基于云平臺的山東省地質災害綜合服務系統的設計與實現

盧曉龍，牛沖，劉同文，張迎偉

(山東省地質測繪院，山東 濟南　250002)

基于云平臺的山東省地質災害綜合服務系統的設計與實現

盧曉龍，牛沖，劉同文，張迎偉

(山東省地質測繪院，山東 濟南250002)

提出了建設云GIS的完整的解決方案，通過研究云平臺技術的交付模式和地理信息系統的特點，結合山東省地質災害信息管理的實際需求，開發了基于云平臺的山東省地質災害綜合服務系統。針對云GIS(地理信息系統)海量的存儲空間數據及豐富的信息顯示的特點，對地質災害點數據進行高速處理和實時顯示，文中設計了系統的建設方案，在云平臺的架構設計基礎上，設計并實現了對山東省地質災害信息點的管理、查詢、科普、統計等需求，實現了基于云平臺技術的山東省地質災害綜合服務系統的開發。

GIS；云平臺；地質災害；系統；山東省

引文格式：盧曉龍，牛沖，劉同文，等.基于云平臺的山東省地質災害綜合服務系統的設計與實現[J].山東國土資源，2015,31(2)：46-49.LU Xiaolong, NIU Chong, LIU Tongwen, etc.Design and Implementation of Geological Disasters Integrated Service System in Shandong Province Based on Cloud Platform[J].Shandong Land and Resources, 2015,31(2):46-49.

地質災害指因人類活動或自然因素所引發的危害人民生命和財產安全的地震、地裂縫、塌陷、沉降、崩塌、滑坡、泥石流等。如郯城縣馬陵山地震地質、棗莊熊耳山崩塌地質災害等[1]。對于山東省，由純自然因素引起的地質災害從數量和規模上來講在全國并不嚴重，不過由于其既是資源大省，又是經濟大省，社會經濟活動、人類工程尤其是礦業活動比較強烈，人類活動誘發的地質災害卻頻繁發生。再者其人口密度大、城鎮化水平高，一旦發生地質災害便會造成巨大的損失。由于山東省地貌條件較復雜、降水時間和空間分布極不均勻，且地質資源開采程度較高。加之不合理的過量開采和其他不合理的工程經濟活動，導致魯西、魯北平原區的地面沉降、地面塌陷和沿海地區的海(咸)水入侵等地質災害日趨嚴重，魯中南中低山丘陵和魯東低山丘陵區的崩塌、滑坡、泥石流，以及山前平原、山間盆地、谷地的地面塌陷和地裂縫頻繁發生。

1　云平臺技術介紹

1.1云平臺簡介

云平臺是對基于網絡的、可配置的共享計算資源池能夠方便、按需訪問的一種模型，這些可配置的共享計算資源池包括服務器、網絡、應用、存儲及服務，這些資源池能夠以最少的管理工作或者通過與服務提供者的交互進行快速的供應和釋放[2]。

1.2云平臺技術的實現

云平臺采用計算機集群組建數據中心，通過服務的形式交付給用戶，用戶能夠按需購買云平臺資源[3]。以此來看，云平臺與網格計算的目標相似，但云平臺和網格計算等傳統的分布式計算有著明顯的區別：云平臺是彈性的，即云平臺能根據工作負載大小動態分配資源；其次，相對于強調異構資源共享的網格計算，云平臺更強調大規模資源池的分享，通過分享提高資源復用率，并利用規模經濟降低運行成本。最后，云平臺需要考慮經濟成本，因此軟硬件設計不再一味追求高性能，而要綜合考慮成本、可用性、可靠性等因素。

1.3與傳統技術比較

近年來，云計算技術的快速發展和超大規模，已經在全球范圍內成為IT行業最炙手可熱的主題[4]。首先，它使軟硬件分離，真實共享了計算和存儲資源，使中小企業運用高頻率計算成為可能。其次，并發多用戶業務應用，節省大量資源。有成本低，易于管理，方式靈活等傳統IT技術無法比擬的優點。

2　系統的設計

2.1技術路線

基于云平臺技術的地質災害綜合服務系統建設，包括系統需求分析、調研、軟件設計、功能開發、數據采集、數據庫建設、系統集成、系統試運行等，主要技術路線如圖1所示：

圖1　系統技術路線圖

2.2系統總體架構

地質災害綜合服務系統主要針對公眾發布設計，利用先進的GIS技術、計算機技術和云平臺資源，采用通行的軟件設計標準、數據標準和B/S模式，其系統架構如圖2所示：

圖2　系統總體架構圖

2.3系統的集成

系統集成是通過結構化的綜合布線系統和計算機網絡技術，將各個分離的設備、功能和信息等集成到相互關聯的、統一和協調的系統之中，使資源達到充分共享，實現集中、高效、便利的管理。系統集成采用功能集成、網絡集成、軟件界面集成等多種集成技術[5]。該系統部署在山東省計算中心的云公共服務平臺，配置數據服務器、應用服務器、備份服務器、文件服務器等，基于網絡面向全省以及全國用戶訪問使用。

3　系統主要功能介紹

3.1大數據服務

以地質災害調查的資料為基礎,結合野外實地調查的多媒體數據，建立了地質災害數據庫，包括山東省的滑坡、泥石流、崩塌、地面塌陷、地裂縫等幾千個災害點信息。每個災害點的詳細地理位置、經緯度坐標、規模等級、災情等級、險情等級、威脅人口、直接經濟損失、威脅財產、目前穩定狀態等屬性信息都可以統計，系統支持多模式專題統計數據(圖3)。

圖3　系統數據內容圖

3.2氣象信息發布功能

系統集成了氣象信息發布功能，直接調取國家氣象局對外發布的實時更新的氣象信息，能快速獲知地質災害點附近的天氣信息，為高效決策提供有力的幫助。當需要查詢氣象信息時，將地圖定位至興趣點或直接選擇興趣點，可得到當地最新的詳盡氣象信息以及未來幾天的天氣預報信息(圖4)。

圖4　氣象信息發布圖

3.3逃生路線模擬

逃生路線模擬是假設某區域發生了地質災害，通過在地圖上添加逃生路線，并設定好逃生的速度，模擬如何得到受災區域的最優逃生路線。逃生路線模擬對話框包括逃生速度、所需時間、添加逃生路線等功能(圖5)。

圖5　逃生路線模擬圖

3.4屬性統計分析

屬性統計分析既可以按照所發生的區域統計不同災害類型的分布情況又可以按照災害類型統計在不同區域的分布情況，并且統計結果由柱狀圖、餅狀圖和報表3種不同形式進行表達。例如統計濟南市所有災害類型的信息，柱狀圖可以統計濟南市每種災害類型的發生頻次、威脅人口、威脅財產都可以清楚地展現出來(圖6)。

圖6　屬性統計分析圖

4　建議

雖然云平臺是信息技術利用長足發展最佳模式[6]，但目前應用中還存在一些問題；一是數據安全問題。在互聯互通的網絡環境中，數據有被丟失和泄漏可能性，必須通過相關法律和制度來進行約束。二是云計算在網絡環境中存在延遲或者中斷現象，通過網絡遠程訪問，雖然目前網速提高很快，但是和局域網相比，速度還是有所延遲的，如果一旦網絡出現問題會無法訪問，所以要求在云環境設計中要通過相關技術手段，來規避和防止此類問題發生。

5　結語

云計算本質上是一種更加靈活、高效、低成本、節能的信息運作平臺[7],利用云平臺技術與Web-GIS技術相結合進行地質災害綜合服務系統的建設,目前在國內外并不多見，該系統改變了以往C/S架構不靈活、過于專業、客戶端龐大、數據無法充分共享和及時更新的問題，也克服了功能單一的桌面GIS在地質災害信息管理時表現力差的問題。系統基于B/S架構，公眾通過瀏覽器即可瀏覽系統提供的各種信息服務。同時，該研究對地質災害數據進行科學化管理，對地災數據的完整性、現實性以及快速準確地進行各種災害信息的查詢、檢索、統計和輸出，為防災減災、政府決策和社會經濟建設提供技術保障，能產生巨大的經濟效益和社會效益。

[1]王世進,萬渝生,張增奇，等.山東省主要地質遺跡形成時代及分布特征[J].山東國土資源,2013，29(2):1-11.

[2]林曉芳.基于WebGIS的地質災害信息管理系統的研究及實現[D].北京:中國地質大學,2009.

[3]趙玉國.基于云計算的WebGIS系統構架研究[J].西昌學院學報,2010,24(2):45-47.

[4]錢景輝.數據中心在云計算需求下的技術分析[J].現代計算機,2012，(14):32-36.

[5]楊健,李海波,余波.GIS在地質災害預測中的應用[J].中國水運(下半月)，2010，10(1)：74-76.

[6]劉曉茜.云計算數據中心結構及其調度機制研究[D].合肥：中國科學技術大學,2011.

[7]楊波.數字圖書館的云計算道路[J].中國信息界,2012，201(1)：50-53.

Design and Implementation of Geological Disasters Integrated Service System in Shandong Province Based on Cloud Platform

LU Xiaolong, NIU Chong, LIU Tongwen, ZHANG Yingwei

(Shandong Geological Surveying and Mapping institute, Shandong Jinan 250002, China)

In this paper, complete solutions of constructing cloud GIS has been put forward. Based on delivery model and characteristics of geographic information system of cloud computing platform, combining with actual needs of information management of geological disasters in Shandong Province, comprehensive service system of geological disasters in Shandong Province based on cloud computing platform has been set up. Pointing to characteristics of massive data storage and varied information, high speed processing and real-time display of geological hazards, the construction scheme of the system has been designed. On the basis of architecture design of cloud computing platform, information management, inquiry, popularization of science and statistics of geological disasters have been realized, and the development of comprehensive service system of geological disasters in Shandong Province has been realized as well.

GIS；cloud platform；geological disasters；system; Shandong Province

2014-07-09；

2014-07-30；編輯：陶衛衛

盧曉龍(1980—)，男，陜西岐山人，主要從事基礎測繪、GIS技術開發、信息化管理方面的研究工作；E-mail:18709579@qq.com

P208

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