基于GIS的地震信息發(fā)布系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

向姣姣

摘 ?要：地震的發(fā)生是由于地殼下巖層原有的斷層發(fā)生了位移所導(dǎo)致的，其所釋放的巨大能量會以地震波的形式傳播到地表，造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。該文結(jié)合當(dāng)前Web開發(fā)技術(shù)和移動(dòng)開發(fā)技術(shù)，設(shè)計(jì)了Web端以及移動(dòng)端的兩個(gè)地震信息發(fā)布系統(tǒng)。其中Web端利用了Google Maps API，移動(dòng)端利用ArcGIS for Android和Android Stuio技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了Android地震信息發(fā)布系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：地震 ?GIS ?Web端 ?移動(dòng)端

中圖分類號：P315 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）08（c）-0010-02

地震的發(fā)生是由于地殼下巖層原有的斷層發(fā)生了位移所導(dǎo)致的，全球發(fā)生的能被儀器所測到的地震一年之內(nèi)就有145萬多次。由于地震的發(fā)生能夠引起地面強(qiáng)烈震動(dòng)，如果震級較大則會導(dǎo)致地面開裂和嚴(yán)重變形，進(jìn)而導(dǎo)致建筑物的倒塌和損毀，地震的影響不僅表現(xiàn)在房屋倒塌和基礎(chǔ)設(shè)施被毀上，而且還可能導(dǎo)致次生災(zāi)害的產(chǎn)生，比如瘟疫及水污染等，嚴(yán)重影響著人們的生活。中國位于亞歐板塊地震帶和環(huán)太平洋板塊地震帶的交界處，地震斷裂帶比較多，屬于地震頻發(fā)的國家。我國地震部門有義務(wù)將地震信息準(zhǔn)確、快速地呈現(xiàn)在社會公眾面前，增強(qiáng)社會公眾的地震應(yīng)急意識。

在當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)得到快速發(fā)展的年代，用戶對地震信息發(fā)布服務(wù)要求也明顯増?bào){，持別是在地震信息的時(shí)效性和準(zhǔn)確性方面。就目前我國現(xiàn)有的地震信息系統(tǒng)，從功能上講，與國外先進(jìn)的地震信息系統(tǒng)有著很大的差距，國外的地震系統(tǒng)在應(yīng)急方面做的工作比較多。將GIS技術(shù)應(yīng)用到地震領(lǐng)域，設(shè)計(jì)和開發(fā)基于Web技術(shù)和移動(dòng)技術(shù)的地震信息發(fā)布系統(tǒng)是迫切的和緊要的。

1 ?系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)為根據(jù)用戶的特定需求而設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的，通過對用戶對該系統(tǒng)需求的深入調(diào)查，依據(jù)調(diào)研用戶的要求來確定。站在用戶的角度來分析、來確定系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)的一些功能，滿足用戶需求。地理信息系統(tǒng)可以被看作是一個(gè)解決問題的工具，這個(gè)工具能夠有解決某一（類）或者特定的問題。因此，一個(gè)可運(yùn)行的、實(shí)用的應(yīng)用性GIS系統(tǒng)的目的就是能夠解決某一具體問題，這也就確定了應(yīng)用型GIS的研究應(yīng)用范圍和性質(zhì)。

地震信息發(fā)布系統(tǒng)Web端設(shè)計(jì)的目標(biāo)是在地震信息數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，利用Google Maps API，結(jié)合計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)以及ASP.NET技術(shù)進(jìn)行GIS二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)如圖1所描述的Web原型。此系統(tǒng)Web端具備自動(dòng)獲取地震數(shù)據(jù)、地震信息發(fā)布、地震信息查詢、地震信息處理等基本功能，其數(shù)據(jù)類型、編碼和圖形符號符合現(xiàn)有的國家和行業(yè)規(guī)范，能夠?qū)崿F(xiàn)空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的無縫鏈接。

地震信息發(fā)布系統(tǒng)移動(dòng)端設(shè)計(jì)的目標(biāo)也是在地震信息數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，利用ArcGIS For Android，結(jié)合計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能手機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了Android地震信息發(fā)布系統(tǒng)的原型，這個(gè)原型可以在智能手機(jī)平臺上有效地展現(xiàn)可視化的地震信息數(shù)據(jù)。地震信息發(fā)布系統(tǒng)所發(fā)布的數(shù)據(jù)類型比較少，但是對于數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性要求很高，不能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地提供地震信息就會延誤抗震救災(zāi)工作，帶來不必要的生命和財(cái)產(chǎn)損失。

1.1 Web端架構(gòu)設(shè)計(jì)

地震信息發(fā)布系統(tǒng)Web端采用的是瀏覽器/服務(wù)器（B/S）結(jié)構(gòu)，支持使用者和政府相關(guān)人員在任何時(shí)間、任意基地點(diǎn)通過互聯(lián)網(wǎng)訪問該系統(tǒng)，系統(tǒng)的整體架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示。

（1）數(shù)據(jù)層運(yùn)行的是SQL Server 2014數(shù)據(jù)庫，用于存儲數(shù)據(jù)庫的表格，表格儲存的是地震產(chǎn)生的各種信息，地震信息的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)來自于美國地質(zhì)調(diào)查局的地震數(shù)據(jù)庫。

（2）中間層是IIS服務(wù)器。IIS服務(wù)器具有兩個(gè)功能，一是IIS服務(wù)器負(fù)責(zé)定時(shí)獲取美國地質(zhì)調(diào)查局?jǐn)?shù)據(jù)的XML文擋，并對XML文檔進(jìn)行解析，提取地震數(shù)據(jù)的震級大小、地震位置、震源深度等相關(guān)屬性信息，并把這些地震信息儲存到SQL Server 2014數(shù)據(jù)庫中。二是IIS服務(wù)器為系統(tǒng)的Web端應(yīng)用程序提供運(yùn)行環(huán)境。

（3）表現(xiàn)層位于PC客戶端瀏覽器上。其能夠?yàn)橛脩籼峁┲庇^、形象的操作界面，操作的結(jié)果通過地圖和信息列表的形式展現(xiàn)給用戶，向使用者提供實(shí)時(shí)的、專業(yè)的地震信息。

1.2 移動(dòng)端架構(gòu)設(shè)計(jì)

移動(dòng)端采用的是客戶端/服務(wù)器（C/S）結(jié)構(gòu)，并且通過WiFi作為服務(wù)器與客戶端之間的橋梁進(jìn)行相互通信，支持用戶在有網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境下進(jìn)行操作和使用，該系統(tǒng)移動(dòng)端的整體架構(gòu)如圖2所示。

（1）數(shù)據(jù)層是移動(dòng)地震發(fā)布系統(tǒng)的基礎(chǔ)，為系統(tǒng)提供了數(shù)據(jù)的保障。主要采用的數(shù)據(jù)是借用ESRI公司提供的離線數(shù)據(jù)，是一個(gè)緊湊型的緩存切片。

（2）通信服務(wù)層是通過WiFi、GPRS等通信方式連接互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端與數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)傳遞，數(shù)據(jù)主要以服務(wù)的方式提供，根據(jù)服務(wù)類型的不同，可劃分為地圖服務(wù)、地理編碼服務(wù)、移動(dòng)數(shù)據(jù)服務(wù)、GIS功能服務(wù)、影像服務(wù)等，該系統(tǒng)采用的是地圖服務(wù)。

（3）終端應(yīng)用層也稱為表現(xiàn)層，主要包括系統(tǒng)的操作功能和系統(tǒng)的人性化的界面展現(xiàn)兩部分，能夠?yàn)橛脩籼峁┑卣鸢l(fā)布系統(tǒng)的功能服務(wù)。

2 ?系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

2.1 地震發(fā)布系統(tǒng)Web端的功能模塊設(shè)計(jì)

地理信息應(yīng)用型系統(tǒng)是在一定地理信息工具型系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，按照特定的應(yīng)用目的對其進(jìn)行二次開發(fā)而得到的GIS系統(tǒng)，它基本上繼承了工具型GIS所提供的所有基本功能。

因此，應(yīng)用性GIS的功能設(shè)計(jì)重點(diǎn)不在于對基本功能的設(shè)計(jì)和編程，而是根據(jù)需求分析的結(jié)構(gòu)，對解決特定應(yīng)用目的而進(jìn)行的功能分析，選擇合適的工具性GIS功能并對其具體化，以滿足實(shí)際需要。

根據(jù)地震信息發(fā)布系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)要求，結(jié)合Google Maps API的技術(shù)特點(diǎn)，將Web端的整個(gè)系統(tǒng)分成三大功能模塊，分別是：地震信息發(fā)布模塊、地震信息查詢模塊、地震信息處理模塊。

地震信息發(fā)布模塊主要是通過Google Maps API提供的google.maps.Circle（）方法在地圖上顯示地震信息，在地圖上用戶可以看到顯示地震地點(diǎn)的紅色圓形，震級越大，圓形半徑越大。在地圖下方的表格中用戶可看到具體的發(fā)震時(shí)刻、guid（美國地質(zhì)調(diào)查局對每一次觀測到的地震生成的全球唯一標(biāo)識符）、里氏震級大小、震中的經(jīng)緯度、震源深度以及發(fā)生地震的地區(qū)。

地震信息查詢方式可分為按時(shí)間查詢、按緯度查詢、按經(jīng)度查詢、按深度查詢、按震級查詢及綜合查詢，在用戶在輸入查詢的信息后，GridView數(shù)據(jù)表會顯示出滿足條件的地震條目。

地震信息處理模塊功能分地震基本信息顯示、周邊信息查詢、歷史地震查詢、圖像疊加以及繪制地形剖面圖。

2.2 地震信息發(fā)布系統(tǒng)移動(dòng)端的功能模塊設(shè)計(jì)

根據(jù)地震信息發(fā)布系統(tǒng)用戶的具體需求分析，結(jié)合ArcGIS For Android的技術(shù)將點(diǎn)，將地震信息發(fā)布系統(tǒng)設(shè)計(jì)為兩個(gè)功能模塊，其中一個(gè)模塊功能就是地震信息發(fā)布功能模塊，也是該系統(tǒng)最重要的功能。用戶打開應(yīng)用程序后首先就會進(jìn)入到該模塊，在MapView地圖控件上用戶可以看到顯示地震地點(diǎn)的紅色圓點(diǎn)，點(diǎn)擊圓點(diǎn)以后用戶可在彈出的信息窗口內(nèi)查看到震級、發(fā)震時(shí)間等地震的具體信息。第二個(gè)模塊就是地震后臺報(bào)警模塊的設(shè)計(jì)。

3 ?結(jié)語

該文結(jié)合系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法，從地震信息發(fā)布系統(tǒng)的具體需求分析出發(fā)，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的總體架構(gòu)，提出了系統(tǒng)最終的目標(biāo)。并結(jié)合具體的用戶需求對地震發(fā)布系統(tǒng)的Web和移動(dòng)端的功能進(jìn)行了設(shè)計(jì)，Web端功能主要設(shè)計(jì)了3個(gè)功能，模塊包括：地震信息發(fā)布模塊、地震信息查詢模塊、地震信息處理模塊。移動(dòng)端主要設(shè)計(jì)了兩大模塊：地震信息發(fā)布模塊和地震后臺報(bào)警模塊。

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