基于Web的滑坡變形監測數據管理系統的設計與實現

李　君，李樹云

(內蒙古喬泰國土勘測技術有限公司，內蒙古 呼和浩特 010020)

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基于Web的滑坡變形監測數據管理系統的設計與實現

李君，李樹云

(內蒙古喬泰國土勘測技術有限公司，內蒙古 呼和浩特 010020)

應用數據庫技術、互聯網技術，設計開發了基于Web的滑坡變形監測數據管理系統，面向不同的用戶，實現了以B/S方式對滑坡變形監測數據庫的管理和監測數據的查詢、上傳、下載、圖形化顯示、實時發布等功能。介紹了系統的結構設計、功能和實現，詳細闡述了系統的應用情況，彌補了傳統滑坡變形監測數據管理系統數據來源單一、數據顯示方式不夠完善、不易對外發布的不足。

滑坡變形監測；數據管理系統；Web

滑坡是一種地質自然災害，它直接威脅到國民經濟的發展和人民生命財產的安全，因此，滑坡變形監測預警預報工作顯得尤為重要，而監測數據管理是預報是否準確的基礎。變形監測數據具有很強的實時性，要使預警預報準確，必須及時地獲取變形監測數據并將預測結果以多種顯示方式向公眾發布。然而現階段變形監測數據管理系統大多為桌面版，數據來源單一、不易向公眾發布、數據顯示方式不夠完善，有的只是單純顯示數據，不能全面地反映變形情況。此外，系統的實現大多采用Access數據庫和C++編程語言，雖然Access數據庫容易操作，但它是一種小型數據庫，當變形監測數據庫過大時，它就會出現問題；C++語言雖然執行效率高，但用于數據庫開發比較費時，且不易與Web結合，因此，有必要開發一套基于Web的數據顯示方式多樣、能夠處理大

型數據的變形監測數據管理系統。為此，根據滑坡變形監測數據的特點，采用先進的數據庫管理技術，以面向對象高級語言Visual C#作為編程語言，以目前主流的SQL Server 2008作為系統數據庫，以B/S方式設計和開發了一套基于Web的變形監測數據管理系統，提高了數據管理的效率，為預警預報工作奠定了基礎。

一、系統結構設計與實現

1. 總體結構設計

根據基于Web的滑坡變形監測數據管理系統的內容與特點，系統由系統管理、數據庫管理、圖形化顯示、GIS顯示和監測報告管理5個模塊組成，總體結構如圖1所示。

圖1　滑坡變形監測數據管理系統結構

2. 數據庫結構設計

滑坡變形監測數據庫用于存儲滑坡區域基本信息、滑坡體基本信息、滑坡體的地質參數、監測點坐標信息和監測點變形信息等，是數據管理系統的基礎。因此，合理的數據庫結構，不僅可以減輕系統的負擔，提高系統對數據的高效分析，而且可以方便用戶的查詢，助其快速地作出正確的判斷。為此，根據滑坡體變形監測的內容和管理的需要，系統數據庫設計主要由以下數據表構成：

1) 區域基本信息表：包括區域ID、區域名、區域所在概略緯度和經度字段。其中，區域ID由兩位字符組成，區域ID為主鍵，區域名可以是滑坡體所在的縣名稱。

2) 滑坡基本信息表：包括滑坡ID、區域ID、滑坡名稱、滑坡所在概略緯度和經度、數據處理時所采用的中央經度、滑坡面積、負責人姓名、手機號、辦公號、E-mail地址、測量單位、危險級別、穩定性等級和備注字段。其中，滑坡ID由4位字符組成，前2位字符為滑坡所在的區域ID，后2位為滑坡體的編號；滑坡ID為主鍵；危險等級和穩定性等級可以表明滑坡體的安全狀況。

3) 監測點坐標信息表：包括點位ID、滑坡ID、監測點名、監測點的經緯度坐標(B，L)、監測點的空間直角坐標(X，Y，Z)、監測點的高斯平面坐標(x，y)、監測點的大地高(H)、監測點的測量時間和備注字段。點位ID由6位字符組成，前4位為監測點所在的滑坡ID，后2位為監測點的編號。點位ID為主鍵。

4) 監測點變形信息表：包括監測點ID、監測點的高斯平面坐標變化量、監測點的大地高變化量、監測點的測量時間字段。變形量的計算方法是以監測點的第1期觀測數據為基準，以后每期的觀測數據都與第1期的相減。監測點ID和監測點的測量時間一起構成主鍵。

在以上各表中，各字段值的類型與字節寬度均按照實際所需的最佳值確定。

3. 系統的實現

系統采用B/S開發模式。服務器端采用Windows XP操作系統，IIS 5.1 Web服務器，SQL Server 2008數據庫；客戶端采用Windows XP操作系統，Internet Explorer 8.0瀏覽器；開發環境為Visual Studio 2010；開發工具為ASP.NET 3.5、SQL Server 2008和 DreamWeaver CS3；開發語言為Visual C#。變形監測數據集中存儲在性能較高的數據庫服務器上，客戶端只需安裝Web瀏覽器即可操作數據。瀏覽器向Web服務器發出頁面請求，Web服務器接受請求并將數據庫操作請求發給數據庫服務器，數據庫服務器接受請求并通過ADO.NET訪問數據庫中的數據。系統包括如下功能。

(1) 系統管理功能

可以添加用戶、修改用戶資料、設置用戶權限和管理用戶站內信等。

(2) 數據庫管理功能

1) 數據查詢：包括區域數據查詢、滑坡數據查詢、監測點坐標數據查詢及監測點變形數據查詢。當用戶選擇相關關鍵詞后，系統就能動態顯示符合要求的數據。

2) 數據添加：包括區域數據添加、滑坡數據添加、監測點坐標數據添加和監測點變形數據添加，設置有手工添加和自動添加兩種方式。手工添加直接在頁面的相應空格中填入數據值，實現逐點添加；自動添加則將文本數據格式的數據自動導入數據庫，實現多點自動添加。添加數據時動態顯示已添加的數據和添加后數據庫中的所有數據。添加之前將要添加的數據按照預定的格式存儲在記事本中，隨后便可將數據導入到數據庫中。

3) 數據修改：包括區域數據修改、滑坡數據修改、監測點坐標數據修改和監測點變形數據修改。根據查詢所要修改的區域數據、滑坡數據、監測點坐標數據或監測點變形數據，對相應數據進行修改。

4) 數據刪除：與數據修改功能相似，對數據查詢后再進行刪除，刪除前須經確認，然后才能操作，確保準確無誤。

5) 數據備份：將數據庫中的所有數據備份在指定的路徑中，防止數據意外丟失。

6) 數據導出：用戶可以下載自己權限范圍之內的所需數據。

(3) 圖形化顯示功能

1) 變形K線圖顯示：根據監測點變形信息表中的數據描繪出類似于股票中的K線圖，以供技術人員或管理人員分析監測點的變形情況。

2) 變形曲線圖顯示：根據所選擇的滑坡名，描繪出該滑坡上的所有監測點的分布圖，并且根據監測點的變形量將相鄰兩期監測點變形后所在的方位用帶箭頭的直線連接起來形成變形曲線圖，供技術人員或管理人員分析監測點和滑坡的變形情況。

3) 變形曲面圖和等高線圖顯示：根據所選擇的滑坡名和某一觀測時間下該滑坡下的所有監測點的變形量，利用內插方法描繪出區域變形曲面圖和變形等高線圖，供技術人員或管理人員分析整個區域的變形情況。

4) 監測點分布圖顯示：根據所選擇的滑坡名，描繪出該滑坡上所有監測點的坐標分布圖，供技術人員或管理人員查詢監測點分布情況。

(4) GIS顯示功能

1) 滑坡區域總圖GIS顯示：由區域層、滑坡層和監測點層3個圖層組成，可實現放大、縮小、屬性查詢等功能。

2) 典型滑坡地質構造圖GIS顯示：由滑坡不同的地質構造層組成，可實現放大、縮小、屬性查詢等功能。

(5) 監測報告管理功能

技術人員可以將數據處理結果編制成報告并對公眾發布，管理人員可以修改報告，普通用戶可以下載報告。

二、系統采用的關鍵技術及應用

1. 系統實現的關鍵技術

(1) 數據庫管理功能實現

在服務器端主程序中定義了Connection類、Select類、Insert類、Update類和Delete類，分別含有數據庫連接方法、查詢數據方法、添加數據方法、修改數據方法和刪除數據方法。當用戶觸發不同的事件時，就會調用不同類中的相應方法。以添加滑坡體數據為例，當用戶觸發添加滑坡體事件時，就會調用Connection類中的GetConn()方法，該方法請求與數據庫連接，當連接成功時就會接著調用Insert類中的InsertLandSlide()方法，該方法向數據庫中添加相應的滑坡體數據。

(2) 圖形化顯示功能實現

在服務器端主程序中定義了變形K線圖控件、變形曲線圖控件、變形曲面圖控件、變形等高線圖控件和監測點分布圖控件，每一個控件都含有一個數據接口，當將相應的數據賦給控件時，控件就會將此數據以圖形化顯示出來。以變形K線圖顯示為例，當用戶觸發查看秭歸縣八字門滑坡體下的ZG10號點的變形K線圖事件時，就會將該點名賦給變形K線圖控件，接著控件調用Select類中的SelectDeformation( )方法查詢該點每期觀測的變形量并將其以類似于股票K線圖的形式顯示出來。

2. 系統的應用示例

系統實現后，以某年三峽庫區滑坡體實測數據為測試數據，查詢秭歸縣白水河滑坡體的變形情況，系統主要應用情況如下：

1) 查詢滑坡體某監測點的變形量。圖2所示為白水河滑坡體上ZG91號監測點的變形情況，從圖中可方便看出該點在不同測量時間下的變形量。

圖2　ZG91號點變形數據

2) 監測點變形情況圖形化顯示。圖3所示為白水河滑坡體上ZG91號監測點H、X和Y方向的變形K線圖，從圖中可看出下午1:05時出現的H方向最大變形量約為1.5 cm，最小變形量約為-1.1 cm，變形量均值約為-0.6 cm。

3) 滑坡體變形情況圖形化顯示，包括變形曲線圖、變形曲面圖和變形等高線圖，變形曲面圖和曲線圖分別如圖4和圖5所示，從圖中可看出白水河滑坡體的總體變形情況。

圖3　ZG91號點變形K線圖

圖4　白水河滑坡變形曲面

圖5　白水河滑坡變形曲線

三、結　論

基于Web的滑坡變形監測數據管理系統是適應信息化測繪的需要，結合滑坡變形監測實際情況進行設計和開發的，具有較高的實用價值。

1) 以B/S的方式實現了對變形監測數據庫的管理和訪問，增加了數據的來源，加快了信息的發布，提高了數據管理的效率。

2) 提供了變形K線圖、變形曲線圖、變形曲面圖、變形等高線圖等多種數據顯示方式，彌補了傳統變形監測數據管理系統數據顯示方式的不足。

3) 系統應用了先進的ADO.NET數據庫開發技術，實現了數據庫與系統的有機結合，使SQL Server 2008數據庫和Visual C#語言的優勢得到了最大的發揮，值得類似系統借鑒。

4) 應用測試表明該系統功能完善，使用方便，計算準確，數據成果可靠。

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Design and Realization of Data Management System for Landslide Deformation Monitoring Based on Web

LI Jun，LI Shuyun

10.13474/j.cnki.11-2246.2016.0164.

2016-03-10

李君(1959—),男，高級工程師，研究方向為大地測量(地震方向)及工程測量。E-mail:jtzbc@imu.edu.cn

P208

B

0494-0911(2016)05-0092-04

引文格式： 李君，李樹云. 基于Web的滑坡變形監測數據管理系統的設計與實現[J].測繪通報，2016(5)：92-95.