基于Echarts技術的商洛市尾礦管理信息系統設計

邢雪

（商洛學院經濟管理學院，陜西商洛 726000）

商洛市位于陜南，地處中華水塔之稱的秦嶺山脈，是南水北調中線水源區，全市尾礦庫數量共計130余座[1]。由于尾礦庫信息化程度不高，導致尾礦庫安全管理受到嚴重制約，礦產企業的綠色發展也受到阻礙。同時，尾礦庫安全問題也成為影響水源地生態安全和環境可持續發展的限制性因素。因此，通過對尾礦庫的信息化管理，提高尾礦庫安全管理水平，對于保障商洛市的生態安全意義重大。國內有學者在尾礦庫信息化領域做了一定的研究，如孫雅楠等[2]以HTML+CSS語言為基礎，開發了尾礦庫遠程信息管理系統。田歡[3]開發了基于WebGIS的礦山安全標準化辦公系統。李爽[4]應用GIS技術構建環境應急管理平臺，實現了對尾礦庫數據編輯、空間分析、尾礦庫潰壩模擬、災害損失評價等功能。張鵬[5]、張鑫[6]實現了基于ArcGIS可視化尾礦庫信息管理系統，同時，李鋼[1]、余樂文[8]、于廣明[9]等實現了尾礦庫信息管理、周邊地理環境可視化，尾礦庫運行狀態分析、潰壩演示、比在路線規劃等模塊。還有研究者利用熵權法、層次分析法、灰色關聯分析法、模糊綜合評價法、集對分析法等算法對尾礦庫安全風險進行綜合評價，提高了尾礦庫綜合安全風險分析的有效性[10-12]。本文基于Echarts技術，建立了商洛市尾礦管理信息系統，旨在提高尾礦庫安全管理水平，為相關的管理及研究部門提供實時的尾礦資源信息及管理決策方案，對于保障南水北調中線水源地商洛市尾礦庫安全管理及周邊區域生態安全，具有十分重要的意義。

1 Echarts概述

Echarts是Enterprise Charts的縮寫，是百度的一個開源數據可視化技術，由Javascript開發的圖表庫，可提供扇形圖、統計圖、雷達圖等豐富的數據統計圖表，并支持多個坐標系，可將數據在立體的層面顯示出來，底層依賴輕量級的Canvas庫ZRender。Echarts兼容性好，占用內存資源少，對PC端和移動設備硬件要求不高；并能夠提供直觀，生動，可交互，可高度個性化定制的數據可視化圖表；同時能夠進行拖拽重計算、數據視圖、值域漫游等，還可進行后期的數據挖掘、整合等操作。

Echarts通過時間軸的控制改變當前圖表綁定的option顯示當前時間對應的數據，可方便地實現實時數據的監控效果，并且通過界面交互動態的顯示數據走向，更加便捷地獲取數據蘊含的深層信息。Echarts地圖顯示采用模塊化單文件引入方式。由于顯示的大地圖屬于市級地圖，小地圖屬于縣級級別，所以地圖的加載是以加載對應JSON數據的模式，大地圖JSON數據來源于網絡，小地圖JSON數據來自大地圖JSON數據的拆分；因此在系統界面部分可實現動態數據分布顯示，只需獲取數據，填入數據，ECharts會找到兩組數據之間的差異然后通過合適的動畫去表現數據的變化。

2 系統設計

商洛市尾礦資源管理信息系統實現的關鍵技術與難點就在于前臺頁面上的地圖顯示，以及地圖上尾礦庫經緯度的分布顯示。地圖的顯示使用的是Echarts地圖，采用的是模塊化單文件引入方式。由于顯示的大地圖屬于市級地圖，小地圖屬于縣級，所以地圖的加載是以加載對應JSON數據的模式實現的，大地圖JSON數據來源于網絡，小地圖JSON數據來自大地圖JSON數據的拆分。地圖上尾礦庫的顯示是通過對數據庫中讀取的尾礦庫信息數據進行處理，將經緯度轉化為對應的小數，利用Echarts地圖series屬性中的geoCoord屬性和markPoint中對應的屬性，通過參數設置和數據的動態加載從而實現尾礦庫的動態分布顯示。

點擊尾礦庫出現紅色動態圓圈的效果以及大小地圖紅色動態效果的對應均利用markPoint的動態屬性，需注意的是其數據的動態生成。此外，點擊地圖出現尾礦庫名稱列表的顯示是通過控制Div，然后動態加載尾礦庫數據，計算鼠標點擊位置進行顯示的。

2.1 系統體系結構

商洛市尾礦資源管理信息系統的建設主要以圖形顯示、尾礦資源信息查詢為重點。系統采用四層結構設計：數據庫管理層、網絡服務層、展示層、應用層。具體如圖1所示。

圖1 系統體系結構圖

具體功能為：

1）數據庫管理層：對空間數據庫和業務數據庫進行維護等操作，其主要包括數據庫數據的管理與發布以及索引映射等操作。本系統采用SQL Server數據庫完成數據管理工作。

2）網絡服務層：實現網絡數據的請求與響應，完成前端與后臺的信息交互。

3）展示層：對象為用戶和管理員，主要實現對空間數據的展示，業務數據的動態更新，以及交互請求等提供交互界面。

4）應用層：包含系統用戶端和部門用戶端。系統用戶端是系統管理員進行修改、刪除、更新數據庫，GIS空間分析、數據編輯、動態檢測、儲量管理等。部門用戶端是實現部門業務相關數據的具體操作，如查詢、編輯等，以及相關管理部門和科研單位進行查詢和監控，實現信息的社會化服務。

2.2 功能模塊

本系統基于Echarts技術，結合商洛市尾礦資源的實際管理及研發需求，對系統的各個功能模塊進行設計和實現。系統主要功能模塊如圖2所示。

圖2 系統功能結構圖

圖形查詢模塊：主要實現地圖信息共享與數據交互操作等功能。根據商洛市主要礦區的尾礦資源，用戶通過網絡可以對尾礦資源的地質圖、地形圖以及尾礦的現狀圖等進行放大、縮小、測量、信息查詢等基本操作，同時可進行空間數據與屬性數據的交互查詢等操作。對于用戶選擇的區域，界面會顯示所對應點的名稱及最新的相關資源信息，這些信息還會以表格的形式顯示在界面上。

尾礦庫綜合安全評價模塊：本模塊根據尾礦庫安全因素的不確定性，提出一種尾礦庫安全評價方法，通過該方法可以向用戶提供安全決策支持。具體實現方法如下：先根據商洛市尾礦庫的特點，通過分析尾礦庫統計事故確定影響尾礦庫安全因素，并通過相關算法進行關聯度分析，建立安全評價指標體系。進而通過模糊理論建立考慮多因素的尾礦庫綜合安全評價模型，通過分析模型，確定每個影響尾礦庫安全因素的評判標準的因素等級，最后按照評判標準，找到各因素在不同的值段對各評判等級的隸屬程度，并確定其隸屬度的函數關系，最終得出安全評價結果，為后續的安全決策提供技術支持[13]。

數據更新模塊：尾礦資源管理系統需要實時的向用戶端提供最新的尾礦資源信息等資料，數據更新模塊主要實現對商洛市各個礦山的尾礦資源信息進行實時更新，此模塊的主要數據可通過各礦山的管理員進行數據更新、編輯、修改等操作獲取。

屬性查詢模塊：主要提供礦山管理人員以及管理部門和科研單位對尾礦資源的信息查詢。屬性查詢功能主要實現的是圖形數據庫與屬性數據庫實時交互查詢，并在地圖界面上顯示查詢的具體屬性信息。為方便用戶的查詢使用，地圖界面上可通過對查詢的結果區域進行紅線標識或者高亮閃爍等功能提示。其中，尾礦庫經緯度等地圖信息均存儲在后臺數據庫中，系統中地圖的顯示是通過對數據庫中讀取的尾礦庫信息數據進行編碼處理后，再利用Echarts動態加載出來，從而實現尾礦庫的動態分布顯示。

統計分析模塊：對尾礦資源管理系統的數據庫中的數據進行統計分析，如實時數據和歷史數據進行相關性分析等，以及對尾礦資源的檢測數據進行數據挖掘等方法，最終得到能夠反映當前尾礦資源運行狀況以及預警等有關信息。

消息推送模塊：通過數據的統計和分析后，將分析結果按照不同的需求，向不同的用戶進行消息推送，以達到提醒和提前預知預防的作用。

系統管理模塊：主要實現對系統網絡運行安全性進行設置，管理專業用戶角色及操作權限，用戶資料管理及維護記錄管理等。

2.3 系統實現

本系統采用Echarts技術，SQLServer數據庫、Web Services技術、NET Framework 技術，體系結構采用B/S構架模式，以研究商洛市礦產地理條件以及尾礦資源分布、處理及再利用的技術方法為目的，完成商洛市尾礦資源管理信息系統的建設；通過對商洛市尾礦資源信息和地理數據的結合以及網絡數據的共享，實現尾礦資源信息地圖查詢和發布、尾礦庫綜合安全評價、數據更新和管理、統計分析以及消息推送等模塊；為商洛市尾礦資源管理及研究工作提供一個高效直觀的信息共享服務平臺，并為有關管理和科研部門決策提供技術支持。

目前已完成商洛市尾礦庫信息的基本展示，可供相關部門及機構方便查詢，圖3為某區域尾礦庫后臺管理界面。

圖3 某區域尾礦庫后臺管理界面

3 結語

尾礦庫信息化程度是尾礦庫安全管理水平的一項重要指標，也成為礦產企業的綠色發展水平和水源地生態安全和環境可持續發展的重要影響因素。本文通過Echarts技術實現商洛市尾礦資源管理信息系統，可實現圖形顯示、信息查詢、統計分析及消息推送等功能；并提出了考慮多因素的尾礦庫綜合安全評價模型，旨在為相關的管理及研究部門提供實時有效的尾礦資源信息及管理決策方案。本系統測試完成后會應用在陜西省尾礦資源綜合利用重點實驗室服務器上進行實驗。將運行積累的數據進行尾礦資源數據挖掘等深度分析，本系統還需進一步完成。