据。所有数据信息通过组织以工程文件的形式建立和存储。属性数据信息或非空间信息主要为文本及栅格图片,可以直接手工输入数据库进行存储。4.2信息检索、查询与分析功能信息检索查询分空间信息的查询和元数据信息检索查询。元数据信息查询由程序来完成,为用户提供有关