我國地質(zhì)災(zāi)害防治行業(yè)管理信息系統(tǒng)建設(shè)與展望

盧洪沛

（甘孜州自然資源和規(guī)劃局地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測站，四川 甘孜州 626000）

伴隨經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，全球氣候異常問題也時常發(fā)生，各類自然災(zāi)害頻發(fā)，對人民的生命、財產(chǎn)安全造成極大威脅，各類災(zāi)害，除了火山噴發(fā)、風(fēng)暴、地震等多發(fā)之外，滑坡、泥石流、山體崩塌等自然災(zāi)害也不斷出現(xiàn)。做好地質(zhì)災(zāi)害的防治工作，對于社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要意義。我國是一個人口大國，在全國范圍內(nèi)，山區(qū)總面積較大，大量人口與工程項(xiàng)目處在山區(qū)，地質(zhì)災(zāi)害的隱患更大，對此，需要建設(shè)科學(xué)的地質(zhì)災(zāi)害防治行業(yè)管理信息系統(tǒng)。

1 我國地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生情況

1.1 我國地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生現(xiàn)狀

地質(zhì)災(zāi)害是由于自然因素、人為因素引起的，會對人民的生命與財產(chǎn)安全帶來極大的威脅，包括地裂縫、地面塌陷、泥石流、滑坡、地面沉降、山體崩塌等。從世界范圍來看，我國的地質(zhì)災(zāi)害十分嚴(yán)重，有著災(zāi)害損失大、發(fā)生頻率高、災(zāi)害種類多、連續(xù)性強(qiáng)、強(qiáng)度大和突發(fā)性強(qiáng)的特點(diǎn)。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，我國共發(fā)生大型滑坡140處、崩塌51處、泥石流149處；較大型滑坡2 212處以上、崩塌2 984處以上、泥石流2 277處以上。近十年來，我國有近萬人由于地質(zhì)災(zāi)害死亡，在全國范圍內(nèi)，有多個市、縣、區(qū)、鎮(zhèn)遭受地質(zhì)災(zāi)害的威脅，僅遼寧、云南、四川、河北、甘肅、北京6個省（市），其中小型崩滑流災(zāi)害點(diǎn)就達(dá)到了41萬處。我國的地質(zhì)災(zāi)害主要分布于云南、重慶、四川、湖南、湖北、貴州、山西、陜西、廣西等省（區(qū)、市），尤其是在中西部地區(qū)，地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生率更高。地質(zhì)災(zāi)害的防治工作不僅與人民的生命財產(chǎn)安全密切相關(guān)，也會影響重大項(xiàng)目的建設(shè)質(zhì)量，要切實(shí)做好地質(zhì)災(zāi)害的防治，制定出科學(xué)的管理措施，將防災(zāi)責(zé)任制度落到實(shí)處。在這一背景下，做好地質(zhì)災(zāi)害的防治工作，已經(jīng)成為關(guān)乎人民生命財產(chǎn)安全、國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大事。

1.2 地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生誘因

1.2.1 不利的結(jié)構(gòu)面

地貌條件、地質(zhì)因素是導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的內(nèi)在決定性因素，在山體運(yùn)動作用下，會出現(xiàn)新的褶皺、斷層，形成了隆起的褶皺帶，還有地區(qū)內(nèi)構(gòu)運(yùn)動強(qiáng)烈，構(gòu)造結(jié)構(gòu)復(fù)雜，褶皺內(nèi)的斷層發(fā)育，導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)、巖石破碎，再加上風(fēng)化作用的影響，為地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生提供了內(nèi)在條件。

1.2.2 不利的氣候環(huán)境

氣候環(huán)境也是導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的一個重要條件，尤其是降水，會導(dǎo)致多種類型的地質(zhì)災(zāi)害，在連日的降雨和暴雨情況下，容易引起泥石流、山體崩塌等。在我國的南方地區(qū)，降雨量充沛，季節(jié)分布不均，這是引起地質(zhì)災(zāi)害的重要誘因。

1.2.3 人類活動

人類活動對于自然環(huán)境會產(chǎn)生雙面影響，不合理的人類活動會引發(fā)各類地質(zhì)災(zāi)害。伴隨各地經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類對于自然資源的開發(fā)越來越深入，加之人口數(shù)量的增加，在人、地之間存在矛盾，如，不合理的采礦容易誘發(fā)滑坡、山體崩塌，公路的開發(fā)則容易導(dǎo)致地面出現(xiàn)塌陷，人類對森林資源的掠奪性開發(fā)導(dǎo)致大量山體裸露在外，這些都極大地影響著山體的穩(wěn)定性，一旦遇到暴雨或者大雨天氣，就可能引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。

2 我國地質(zhì)災(zāi)害防治行業(yè)管理信息系統(tǒng)建設(shè)與展望

地質(zhì)災(zāi)害防治行業(yè)管理信息系統(tǒng)有著輸入、貯存、統(tǒng)計、查詢、輸出等一系列的功能，讓各類零散、分散的地質(zhì)災(zāi)害資料成為全面、系統(tǒng)的信息內(nèi)容，對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，讓數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)綜合化的利用，為地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查、治理和監(jiān)測工作提供足量的資料和數(shù)據(jù)，也滿足評審專家、政府部門、勘察設(shè)計單位的信息共享。

2.1 系統(tǒng)建設(shè)原則

第一，實(shí)用性。為了便于用戶的使用，在設(shè)計系統(tǒng)時，首先考慮到實(shí)用性與方便性，面向應(yīng)用人員，采用簡單易行的方式來滿足應(yīng)用要求，讓使用人員不需要進(jìn)行繁瑣的查找，就可找到相關(guān)功能。第二，經(jīng)濟(jì)性。在滿足設(shè)計目標(biāo)的前提條件下，提高設(shè)計性價比，盡可能利用現(xiàn)有的硬件、軟件、數(shù)據(jù)與人員，按照統(tǒng)籌規(guī)劃的方式高效率達(dá)成建設(shè)目標(biāo)。針對已經(jīng)投入的系統(tǒng)，需盡可能將其整合起來，避免資源浪費(fèi)。第三，先進(jìn)性。系統(tǒng)的建設(shè)要應(yīng)用先進(jìn)的方法、技術(shù)、軟件、硬件以及網(wǎng)絡(luò)平臺，兼顧系統(tǒng)的成熟性、整體性，以滿足未來的技術(shù)發(fā)展要求。第四，一致性。以統(tǒng)一的目標(biāo)作為指引，采用統(tǒng)一的業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。第五，安全性。應(yīng)用全面權(quán)限管理機(jī)制，明確角色權(quán)限管理，提供完善的數(shù)據(jù)備份以及恢復(fù)機(jī)制，應(yīng)用可靠性較高的軟件和硬件產(chǎn)品，避免信息數(shù)據(jù)資源泄露。第六，可維護(hù)性。確保系統(tǒng)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)特征，讓系統(tǒng)具備良好的可維護(hù)性，明確數(shù)據(jù)元素、業(yè)務(wù)內(nèi)涵之間的關(guān)系，科學(xué)進(jìn)行設(shè)計，保證組件模塊的內(nèi)聚性，讓系統(tǒng)的穩(wěn)定性高，易于維護(hù)。

2.2 系統(tǒng)總體架構(gòu)

系統(tǒng)的建設(shè)本著實(shí)用、先進(jìn)、靈活原則，采用C/S網(wǎng)絡(luò)計算模式進(jìn)行設(shè)計，選擇Oracle、SQL Server2000等作為數(shù)據(jù)源，借助COM技術(shù)來設(shè)計和開發(fā)，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定和高效。在系統(tǒng)的架構(gòu)上，包括幾個部分。

2.2.1 基礎(chǔ)保障

第一，標(biāo)準(zhǔn)編碼體系。制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)編碼與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，制定基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)編碼體系，搭建對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，提供科學(xué)的外部接口標(biāo)準(zhǔn)，為地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)庫、基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫的拓展提供數(shù)據(jù)支持。

第二，系統(tǒng)安全體系。參考國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，打造完善的協(xié)同安全體系，從數(shù)據(jù)、應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)、管理等多個層面保障系統(tǒng)的整體安全，避免出現(xiàn)潛在威脅，構(gòu)建科學(xué)的安全管理系統(tǒng)，做好制度建設(shè)。

第三，組織保障體系。打造統(tǒng)一的組織保障體系，成立科學(xué)的信息化工作機(jī)構(gòu)，確保屬性數(shù)據(jù)的規(guī)范，制定科學(xué)的培訓(xùn)制度，定期對數(shù)據(jù)進(jìn)行更新，為系統(tǒng)建設(shè)和運(yùn)行提供足夠的資金支持。

2.2.2 數(shù)據(jù)層

在數(shù)據(jù)層中，其主要的存儲內(nèi)容包括各類非空間數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)，參考行業(yè)規(guī)范，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、地理信息技術(shù)等，打造完善的數(shù)據(jù)管理體系與數(shù)據(jù)服務(wù)體系。從系統(tǒng)的內(nèi)容來看，包括5種類型，即災(zāi)害點(diǎn)空間數(shù)據(jù)庫、基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)庫、災(zāi)害點(diǎn)資料數(shù)據(jù)庫、災(zāi)害點(diǎn)屬性數(shù)據(jù)庫以及配置管理數(shù)據(jù)庫。

2.2.3 中間層

利用中間層，能夠?qū)?yīng)用層、數(shù)據(jù)層之間連接起來，具體可以使用ArcSDE來完成。

2.2.4 應(yīng)用層

在應(yīng)用層中，有多種核心應(yīng)用功能，需要開發(fā)對應(yīng)的邊坡檔案管理系統(tǒng)，其功能包括災(zāi)害點(diǎn)的查詢、地圖定位、基本GIS、資料管理、災(zāi)害點(diǎn)編輯、打印輸出、統(tǒng)計報表、數(shù)據(jù)交換和權(quán)限管理等。

2.2.5 管理工具集

借助管理工具集，可提供維護(hù)、管理工具，滿足系統(tǒng)的維護(hù)、管理要求，管理工具集包括配置管理工具、系統(tǒng)用戶管理、數(shù)據(jù)庫管理配置工具以及日志管理工具等。

2.2.6 界面層

使用系統(tǒng)的用戶包括3種類型，即管理員、數(shù)據(jù)查詢用戶、系統(tǒng)管理用戶。其中，管理員掌握著最高權(quán)限，有查詢權(quán)限，也需要負(fù)責(zé)系統(tǒng)的維護(hù)，確保系統(tǒng)可以正常運(yùn)行；數(shù)據(jù)查詢用戶可通過已授權(quán)方式來查詢數(shù)據(jù)，也可導(dǎo)出數(shù)據(jù)結(jié)果；系統(tǒng)管理用戶通過授權(quán)功能來負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)管理，可享有查詢權(quán)。

2.3 系統(tǒng)功能

2.3.1 GIS功能

包括瀏覽功能、圖層控制功能、量測功能。瀏覽功能是對地圖的縮小、放大、全圖顯示、平移等操作；圖層控制則可顯示出圖層的最大與最小顯示比例；量測功能可滿足實(shí)時測量要求，能夠精準(zhǔn)測量出方向角、多邊形面積、折線距離與夾角。

2.3.2 地圖定位功能

地圖定位功能包括災(zāi)害點(diǎn)定位、坐標(biāo)定位、地名定位和索引圖定位。

2.3.3 災(zāi)害點(diǎn)查詢功能

災(zāi)害點(diǎn)查詢功能包括空間查詢、區(qū)域查詢、緩沖查詢、屬性查詢幾類。空間查詢即通過畫圓、拉多邊形等操作，能夠查詢到相關(guān)區(qū)域的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)，顯示在查詢列表上，并在地圖上標(biāo)亮；區(qū)域查詢則可劃分出相關(guān)的行政區(qū)，在需查詢所有區(qū)域時，地圖上有對應(yīng)的高亮顯示；緩沖查詢即在查詢時，可以按照要求設(shè)置緩沖區(qū)，查詢范圍可自動擴(kuò)展；屬性查詢即按照地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)的類型、編號、名稱、危害分級、穩(wěn)定性、所在區(qū)域、群測人、防治分級等條件進(jìn)行查詢，可為單個條件，也可為多個條件。

2.3.4 災(zāi)害點(diǎn)編輯功能

包括新建、編輯、刪除幾個功能。新建即在地圖所在位置點(diǎn)新建地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)；編輯即通過拖拉改變其空間位置；刪除即在刪除地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)時，也需刪除相關(guān)資料。

2.3.5 數(shù)據(jù)交換功能

地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)的導(dǎo)出：選擇地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)，通過導(dǎo)出功能，將相關(guān)資料、屬性數(shù)據(jù)導(dǎo)入到相應(yīng)文件夾；地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)的導(dǎo)入：選擇地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)屬性文件，將相關(guān)數(shù)據(jù)導(dǎo)入到數(shù)據(jù)庫，根據(jù)具體的位置坐標(biāo)來創(chuàng)建地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)，與相關(guān)資料聯(lián)系起來。

2.4 數(shù)據(jù)庫建設(shè)

2.4.1 資料收集

第一，地圖資料。包括交通規(guī)劃圖、區(qū)域地質(zhì)圖、行政規(guī)劃圖、礦產(chǎn)圖、旅游規(guī)劃圖，收集紙質(zhì)圖紙，在電子掃描后保存為圖片。

第二，前期地質(zhì)災(zāi)害資料。包括地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀數(shù)據(jù)、地質(zhì)災(zāi)害防災(zāi)預(yù)案、地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度區(qū)分、地質(zhì)災(zāi)害防治分區(qū)等。

2.4.2 制定數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

在數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)類型各有差異，即便是同樣的地圖數(shù)據(jù)，地圖單位、坐標(biāo)體系以及投影方式也不同。對此，需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，對數(shù)據(jù)單位、數(shù)據(jù)精度、名詞術(shù)語進(jìn)行處理。同時，對空間信息進(jìn)行科學(xué)編碼，這直接影響后續(xù)的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，是需要優(yōu)先解決的問題。

2.4.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

在數(shù)據(jù)庫設(shè)計中，概念結(jié)構(gòu)設(shè)計是其中的關(guān)鍵，常用的設(shè)計方式就是實(shí)體-關(guān)系模型，明確不同實(shí)體內(nèi)容后即可構(gòu)建關(guān)系，應(yīng)用統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)。針對矢量地形數(shù)據(jù)，參考國家的代碼標(biāo)準(zhǔn)、分類標(biāo)準(zhǔn)，對各個比例的道路、水系、建筑物、境界、地貌等制定出對應(yīng)代碼，建立相關(guān)比例的數(shù)據(jù)聯(lián)系。在圖層的劃分上，要兼顧到數(shù)據(jù)的管理和應(yīng)用需求，盡可能減少圖層，從應(yīng)用角度著手，如果空間實(shí)體類型關(guān)系復(fù)雜，圖層會出現(xiàn)覆蓋、交迭的表現(xiàn)，需要將其劃分為對應(yīng)的物理圖層。

2.4.4 數(shù)據(jù)入庫

入庫的數(shù)據(jù)有各類空間數(shù)據(jù)、非空間數(shù)據(jù)，具體需參考行業(yè)規(guī)范，應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、地理信息技術(shù)，按照既定標(biāo)準(zhǔn)，將滿足系統(tǒng)建設(shè)的數(shù)據(jù)輸入到數(shù)據(jù)庫。災(zāi)害防治行業(yè)管理信息系統(tǒng)的內(nèi)容基礎(chǔ)地理空間圖層、地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)屬性信息數(shù)據(jù)、地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)空間數(shù)據(jù)、地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)相關(guān)資料數(shù)據(jù)。

基礎(chǔ)地理空間圖層：從獲取的地圖資料中建設(shè)，對于電子地圖數(shù)據(jù)，可從對應(yīng)圖層中進(jìn)行提取，將圖層組合，通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換來導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫。對于紙質(zhì)文件，將其掃描至計算機(jī)，通過圖形的校正后，應(yīng)用矢量化方法來將數(shù)字信息存儲至數(shù)據(jù)庫。

地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)空間數(shù)據(jù)：內(nèi)容涉及編號、災(zāi)害類型、發(fā)現(xiàn)時間、所在地層、地貌、體積、面積、地層傾角、誘發(fā)因素、當(dāng)前穩(wěn)定性、穩(wěn)定性發(fā)展趨勢、受威脅財產(chǎn)、受威脅房屋、影響對象、防治分級、群測人、監(jiān)測責(zé)任人、監(jiān)測情況、發(fā)生時間、聯(lián)系電話、失蹤人數(shù)、死亡人數(shù)、自然因素、人為因素、有無銷號等信息。上述信息是采用人工提取的方式，再錄取到對應(yīng)數(shù)據(jù)庫。

2.4.5數(shù)據(jù)檢查

根據(jù)數(shù)據(jù)類型的差別，檢查內(nèi)容也不同，包括分?jǐn)?shù)據(jù)基礎(chǔ)檢查、邏輯一致性檢查、數(shù)據(jù)完整性檢查以及數(shù)據(jù)取值檢查。對于數(shù)據(jù)基礎(chǔ)檢查，包括地圖投影、高程基準(zhǔn)方式；對于邏輯一致性檢查，需要明確各層的層名是否正確，檢查好屬性項(xiàng)的定義，分析屬性項(xiàng)之間的關(guān)系，查看代碼的一致性；對于數(shù)據(jù)完整性檢查，需要以專業(yè)技術(shù)設(shè)計書作為參考，對數(shù)據(jù)分層的完整、準(zhǔn)確性做出檢查，查看其順序、要素屬性是不是正確；對于數(shù)據(jù)取值檢查，需要重點(diǎn)查看數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)格式以及數(shù)據(jù)取值是否處在值域。

3 結(jié)束語

地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重威脅著人民的生命財產(chǎn)安全，建設(shè)地質(zhì)災(zāi)害防治行業(yè)管理信息系統(tǒng)，能夠?yàn)榈刭|(zhì)災(zāi)害的調(diào)查、監(jiān)測、治理和管理工作提供足夠的數(shù)據(jù)資料，是目前研究的重點(diǎn)。當(dāng)前，系統(tǒng)的建設(shè)已經(jīng)取得了突破性進(jìn)展，但調(diào)查成果的智能化、可視化以及數(shù)據(jù)共享中還存在一些問題尚未解決，在下一階段的工作中，需著重針對上述問題進(jìn)行分析。