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所謂的地質(zhì)災(zāi)害指的是由于自然地質(zhì)的結(jié)構(gòu)以及相應(yīng)版塊的運(yùn)動(dòng)或者是由于人類對自然資源的破壞而造成泥石流、滑坡以及地面塌陷或者是土壤鹽堿化以及火山地震的發(fā)生,這些都屬于地質(zhì)災(zāi)害問題。由于地質(zhì)災(zāi)害是由于一定的作用力的作用下而導(dǎo)致其發(fā)生的,有人為因素,也有自然因素,自然因素主要是由于板塊的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生碰撞或者是擠壓而產(chǎn)生了一定的壓力造成的。而人為因素主要是由于人類對自然資源的不合理使用造成的。其中主要包括:由于生產(chǎn)的需要對于樹木進(jìn)行嚴(yán)重的砍伐在一定的程度上可以造成山體滑坡的現(xiàn)象發(fā)生,由于煤礦以及其他資源的過度開采,很可能造成塌方現(xiàn)象的發(fā)生,不僅危害人們的生命安全在一定的程度上還造成環(huán)境的破壞。
二、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測的方法
所謂的地質(zhì)監(jiān)測就是在地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生之前通過技術(shù)與設(shè)備的應(yīng)用對于地質(zhì)災(zāi)害的活動(dòng)以及各種誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的因素進(jìn)行一系列的分析的工作。不但可以防止災(zāi)害的發(fā)生也可以通過相應(yīng)的預(yù)防手段來減少災(zāi)害發(fā)生時(shí)造成的損失。
1.地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測的對象
在對地質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測的時(shí)候主要還是通過直接的觀察以及通過儀器的測量還有對以往的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,找出災(zāi)害發(fā)生的特點(diǎn),從而對其進(jìn)行防御。在進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測的時(shí)候主要是對于災(zāi)害形成的原因以及災(zāi)害的發(fā)展形勢進(jìn)行全方位的調(diào)查與研究。我們通過對變形、物理場、化學(xué)場以及誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的其它的一些動(dòng)力因素進(jìn)行相關(guān)的監(jiān)測從而找出其影響地質(zhì)災(zāi)害的主要原因。
2.地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測的方法
對于變形監(jiān)測來說主要是通過伸縮計(jì)法以及地表傾斜檢測法還有地表位移GPS測量法對地表的相對位移以及絕對位移進(jìn)行相應(yīng)的測量。以上的測量方法主要是對預(yù)防滑坡以及崩塌地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生而進(jìn)行的監(jiān)測。對于泥石流的監(jiān)測主要是通過地表檢測法和流速監(jiān)測法以及對于降雨量的調(diào)查分析來進(jìn)行相應(yīng)的監(jiān)測的。地質(zhì)之所以會(huì)發(fā)生變動(dòng),不僅受自然自身的影響,人類的活動(dòng)在很大的程度上導(dǎo)致了地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生,所有在具備完善的監(jiān)測的情況下要讓人們了解到保護(hù)自然環(huán)境的重要性,對于人類所進(jìn)行的活動(dòng)也要進(jìn)行相應(yīng)的的觀察之后可以推斷出地質(zhì)可能會(huì)發(fā)生的結(jié)構(gòu)的演變,從而能更好地分析其動(dòng)態(tài),對于可能要發(fā)生的災(zāi)害進(jìn)行很好的預(yù)防。
三、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警的基本程序
對于地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測預(yù)警,首先相關(guān)的部門應(yīng)該成立專門的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警小組,對于居民進(jìn)行的宣傳以及教育,對在地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生之前可能出現(xiàn)的一些狀況進(jìn)行詳細(xì)的講解,以便于進(jìn)行及時(shí)的撤離以及預(yù)防的工作可以順利的開展。其次,應(yīng)該對于人們?nèi)粘I畹碾娏υO(shè)施以及具有重大威脅性的橋梁以及水壩的建設(shè)還有對大山的居民的居住地以及周邊的環(huán)境要進(jìn)行良好的監(jiān)測,以便在災(zāi)害發(fā)生的時(shí)候可以將居民進(jìn)行有效的撤離。最后要制定嚴(yán)謹(jǐn)詳細(xì)的防御措施,在進(jìn)行區(qū)域調(diào)查時(shí)要把發(fā)生重大災(zāi)害的地區(qū)作為重點(diǎn)的參考對像對其地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行相關(guān)的判別,對于特殊區(qū)域的地質(zhì)要建立完善的氣象綜合檢測網(wǎng),由于監(jiān)測預(yù)警對于預(yù)防以及降低損失有著重要的意義,所以在進(jìn)行監(jiān)測預(yù)警的時(shí)候一定要將科學(xué)技術(shù)研究作為重要的依據(jù)。由于不同地區(qū)的地質(zhì)存在不同的問題,所以對于地質(zhì)進(jìn)行科學(xué)的劃分之后才能進(jìn)行更加深入的監(jiān)測以及預(yù)防的工作。
四、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)的基本理論以及模型
無論是遠(yuǎn)古時(shí)期還是現(xiàn)在都發(fā)生過很多的地質(zhì)災(zāi)害問題,所以對于地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測以及預(yù)警應(yīng)該進(jìn)行全方面的研究,在基于一定科學(xué)理論的基礎(chǔ)上,通過對地質(zhì)災(zāi)害形成的機(jī)理以及誘發(fā)的因素和動(dòng)力學(xué)的分析,通過對靜力以及動(dòng)力的研究,來判斷地質(zhì)災(zāi)害形成的過程,通過對巖土力學(xué)的研究從而判斷地質(zhì)災(zāi)害的日常穩(wěn)定性以動(dòng)態(tài)。通過統(tǒng)計(jì)學(xué)以及數(shù)學(xué)的應(yīng)用,對一些變量以及進(jìn)行科學(xué)的分析,可以使用的公式進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算,便于發(fā)現(xiàn)災(zāi)害對于人類的影響程度,從而可以采取有效的手段進(jìn)行預(yù)防。還可以通過信息科學(xué)以及地理信息科學(xué)對地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫,再結(jié)合相應(yīng)的地理信息系統(tǒng),對地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行相應(yīng)的對比分析,使預(yù)警預(yù)報(bào)在無形之中可以看見,可以對其進(jìn)行相應(yīng)的防范。由于科技的迅速發(fā)展,我國已經(jīng)掌握了更加先進(jìn)的監(jiān)測預(yù)警技術(shù),對于我國來說BOTDR技術(shù)雖然引進(jìn)的比較晚,但是發(fā)展的很迅速,對于滑坡工程的監(jiān)測也起到了很好的效果。在進(jìn)行監(jiān)測預(yù)警的時(shí)候應(yīng)該建立地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警模型然后其數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)的分析。地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測的預(yù)警模型主要有時(shí)間序列模型以及Kalman濾波模型還有人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。在時(shí)間序列模型建模之前要對系統(tǒng)的時(shí)間序列動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的觀測以及記錄,然后通過制圖以及一系列的計(jì)算選擇合適的模型與時(shí)間序列觀察的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的曲線擬合,從而發(fā)現(xiàn)其走向。
五、總結(jié)
通過對發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害、降雨等資料的分析,崩塌滑坡泥石流災(zāi)害發(fā)生的原因是地質(zhì)環(huán)境條件、降雨、人類工程活動(dòng)等因素的相互交織,自然與社會(huì)因素相互疊加的結(jié)果。地質(zhì)災(zāi)害系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的開放系統(tǒng)和耗散體系,具有高度非線性和復(fù)雜性,其系統(tǒng)行為具有非確定性和突發(fā)性[9]。在諸多因素中,地形、巖土體類型、活動(dòng)斷裂等為控制性因素,對地質(zhì)災(zāi)害的分布、形成、發(fā)展起著控制性作用。降雨、人類工程活動(dòng)、地震為誘發(fā)因素。本文將影響地質(zhì)災(zāi)害的因素歸納為控制因素和誘發(fā)因素。控制因素有表征地質(zhì)環(huán)境條件的地形、巖土體類型、活動(dòng)斷裂、水網(wǎng)密度、構(gòu)造及人類工程活動(dòng);云南省降雨誘發(fā)型地質(zhì)災(zāi)害約占90%,因此將降雨作為誘發(fā)因素來考慮。
1.1滑坡泥石流災(zāi)害與地質(zhì)環(huán)境的關(guān)系本文在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上進(jìn)一步深入研究,提出以下幾點(diǎn)看法。
1.1.1滑坡泥石流與地形地貌(1)崩塌滑坡泥石流主要發(fā)育于海拔500~2500m區(qū)域,3000m以上分布數(shù)量少;其中1000~2500m區(qū)域內(nèi)滑坡最為集中,占滑坡總數(shù)的86%。(2)云南省地貌以元陽河谷和云嶺山脈一線為界,可將全省分為滇東高原盆地區(qū)、滇西山地峽谷區(qū),根據(jù)地貌特征細(xì)分地貌亞區(qū)。不同地貌區(qū)災(zāi)害發(fā)育分布特征不同。
1.1.2崩塌滑坡泥石流與巖土體類型巖土體作為地質(zhì)災(zāi)害的活動(dòng)主體,是地質(zhì)災(zāi)害產(chǎn)生的物質(zhì)基礎(chǔ),巖土體類型、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)及構(gòu)造特征對地質(zhì)災(zāi)害的形成發(fā)育產(chǎn)生重要影響。薄-中層狀極軟-較硬含煤砂巖、泥巖巖組易發(fā)生塑性變形破壞導(dǎo)致滑坡泥石流災(zāi)害;塊狀堅(jiān)硬片麻巖、混合巖、變粒巖巖組由于風(fēng)化層厚,容易沿強(qiáng)/弱風(fēng)化界面產(chǎn)生滑動(dòng);中-厚層狀強(qiáng)巖溶化較硬-堅(jiān)硬灰?guī)r、白云巖巖組中滑坡泥石流地質(zhì)災(zāi)害很少發(fā)生。
1.1.3崩塌滑坡泥石流與地質(zhì)構(gòu)造構(gòu)造控制著地形地貌及大地構(gòu)造分區(qū)并進(jìn)一步影響微地貌和巖土體類型,從而影響地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育?;顒?dòng)性斷裂構(gòu)造密集的區(qū)域,巖土體破碎,斜坡較為陡峻,較易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害。
1.1.4崩塌滑坡泥石流與地震云南省地震活動(dòng)頻繁,地震發(fā)生的同時(shí),常常誘發(fā)滑坡、崩塌和地裂縫等次生地質(zhì)災(zāi)害,同時(shí)導(dǎo)致巖土體破碎,斜坡物質(zhì)失穩(wěn),為泥石流提供大量物質(zhì)來源。
1.1.5崩塌滑坡泥石流與水系密度云南省地質(zhì)災(zāi)害與水系關(guān)系比較密切,地質(zhì)災(zāi)害沿河流兩側(cè)呈帶狀分布,山區(qū)河流兩側(cè)一般為交通要道,人類工程活動(dòng)對巖土體產(chǎn)生擾動(dòng),加劇地質(zhì)災(zāi)害的形成。
1.2降雨與崩塌滑坡泥石流災(zāi)害的關(guān)系云南具有“一山分四季、十里不同天”的氣候特征,小尺度單點(diǎn)性強(qiáng)降水經(jīng)常發(fā)生[8]。依據(jù)最新的氣候區(qū)劃,云南大致可分為北熱帶、南亞熱帶、中亞熱帶、北亞熱帶、溫帶和高原氣候帶等6個(gè)氣候帶。因氣候類型不同,不同區(qū)域降雨時(shí)空分布特征差異明顯,對地質(zhì)災(zāi)害的誘發(fā)作用不同。云南省降雨與地質(zhì)災(zāi)害關(guān)系具有以下幾個(gè)特點(diǎn):(1)降雨對地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育發(fā)生具有明顯的分帶特征,不同區(qū)域誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的臨界雨量差異明顯。(2)在降雨發(fā)生當(dāng)天及前幾天,大部分地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生都會(huì)伴隨有降雨的發(fā)生,并且規(guī)律性非常明顯。因此,短時(shí)強(qiáng)降雨對地質(zhì)災(zāi)害具有明顯的誘發(fā)效應(yīng)。(3)將滑坡、崩塌和泥石流災(zāi)害發(fā)生當(dāng)天、前3d、前5d、前7d、前10d、前15d的累計(jì)有效降雨情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果表明累計(jì)有效降雨量隨時(shí)間推移與地質(zhì)災(zāi)害相關(guān)性逐漸減弱,前7d累計(jì)有效降雨量與地質(zhì)災(zāi)害相關(guān)性較明顯。
1.3地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警區(qū)劃通過對地質(zhì)環(huán)境條件、氣候特征、地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征等分析,對云南省進(jìn)行預(yù)警區(qū)域劃分,將全省劃分為11個(gè)預(yù)警區(qū):哀牢山地區(qū)、大理麗江地區(qū)、大盈江地區(qū)、滇東北地區(qū)、滇南地區(qū)、滇西北地區(qū)、滇中高原湖盆區(qū)、滇中紅層地區(qū)、金沙江中下游地區(qū)、臨滄地區(qū)、文山巖溶地區(qū)。不同預(yù)警區(qū)域,對降雨量誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的敏感程度不同,因此根據(jù)預(yù)警區(qū)特征設(shè)置不同的降雨閾值;不同預(yù)警區(qū),地質(zhì)環(huán)境條件因子對地質(zhì)災(zāi)害敏感性不同,因此根據(jù)預(yù)警區(qū)特征設(shè)置因子權(quán)值。
1.4地質(zhì)災(zāi)害氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型(1)地質(zhì)災(zāi)害敏感性指數(shù)在不同的地質(zhì)環(huán)境背景條件下,由控制因素影響發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的可能性差異用地質(zhì)災(zāi)害敏感性指數(shù)(Z)表示,根據(jù)云南省滑坡泥石流形成機(jī)理及特點(diǎn),選取與崩滑流地質(zhì)災(zāi)害密切相關(guān)的地形地貌、地震、水網(wǎng)密度、巖土體類型、構(gòu)造、人類工程活動(dòng)共6個(gè)因子,用信息量模型[10]來計(jì)算地質(zhì)災(zāi)害敏感性指數(shù)。(2)降雨誘發(fā)指數(shù)本文引用了岳建偉[4]等在地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)及信息管理系統(tǒng)應(yīng)用研究中提出的前期累計(jì)降雨量對地質(zhì)災(zāi)害影響的降雨誘發(fā)指數(shù)計(jì)算方法。根據(jù)云南省降雨與地質(zhì)災(zāi)害關(guān)系特征,將有效累計(jì)降雨天數(shù)修正為7d,選取當(dāng)日降雨量,1d、3d、5d、7d累計(jì)有效降雨量為特征值,設(shè)置降雨閾值。參考李鐵峰等在哀牢山地區(qū)的研究成果,α取值0.75。(3)地質(zhì)災(zāi)害氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警單元按云南省氣象局預(yù)報(bào)雨量網(wǎng)格劃分方法將全省劃分為0.5°×0.5°網(wǎng)格單元。(4)氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警指數(shù)氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警指數(shù)(H)=地質(zhì)災(zāi)害敏感性指數(shù)(Z)×降雨誘發(fā)指數(shù)(R)。(5)地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報(bào)預(yù)警等級(jí)劃分地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報(bào)預(yù)警級(jí)別按全國統(tǒng)一要求劃分為5級(jí),根據(jù)預(yù)警指數(shù)計(jì)算結(jié)果,進(jìn)行預(yù)警級(jí)別劃分。
2地質(zhì)災(zāi)害氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
2.1基于WebGIS的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)云南省地質(zhì)災(zāi)害氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)基于GIS空間分析技術(shù)和WebGIS技術(shù),實(shí)現(xiàn)對地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)、雨量數(shù)據(jù)、地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)與集成管理、預(yù)警分析等,系統(tǒng)包含預(yù)警分析子系統(tǒng)、雨量管理子系統(tǒng)、災(zāi)害數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)、地圖管理子系統(tǒng)。預(yù)警分析流程:首先導(dǎo)入地質(zhì)環(huán)境背景因子,設(shè)置各預(yù)警區(qū)因子權(quán)值,通過GIS空間分析計(jì)算地質(zhì)環(huán)境敏感指數(shù);然后對各預(yù)警區(qū)設(shè)置降雨量臨界值雨量,導(dǎo)入前7d及預(yù)報(bào)降雨量,計(jì)算出當(dāng)日地質(zhì)災(zāi)害降雨誘發(fā)指數(shù),再計(jì)算預(yù)警指數(shù)并按劃分的預(yù)警等級(jí),對預(yù)警結(jié)果進(jìn)行分析,最后預(yù)警產(chǎn)品(圖1)。
2.2地質(zhì)災(zāi)害氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)特點(diǎn)云南省人民政府確定的地質(zhì)災(zāi)害防治“以預(yù)防滑坡泥石流為主、以預(yù)測預(yù)報(bào)為主、以災(zāi)前避讓為主”的“三為主”方針,突出了地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警對地質(zhì)災(zāi)害防治的重要性。2011年8月26日,云南省國土資源廳與云南省氣象局簽訂了《深化地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警預(yù)報(bào)工作合作協(xié)議》。從如何利用好現(xiàn)有資源為地質(zhì)災(zāi)害防災(zāi)減災(zāi)服務(wù)為出發(fā)點(diǎn),研發(fā)了云南省地質(zhì)災(zāi)害氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有以下特點(diǎn):(1)系統(tǒng)預(yù)警單元為0.5°×0.5°網(wǎng)格,精度可達(dá)鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí),且預(yù)警精度可以隨氣象局雨量站加密而提高,提升了云南省地質(zhì)災(zāi)害氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警水平。(2)系統(tǒng)模型中因子權(quán)值、降雨閾值等參數(shù)可根據(jù)預(yù)警結(jié)果反饋情況和地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生機(jī)理研究結(jié)果進(jìn)行調(diào)整,預(yù)警方法具有可優(yōu)化性。為后期雨量數(shù)據(jù)加密后分析地質(zhì)災(zāi)害與降雨量、地質(zhì)環(huán)境條件的關(guān)系提供模型優(yōu)化接口,提高模型的實(shí)用性和可靠性。(3)系統(tǒng)應(yīng)用關(guān)系數(shù)據(jù)庫SQLServer管理屬性數(shù)據(jù),用MAPGISK9的空間數(shù)據(jù)庫管理空間數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)管理方式更加安全、高效。(4)通過對州(市)級(jí)行政區(qū)劃內(nèi)地質(zhì)環(huán)境條件對地質(zhì)災(zāi)害的控制作用特征、降雨對地質(zhì)災(zāi)害的誘發(fā)特征研究,構(gòu)建適合各州、市的預(yù)警區(qū)劃及降雨閾值,本模型方法及預(yù)警系統(tǒng)具有可推廣性。隨著氣象部門雨量監(jiān)測站網(wǎng)及監(jiān)測手段迅速提高,州(市)國土資源部門承擔(dān)轄區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警預(yù)報(bào)將成為新的發(fā)展方向。
3地質(zhì)災(zāi)害氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警成果檢驗(yàn)
系統(tǒng)于2013年汛期試運(yùn)行,通過新老系統(tǒng)預(yù)警結(jié)果對比、地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情信息反饋,不斷調(diào)整、修正模型因子權(quán)值及降雨閾值。2014年系統(tǒng)投入正式運(yùn)行。對2014年汛期大型以上地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情所在預(yù)警區(qū)域進(jìn)行統(tǒng)計(jì),在3級(jí)預(yù)警區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害約占60%、在2級(jí)預(yù)警區(qū)的約占30%、另外10%大型以上地質(zhì)災(zāi)害未在預(yù)警區(qū)內(nèi)。新系統(tǒng)在縮小預(yù)警面積、減少空報(bào)的同時(shí)提高了成功預(yù)警率。
4結(jié)語
如圖1所示,監(jiān)測預(yù)警體系主要由監(jiān)測人員、移動(dòng)終端和主管部門三部分組成。監(jiān)測人員一般由具有一定地質(zhì)災(zāi)害專業(yè)知識(shí)背景或經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)后的人員組成,首先每位監(jiān)測人員配備一部移動(dòng)終端并負(fù)責(zé)一個(gè)或者多個(gè)監(jiān)測點(diǎn),每部移動(dòng)終端安裝一款應(yīng)用軟件。當(dāng)監(jiān)測人員到達(dá)現(xiàn)場后,觀察相關(guān)地質(zhì)現(xiàn)象然后使用移動(dòng)終端中的應(yīng)用軟件錄入相關(guān)信息(如描述地質(zhì)現(xiàn)象的文字、圖片和視頻等),錄入完畢后讓移動(dòng)終端連上GPRS無線網(wǎng)并接入Internet,再將信息發(fā)送出去。主管部門則負(fù)責(zé)接收移動(dòng)終端發(fā)送來的信息并將信息整理并交給室內(nèi)的預(yù)警專家,預(yù)警專家通過分析信息判斷出地質(zhì)情況,最后并做出相應(yīng)的預(yù)警對策,以防止或者減少地質(zhì)災(zāi)害帶來的損失。
移動(dòng)終端應(yīng)用軟件的實(shí)現(xiàn)
1概述
移動(dòng)終端應(yīng)用軟件采用VisualStudio2005(簡稱VS2005)聯(lián)合WindowsMobile6.0SDK開發(fā)包并采用C語言編程實(shí)現(xiàn)。利用VisualStudio2005和相關(guān)開發(fā)包可以搭建出WindowsMobile開發(fā)環(huán)境,利用此環(huán)境建立Win32智能設(shè)備應(yīng)用程序,可開發(fā)基于WindowsMobile系統(tǒng)下的應(yīng)用軟件。其中WindowsMobile(簡稱WM)系統(tǒng)與電腦上的Windows類似,它的應(yīng)用軟件也是以MicrosoftWin32API為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn),其對應(yīng)系統(tǒng)的移動(dòng)設(shè)備很多都具備觸屏、連接GPRS、拍照、錄像等基本功能功能,滿足地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測的實(shí)際應(yīng)用要求。
2Win32應(yīng)用程序框架分析
由于WM系統(tǒng)是一種基于消息的系統(tǒng),并且每一種消息都對應(yīng)一種事件,而Win32應(yīng)用程序是又一種Windows系統(tǒng)下的應(yīng)用程序,所以Win32應(yīng)用程序的運(yùn)行是靠外部事件來驅(qū)動(dòng)的,即程序一直處于一個(gè)等待狀態(tài),當(dāng)一個(gè)事件發(fā)生(如點(diǎn)擊觸摸屏上某個(gè)按鈕),程序首先會(huì)捕獲消息,再進(jìn)行消息的傳遞和轉(zhuǎn)換,并根據(jù)消息的類型判斷出事件的性質(zhì),然后調(diào)用回調(diào)函數(shù)對各種事件做出相應(yīng)處理[7-8]。事件判斷過程由消息循環(huán)機(jī)制負(fù)責(zé),事件處理過程由回調(diào)函數(shù)負(fù)責(zé)。Win32應(yīng)用程序代碼上主要由一個(gè)Win-Main函數(shù)和多個(gè)回調(diào)函數(shù)組成,WinMin函數(shù)是程序的入口點(diǎn),它負(fù)責(zé)注冊窗口類并創(chuàng)建窗口的同時(shí)也負(fù)責(zé)主窗口顯示,消息循環(huán)機(jī)制也在此函數(shù)內(nèi)?;卣{(diào)函數(shù)負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)各種消息所對應(yīng)事件的響應(yīng)。如圖2所示,監(jiān)測人員對手機(jī)的一系列操作將產(chǎn)生多種消息從而形成消息隊(duì)列,而消息循環(huán)機(jī)制則不斷從消息隊(duì)列中取出消息,將其放入WinMa-in函數(shù)中進(jìn)行轉(zhuǎn)換,最后根據(jù)消息的不同類型將消息傳遞到主窗口回調(diào)函數(shù)中或?qū)υ捒蚧卣{(diào)函數(shù)中,而各種消息所對應(yīng)的事件的響應(yīng)則通過在兩個(gè)回調(diào)函數(shù)中調(diào)用相關(guān)Win32API函數(shù)實(shí)現(xiàn)。其中主窗口消息響應(yīng)函數(shù)負(fù)責(zé)主窗口中產(chǎn)生事件的響應(yīng),對話框回調(diào)函數(shù)負(fù)責(zé)對話框中產(chǎn)生事件的響應(yīng)。
3軟件結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)
在分析了win32應(yīng)用程序原理和框架的基礎(chǔ)上,結(jié)合地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測時(shí)的實(shí)際情況,提出一種軟件結(jié)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)軟件的各種功能。軟件主要有兩個(gè)功能:①實(shí)現(xiàn)將地質(zhì)災(zāi)害信息錄入并保存到手機(jī)中;②實(shí)現(xiàn)將錄入的信息傳輸?shù)竭h(yuǎn)程計(jì)算機(jī)中。其中信息包括文字、圖片和視頻等多媒體信息。此外軟件還設(shè)計(jì)了一些附加功能(如查詢話費(fèi)、捕獲軟件路徑),圖3為應(yīng)用軟件的結(jié)構(gòu)圖。軟件在結(jié)構(gòu)上主要由界面顯示模塊、消息響應(yīng)模塊(包括主窗口消息響應(yīng)和對話框消息響應(yīng))、向?qū)K和通信模塊四部分組成,下面依次對軟件的各個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)過程做介紹。
界面顯示模塊包括主界面顯示和對話框顯示兩個(gè)部分,主界面由編程實(shí)現(xiàn),對話框由VS2005自帶的資源編輯器繪制實(shí)現(xiàn)。操作人員通過觸筆點(diǎn)擊兩種界面上的不同資源(如按鈕、文本編輯框)就能進(jìn)行不同的操作(如切換界面、查詢話費(fèi)、進(jìn)入向?qū)В?。?)主界面負(fù)責(zé)軟件打開時(shí)的初始界面展示,主界面上資源由兩個(gè)按鈕、一個(gè)靜態(tài)文本框、一副位圖和一個(gè)菜單組成。在界面上顯示該資源的代碼在WinMain函數(shù)中實(shí)現(xiàn)。其中兩個(gè)按鈕的作用分別是開啟信息錄入向?qū)Ш托畔l(fā)送向?qū)?,靜態(tài)文本框和位圖是提示消息,菜單的作用是使用附加功能(如查詢話費(fèi)、獲取路徑)。以下是主界面中開啟信息錄入向?qū)У陌粹o相關(guān)代碼:CreateWindowEx(NULL,_T("button"),_T("錄入信息"),WS_CHILD|WS_VISIBLE|BS_DEF-PUSHBUTTON,15,32,70,60,hWnd,(HMENU)ButtonID,g_h(yuǎn)Instance,NULL);(2)對話框負(fù)責(zé)軟件的功能在具體細(xì)節(jié)方面的界面顯示(包括向?qū)У臉?gòu)成),對話框上的資源主要有按鈕、靜態(tài)文本框、文本編輯框等。在對話框中不同按鈕的功能是不同的,主要包括:參數(shù)選擇、向?qū)希乱徊浇缑媲袚Q、設(shè)置常用IP和端口等。靜態(tài)文本框同樣作為提示信息,文本編輯框的作用是接收并顯示操作人員編輯或者選擇的信息。
消息響應(yīng)是軟件結(jié)構(gòu)的核心部分,負(fù)責(zé)界面上各種資源所對應(yīng)的各種功能的實(shí)現(xiàn)。由于顯示分為主界面顯示和對話框顯示兩個(gè)部分,因此消息響應(yīng)也分為主界面消息響應(yīng)和對話框消息響應(yīng)兩個(gè)部分。主界面消息響應(yīng)實(shí)現(xiàn)開啟向?qū)У牟僮骱透郊庸δ艿氖褂?。對話框消息響?yīng)負(fù)責(zé)向?qū)н^程中具體操作的實(shí)現(xiàn)(如信息的錄入和保存、IP地址和端口號(hào)的設(shè)置、界面切換等),下面對消息響應(yīng)所對應(yīng)的主要操作的實(shí)現(xiàn)過程依次做介紹。(1)向?qū)У拈_啟與關(guān)閉操作:在按鈕的消息響應(yīng)中調(diào)用DialogBox()方法傳入構(gòu)成向?qū)У牡谝粋€(gè)對話框名稱,可彈出此對話框從而開啟向?qū)?。調(diào)用EndDialog()方法傳入構(gòu)成向?qū)У淖詈笠粋€(gè)對話框名稱,即當(dāng)點(diǎn)擊相關(guān)按鈕時(shí),可關(guān)閉此對話框從而關(guān)閉向?qū)?。?)參數(shù)選擇操作:首先將按鈕所代表的參數(shù)值保存在一個(gè)數(shù)組中,使得按鈕名稱與參數(shù)值形成一一對應(yīng)關(guān)系,然后在按鈕的消息響應(yīng)中調(diào)用SetDlgItemText()方法傳入指定的數(shù)組名和指定的文本編輯框名,當(dāng)點(diǎn)擊按鈕時(shí),即可將數(shù)組中的參數(shù)值顯示在指定文本編輯框中從而起到參數(shù)選擇作用。(3)界面切換操作:在按鈕的消息響應(yīng)中先調(diào)用End-Dialog()方法傳入當(dāng)前對話框的名稱,再立即調(diào)用Dia-logBox()方法傳入要打開的對話框名稱,即可將當(dāng)前對話框關(guān)閉并馬上打開新的對話框從而起到界面切換作用。(4)信息編輯操作:文本編輯的響應(yīng)消息會(huì)由Wind-wosMobile系統(tǒng)自動(dòng)完成,因此當(dāng)點(diǎn)擊移動(dòng)終端界面上的文本編輯框時(shí),會(huì)自動(dòng)調(diào)用手機(jī)的輸入法,此時(shí)只需向文本框輸入信息則可完成信息編輯的操作。(5)信息保存操作:先向操定義一個(gè)數(shù)組,然后在相應(yīng)按鈕的消息響應(yīng)中調(diào)用GetDlgItemText()方法傳入文本編輯框名稱和組數(shù)名,即可將指定文本編輯框中的信息保存到指定的數(shù)組中從而實(shí)現(xiàn)信息的保存。(6)圖片和視頻錄入操作:首先定義并設(shè)置SHCAM-ERACAPTURE結(jié)構(gòu)體相關(guān)參數(shù),然后在按鈕的消息響應(yīng)中調(diào)用SHCameraCapture()方法傳入結(jié)構(gòu)體名,當(dāng)點(diǎn)擊此按鈕時(shí),移動(dòng)終端會(huì)根據(jù)消息響應(yīng)自動(dòng)調(diào)為拍照或者攝像模式從而實(shí)現(xiàn)圖片或視頻的錄入。(7)信息發(fā)送操作:在按鈕的消息響應(yīng)中創(chuàng)建一個(gè)線程并在線程中調(diào)用相關(guān)Socket方法即可實(shí)現(xiàn)信息發(fā)送功能,關(guān)于通信過程,后面會(huì)詳細(xì)說明。(8)查詢話費(fèi)操作:先定義PHONEMAKECALL-INFO結(jié)構(gòu)體,然后對其成員變量賦值,比如對pszDestAd-dress成員賦值“1008611”字符串,最后調(diào)用PhoneMake-Call()方法傳入結(jié)構(gòu)體名即可直接撥打1008611從而起到查詢話費(fèi)的作用。(9)捕獲軟件路徑操作:先定義一個(gè)數(shù)組用于存放路徑,再調(diào)用GetModuleFileName方法傳入數(shù)組名稱,即可將路徑存入數(shù)據(jù)中,最后只需用GetDC()方法獲取設(shè)備上下文,然后使用ExtTextOut()方法顯示在界面上即可。(10)連接GPRS操作:首先定義GUID類型數(shù)據(jù),并賦初值,然后定義CONNMGR_CONNECTIONINFO結(jié)構(gòu)體,并對其成員變量(如cbSize)賦值,最后調(diào)用Con-nMgrEstablishConnectionSync()方法即可連上GPRS。
向?qū)且环N友好的操作界面,負(fù)責(zé)引導(dǎo)操作人員完成對地質(zhì)災(zāi)害信息的錄入和發(fā)送。對軟件的信息錄入功能和信息發(fā)送功能分別可設(shè)計(jì)出兩個(gè)向?qū)?,即信息錄入向?qū)Ш托畔l(fā)送向?qū)?。每個(gè)向?qū)в梢幌盗械膶υ捒蚪M成,通過在對話框上添加相關(guān)按鈕的消息響應(yīng)(即界面切換),可實(shí)現(xiàn)多個(gè)對話框按某種次序依次彈出或關(guān)閉從而形成向?qū)?,圖4為向?qū)?shí)現(xiàn)的原理圖。
通信的實(shí)現(xiàn)主要是利用了Socket通信原理,Socket即套接字,它是支持TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)通信的基本操作單元,也是不同主機(jī)之間進(jìn)程進(jìn)行雙向通信的端面點(diǎn)[9-11]。Socket有兩種:流式套接字(TCP)和數(shù)據(jù)報(bào)套接字(UDP),由于UDP方式是一種不可靠的通信方式,而監(jiān)測預(yù)警對地質(zhì)災(zāi)害信息要求比較高,不允許數(shù)據(jù)掉包(尤其是圖片文件,少傳輸一點(diǎn)數(shù)據(jù)都會(huì)導(dǎo)致圖片不可用),因此為了保證信息傳輸?shù)目煽啃?,軟件采用流式套接字(TCP方式)實(shí)現(xiàn)信息在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸。由于WindowsMobile6.0SDK開發(fā)包有支持GPRS連接以及Socket(套接字)等功能接口。因此軟件在代碼上,為了不阻塞界面顯示模塊,會(huì)首先開啟一個(gè)線程,然后在線程中調(diào)用ConnMgrEstablishConnec-tionSync()方法連接上GPRS,再創(chuàng)建Socket套接字,調(diào)用Bind()方法然后設(shè)定IP地址和端口號(hào),并用Connect()方法向遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)端軟件發(fā)出連接請求,當(dāng)請求被接收后會(huì)接通連接,此時(shí)可使用Send()方法實(shí)現(xiàn)信息的發(fā)送。所發(fā)送的信息主要有兩種:字符信息和文件信息,字符信息可直接通過Send()方法實(shí)現(xiàn)。文件信息(圖片、視頻)比較大,所以不能一次性傳輸完成。其傳輸方法為:將文件分多次以二進(jìn)制方式寫入緩沖區(qū),再多次使用Send()方法將緩沖區(qū)的二進(jìn)制流發(fā)送出去。
測試條件、方法及結(jié)果
軟件是按照WindowsMobile系統(tǒng)下的PocketPC手機(jī)且是以240*320分辨率設(shè)計(jì)的,因此滿足此條件的手機(jī)均能夠正常運(yùn)行。實(shí)際測試中采用的是WindowsMobile系統(tǒng)下的多普達(dá)S700手機(jī)作為其運(yùn)行的硬件平臺(tái)并在主管部門計(jì)算機(jī)中設(shè)計(jì)了友好的接收軟件。其測試方法為:①打開手機(jī)軟件,點(diǎn)擊信息錄入按鈕,此時(shí)軟件會(huì)開啟一個(gè)向?qū)?,操作人員按照向?qū)б徊揭徊竭M(jìn)行信息的錄入,最后點(diǎn)擊完成按鈕,即可完成信息的錄入工作;②點(diǎn)擊信息發(fā)送按鈕,此時(shí)軟件同樣會(huì)開啟一個(gè)向?qū)В僮魅藛T按照向?qū)崾具M(jìn)行IP地址與端口號(hào)的設(shè)置等,最后點(diǎn)擊完成按鈕進(jìn)行信息的發(fā)送。測試結(jié)果:經(jīng)過反復(fù)測試,本軟件能夠很好的實(shí)現(xiàn)文字、圖片和視頻等信息的傳輸,傳輸?shù)臄?shù)據(jù)實(shí)時(shí)性好、準(zhǔn)確,圖6為計(jì)算機(jī)端接收到的信息(文字、圖片和視頻)的效果圖。圖7為手機(jī)軟件效果圖。
【關(guān)鍵詞】WebGIS 地質(zhì)災(zāi)害 預(yù)警 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)
引言
災(zāi)害預(yù)警是減災(zāi)工程的先導(dǎo)性措施,監(jiān)測系統(tǒng)為減災(zāi)工程提供了及時(shí)的關(guān)健數(shù)據(jù)和信息。基于WEBGIS的山洪地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警平臺(tái)是針對人類活動(dòng)劇烈,地質(zhì)條件復(fù)雜,易發(fā)生山洪、泥石流、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的山區(qū)來研發(fā)創(chuàng)新型滿足人們需要的服務(wù)性平臺(tái),可為各級(jí)部門提供最優(yōu)化的系統(tǒng)解決方案。該系統(tǒng)科學(xué)化整合氣象、國土、水利、測繪等各類氣象、地質(zhì)基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù),集采集系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)、預(yù)警系統(tǒng)、系統(tǒng)于一體,通過對各類數(shù)據(jù)的查詢與分析,制作精細(xì)化山洪地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng),大幅度提高了山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警效率,為及時(shí)規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)、避免或減少災(zāi)害導(dǎo)致人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失的有效非工程措施,是實(shí)施指揮決策和搶險(xiǎn)救災(zāi)的重要輔助手段。
一、系統(tǒng)技術(shù)分析
(一)WebGIS(ArcIms)技術(shù)。
隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,GIS與逐漸與Internet技術(shù)相結(jié)合就產(chǎn)生了基于Internet平臺(tái)客戶端采用WWW協(xié)議的地理信息系統(tǒng),這就是WebGIS。利用因特網(wǎng)來進(jìn)行客戶端和服務(wù)器之間的信息交換,用戶通過瀏覽器獲得網(wǎng)絡(luò)中空間信息的大量數(shù)據(jù)。從WWW的任意一個(gè)節(jié)點(diǎn),Internet的用戶都可以瀏覽到WebGIs站點(diǎn)上的地理數(shù)據(jù),主要作用是進(jìn)行空間數(shù)據(jù)、空間查詢與檢索、空間模型服務(wù)、Web資源的組織等。從結(jié)構(gòu)上看,它主要有4個(gè)部分所組成:瀏覽器,信息,服務(wù)器,編輯器。它們有各自不同的作用,用瀏覽器顯示空間數(shù)據(jù)信息并支持客戶端在線處理;用信息均衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載,實(shí)現(xiàn)空間信息網(wǎng)絡(luò)化;用服務(wù)器滿足WebGIS客戶端的查詢請求和空間分析請求,管理空間數(shù)據(jù)庫;用編輯器提供導(dǎo)入空間數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的功能,形成完整的GIS對象、GIS模型和GIS數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的編輯和顯示環(huán)境。
(二)GPRS技術(shù)。
GPRS是基于地面基站和信號(hào)發(fā)射塔的無線通信,具有傳輸速率高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、成本低等特點(diǎn)。北半衛(wèi)星通信是基于地面基站和通信衛(wèi)星的空地結(jié)合無線通信網(wǎng)絡(luò),具有通信距離遠(yuǎn)、覆蓋區(qū)域廣等特點(diǎn)。系統(tǒng)主站在一般情況下通過GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)與服務(wù)器的數(shù)據(jù)傳輸,而在GPRS網(wǎng)絡(luò)不能滿足實(shí)時(shí)性的情況下利用北斗系統(tǒng)形成互補(bǔ)。
(三)預(yù)警集成技術(shù)應(yīng)用。
通過對現(xiàn)有主流通信方式通信協(xié)議的分析、打包、封裝,實(shí)現(xiàn)快速與主流通信設(shè)備的無縫對接,支持與傳真群發(fā)、無線廣播預(yù)警系統(tǒng)、短信平臺(tái)等服務(wù)綁定。
二、研究重點(diǎn)
(1)研究監(jiān)測參數(shù)的準(zhǔn)確性這里包降雨量、地下水位、位移、傾角對災(zāi)害產(chǎn)生的影響力,并根據(jù)不同的情況設(shè)定不同的權(quán)重加以分析;。
(2)對測量數(shù)據(jù)利用GPRS持續(xù)的上傳到數(shù)據(jù)庫,并且在信息地圖上能顯示被測的位置以及顯示信息;
(3)對所傳數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析并計(jì)算危險(xiǎn)閥值,找到不同情況時(shí)對災(zāi)害造成的影響力;
(4)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)報(bào)警功能,并利用通信網(wǎng)絡(luò)短信的形式發(fā)到接受方;
(5)地理信息表在數(shù)字化地圖上展示以及報(bào)警時(shí)的自動(dòng)閃現(xiàn)。
三、系統(tǒng)內(nèi)容
使用基于GPRS、WebGIS和遙感等技術(shù)手段進(jìn)行創(chuàng)新型開發(fā)―山洪地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)信息化和可視化快速有效地反應(yīng)災(zāi)害的發(fā)生、發(fā)展的過程,并且具有更好的適應(yīng)性、可移植性和擴(kuò)展性。系統(tǒng)采取統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫來存儲(chǔ)數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)和數(shù)據(jù)展示系統(tǒng)同時(shí)用一個(gè)數(shù)據(jù)庫來存放這樣便提高了數(shù)據(jù)展示的效率。
此研究利用監(jiān)測儀器,把所需數(shù)據(jù)精確測出,經(jīng)過GPRS上傳到WEBGIS系統(tǒng),把所測數(shù)據(jù)經(jīng)過計(jì)算顯示在系統(tǒng)中,主要內(nèi)容有:
(1)設(shè)備的選址,以及安裝調(diào)試和信息的發(fā)送;
(2)監(jiān)測信息的接受,計(jì)算并自動(dòng)化顯示在WEB上;
(3)WEB系統(tǒng)的模塊化結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn),以及GIS應(yīng)用于WEB內(nèi);
(4)對數(shù)據(jù)的管理和分析;
(5)達(dá)到危險(xiǎn)范圍系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警。
另外一般選用的傳感器有:降雨量、液位(地下水)、位移(表面、深部)、加速度、傾角、裂縫、孔隙水壓力等傳感器及報(bào)警設(shè)備,主要選取的監(jiān)測參數(shù)有:
(1)降雨量:采用雨量計(jì)監(jiān)測,對滑坡點(diǎn)的降水量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集;
(2)地下水位:采用水位計(jì)監(jiān)測,對坡體地下水位采用孔內(nèi)水位計(jì)對地下水進(jìn)行監(jiān)測;
(3)位移(表面、深部):采用伸縮式位移傳感器監(jiān)測,可在滑坡體表面或滑坡體內(nèi)部進(jìn)行監(jiān)測;
(4)加速度:暫可由位移傳感器進(jìn)行位移變化監(jiān)測;
(5)傾角:地表傾斜監(jiān)測,采用固定式傾斜計(jì)安裝于錨固護(hù)坡的混凝土上,對滑坡體傾斜進(jìn)行監(jiān)測;
(6)裂縫:暫可由位移傳感器進(jìn)行裂縫位移變化監(jiān)測;
(7)孔隙水壓力:應(yīng)用孔隙水壓傳感器來測量地下空隙水壓,對地下內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效應(yīng)力和穩(wěn)定性分析;
(8)數(shù)據(jù)記錄通信裝置:利用無線網(wǎng)絡(luò)(GSM或GPRS網(wǎng)絡(luò))傳送數(shù)據(jù),可收錄和傳輸多路傳感器信號(hào),并可設(shè)定每通道采樣間隔及每通道判斷基準(zhǔn)值等;
(9)報(bào)警設(shè)備:報(bào)警傳感器主要應(yīng)用于監(jiān)測滑坡變形等,在檢測塌方、落石等危險(xiǎn)情況時(shí)通過旋轉(zhuǎn)燈和警報(bào)裝置,可及時(shí)進(jìn)行塌方和巖石崩塌瞬間的警報(bào)。
由于監(jiān)測數(shù)據(jù)受地理位置的限制,因些圍繞數(shù)據(jù)的傳送,接收,存儲(chǔ),展示來設(shè)計(jì)系統(tǒng),監(jiān)測數(shù)據(jù)是整個(gè)系統(tǒng)最重要的部分,如圖1所示:
四、系統(tǒng)界面
該平臺(tái)大體分為三層:數(shù)據(jù)收集層、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層、展現(xiàn)層。
數(shù)據(jù)收集層是最基本的一層,運(yùn)用的是服務(wù)器與客戶端即C/S模式。在自動(dòng)監(jiān)測站中采用雨量計(jì)監(jiān)測滑坡點(diǎn)的降水量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,用伸縮式位移傳感器監(jiān)測,可在滑坡體內(nèi)部進(jìn)行監(jiān)測,地表的傾斜監(jiān)測,采用固定式傾斜計(jì)安裝于錨固護(hù)坡的混凝土上,對滑坡體傾斜進(jìn)行監(jiān)測,所監(jiān)測到的數(shù)據(jù)可通過GPRS直接上傳給數(shù)據(jù)接收裝置,通過數(shù)據(jù)接收裝置直接連接數(shù)據(jù)庫。還可以通過監(jiān)測人員,把監(jiān)測到的數(shù)據(jù)以短信的形式傳給指揮中心,由指揮中心管理員去管理數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層主要是服務(wù)器提供足夠大的數(shù)據(jù)庫,用來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)采集到的數(shù)據(jù),也用來儲(chǔ)存基本的信息比如人員的信息,數(shù)據(jù)的域值,所要的信息等。其中包括兩大塊即GIS數(shù)據(jù)庫和綜合數(shù)據(jù)庫,在該平臺(tái)內(nèi)所用的是數(shù)字化地圖,所包含的數(shù)據(jù)很大,必須存在服務(wù)器上。使用數(shù)據(jù)庫把兩大模式關(guān)聯(lián)起來,為平臺(tái)提供基礎(chǔ)服務(wù)數(shù)據(jù)。
展現(xiàn)層是最直觀的一層,使用B/S的模式使用互聯(lián)網(wǎng)把各個(gè)地區(qū)統(tǒng)一起來,通過對數(shù)據(jù)庫的操作可實(shí)現(xiàn)增、刪、改、查、信息圖形展示。在這一層使數(shù)字化地圖與地理信息相結(jié)合在一塊,更直觀展現(xiàn)場景,同時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警的功能。如圖2所示:
五、結(jié)論
基于WebGIS的山洪地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)以WEBGIS技術(shù)、空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為依托,建立地質(zhì)災(zāi)害防治自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和決策技術(shù)支持服務(wù)系統(tǒng),這樣為防治災(zāi)害提供了快速的信息,從而把山洪地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警各類信息的分析與管理合理實(shí)現(xiàn),進(jìn)行收集、處理、保存各種空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù),提高各種數(shù)據(jù)的直觀性、可比性和兼容性,使山洪地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警信息統(tǒng)一性、精確性和及時(shí)性的要求得到滿足。該系統(tǒng)可用計(jì)算機(jī)對大量信息進(jìn)行管理和分析,人們可以方便查詢和統(tǒng)計(jì)各種信息,并且可以通過表、圖等方式顯示和輸出信息,從而大大提高工作效率。地圖顯示功能還能將山洪地質(zhì)災(zāi)害直觀、精確地顯示出來,上級(jí)部門可以根據(jù)提供的信息采取相應(yīng)的措施,更好的為人民服務(wù)。
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[關(guān)鍵詞]地質(zhì)災(zāi)害 防治 地質(zhì)環(huán)境 利用
中圖分類號(hào):F126 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2015)25-0306-01
引言
地質(zhì)環(huán)境在地球千萬年的地質(zhì)變化中形成的。這種形成也是由于地質(zhì)災(zāi)害不斷出現(xiàn)而造成的?,F(xiàn)在人類出現(xiàn)在地球上活動(dòng),自然要保證生存的安全性。雖然不能避免和阻比地質(zhì)災(zāi)害的出現(xiàn),但是可以對相關(guān)的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行研究,從而得出一定的結(jié)論,幫助人們能夠及時(shí)的躲避災(zāi)害,減少人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。并且可以得到研究的成果。因此在這一研究過程,就能夠體現(xiàn)出地質(zhì)災(zāi)害防治是和地質(zhì)環(huán)境有一定的關(guān)系的,在減少災(zāi)難過程的損失是有價(jià)值的。
1.地質(zhì)災(zāi)害與地質(zhì)環(huán)境
1.1 地質(zhì)災(zāi)害
1.1.1地質(zhì)災(zāi)害定義
地質(zhì)災(zāi)害主要是指由于自然地質(zhì)作用、人為地質(zhì)作用使地質(zhì)環(huán)境惡化,并造成人類生命財(cái)產(chǎn)損失或人類賴以生存的資源、環(huán)境遭受破壞的災(zāi)害事件。常見的地質(zhì)災(zāi)害有地殼活動(dòng)災(zāi)害、斜坡巖土體運(yùn)動(dòng)災(zāi)害、地面變形災(zāi)害、礦山與地下工程災(zāi)害、水庫災(zāi)害、土地退化災(zāi)害、水土污染與地球化學(xué)異常災(zāi)害等。
1.1.2地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)的主要原因
最近一段時(shí)期,全球變暖,冰川融化,甚至各地的地震災(zāi)害也在不斷的頻發(fā)。這些災(zāi)害的出現(xiàn)直接的導(dǎo)致了很多人喪命以及巨大的經(jīng)濟(jì)損失。但是導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害如此頻發(fā)的原因,除了地球本身板塊正常的運(yùn)轉(zhuǎn)之外,還有人們對環(huán)境的破壞,導(dǎo)致地球環(huán)境受到影響,增加了地球活動(dòng)的頻率,增加了地球的負(fù)擔(dān)。并且由于人們在地球上的過度開采,使得地球地質(zhì)的變化和破壞變得十分嚴(yán)重。
1.1.4關(guān)于我國地質(zhì)災(zāi)害防治工作現(xiàn)狀
在我國,對于地質(zhì)災(zāi)害工作的防治僅僅是在從初級(jí)階段慢慢的進(jìn)行摸索,一直到現(xiàn)在能夠及時(shí)以及有效的對其進(jìn)行防止,已經(jīng)取得了長足的進(jìn)展。在地質(zhì)災(zāi)害防治工作上,依然可以做到,及時(shí)周密地部署,相關(guān)工作人員及時(shí)進(jìn)行災(zāi)后抗戰(zhàn),領(lǐng)導(dǎo)深入災(zāi)區(qū)進(jìn)行指導(dǎo),盡量減輕災(zāi)害影響,健全應(yīng)急支撐體系,并且其應(yīng)急的速度也是十分快捷的,出臺(tái)很多相應(yīng)的災(zāi)害防治條例,穩(wěn)步快速進(jìn)行防治工作,預(yù)警能力提高,預(yù)案啟動(dòng)堅(jiān)決,減少損失,降低人員傷亡率,開展隱患防治工作,我國已經(jīng)認(rèn)識(shí)到災(zāi)害防治工作重在“防”上,重點(diǎn)應(yīng)該要對其資金的安排進(jìn)行突出,在技術(shù)方面給予一定的支持,加大地質(zhì)災(zāi)害防治工作的宣傳力度,普及地質(zhì)災(zāi)害防治知識(shí)等。
1.2 關(guān)于地質(zhì)環(huán)境
目前我們?nèi)祟愃幼≡诘沫h(huán)境主要是經(jīng)過一次次的地質(zhì)運(yùn)動(dòng)后形成的。地質(zhì)環(huán)境并不是一個(gè)封閉的環(huán)境,地質(zhì)環(huán)境與其周圍的水圈、生物圈、大氣圈等之問無時(shí)無刻都在進(jìn)行著物質(zhì)和能量的交換,與此同時(shí),地質(zhì)環(huán)境也將會(huì)遭受到地球表面各個(gè)圈當(dāng)中的影響,因此,地質(zhì)環(huán)境是處在不斷變化中的,而且這種變化也影響著地球表面各個(gè)圈層的發(fā)展。地質(zhì)環(huán)境變化的方式一般表現(xiàn)為緩變或漸變,漸變發(fā)展為突變或?yàn)?zāi)變,然后進(jìn)入下一個(gè)漸變階段,所以,對于地質(zhì)環(huán)境變化來說,其主要是具有著一定程度的周期性,并且是在一定的區(qū)域和時(shí)間內(nèi)形成突變的過程,從而破壞地質(zhì)環(huán)境,產(chǎn)生地質(zhì)災(zāi)害,這就是地質(zhì)災(zāi)害的地帶性、突發(fā)性與準(zhǔn)周期性。
1.3 地質(zhì)災(zāi)害賦存于特定的地質(zhì)環(huán)境
所謂的地質(zhì)災(zāi)害,其主要就是一些對地質(zhì)環(huán)境造成影響的事件,同時(shí)也會(huì)對人類生存構(gòu)成危害的地質(zhì)事件。而這些地質(zhì)事件的本質(zhì)就是地質(zhì)體的相對運(yùn)動(dòng)、狀態(tài)改變。比如地殼應(yīng)力過程中所釋放出來的地震,進(jìn)而反應(yīng)的形式變?yōu)榈貧ふ饎?dòng)與地表破裂,形成地裂縫、砂土液化及軟土震陷,表現(xiàn)形式是地表巖土的運(yùn)動(dòng)和移位,其他災(zāi)害如崩滑流、地面沉降以及塌陷等也均以巖土體的移位,或者是狀態(tài)變形完成行程災(zāi)害的一個(gè)過程。
1.4 地質(zhì)環(huán)境制約地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生
關(guān)于地質(zhì)災(zāi)害的出現(xiàn),主要是在特定的地質(zhì)環(huán)境下來形成的,如果環(huán)境不具備這樣的條件,則災(zāi)害難于形成。即地質(zhì)環(huán)境一方面構(gòu)成地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的條件,另一方面又限制其發(fā)生,進(jìn)而使其能夠起到制約的作用,=如泥石流災(zāi)害有其發(fā)展階段性,對應(yīng)于地質(zhì)環(huán)境條件則在溝谷發(fā)育的成熟期為泥石頻發(fā)期,在此之外,隨著溝谷以及地貌等地質(zhì)的變化,泥石流處于孕育發(fā)展階段,并不成災(zāi),由此可見地質(zhì)環(huán)境對于地質(zhì)災(zāi)害的制約作用。
2 地質(zhì)災(zāi)害防治體系
2.1 關(guān)于調(diào)查區(qū)劃體系
在對其進(jìn)行實(shí)施調(diào)查評(píng)價(jià)的過程中,主要是為了建筑地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)的體系,目的就是要調(diào)查清楚地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的地質(zhì)環(huán)境條件、評(píng)價(jià)其危險(xiǎn)性,進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃,確定重大地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn),以此來合理的開發(fā)以及利用地質(zhì)的環(huán)境,進(jìn)而實(shí)施地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警和防治工程提供依據(jù),為省級(jí)和國家層面決策管理提供支持。
2.2 關(guān)于監(jiān)測預(yù)警體系
地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警體系包括技術(shù)和行政兩個(gè)方面,是防災(zāi)減災(zāi)成效突出的重要手段。一個(gè)運(yùn)行良好的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警體系能夠在地質(zhì)環(huán)境條件發(fā)生變化時(shí)及時(shí)捕捉前兆信息, 針對不同對象及時(shí)發(fā)出防災(zāi)減災(zāi)警示信息,為地質(zhì)災(zāi)害避險(xiǎn)決策或應(yīng)急處置提供依據(jù)。
2.3 關(guān)于搬遷治理工程體系
通過對其檢測的結(jié)果進(jìn)行分析,以此來確認(rèn)其危險(xiǎn)性大以及危害嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害特點(diǎn),經(jīng)過地質(zhì)勘查評(píng)價(jià),采取搬遷避讓或工程治理措施,徹底消除地質(zhì)災(zāi)害隱患。在條件具備時(shí),因此在治理的過程中以及災(zāi)后重建時(shí)應(yīng)該要根據(jù)其地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行綜合的考慮,以實(shí)現(xiàn)防災(zāi)減災(zāi)與土地資源再開發(fā)的雙重目的。
2.4 關(guān)于應(yīng)急處置的體系
必須要堅(jiān)持重大突發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害管理作為導(dǎo)向,立足于現(xiàn)有科學(xué)技術(shù)資源集成整合,逐步建成適應(yīng)公共管理需要的重大地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急處置技術(shù)支撐機(jī)構(gòu)、信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)平臺(tái)、技術(shù)裝備體系和應(yīng)用技術(shù)系統(tǒng),這樣才能夠更加高效以及科學(xué)的做好地質(zhì)災(zāi)害的防治工作。
3.區(qū)域地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)體系
3.1 應(yīng)該要區(qū)域地質(zhì)環(huán)境利用評(píng)價(jià)
應(yīng)該要從工程的區(qū)域地質(zhì)工作基礎(chǔ)性以及公益性等方面進(jìn)行出發(fā),環(huán)境地質(zhì)的研究目標(biāo)應(yīng)該要是追求地質(zhì)環(huán)境以及安全等角度進(jìn)行出發(fā),工作任務(wù)是開展不同尺度的調(diào)查評(píng)價(jià),包括重大工程區(qū)、人類聚集區(qū)和搬遷避讓集中安置區(qū)的地質(zhì)環(huán)境要素及其變化,評(píng)價(jià)其地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量、容量和考慮地震、氣象(候)和人為活動(dòng)等多種因素影響下的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn),以此來對其功能區(qū)進(jìn)行劃分,甚至是包括提出了很多的地震多發(fā)區(qū)和高烈度影響區(qū)預(yù)留避震空地或緩沖帶的基本要求。
3.2 工程地質(zhì)環(huán)境安全評(píng)價(jià)
由于我國在進(jìn)行一系列的大工程,比如開山建隧道,修建鐵礦等,都需要根據(jù)地質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)的安排。計(jì)劃如何進(jìn)行建筑,才是最安全和有效的。這樣才能減少出現(xiàn)意外事故的幾率。并且對于地質(zhì)環(huán)境的評(píng)價(jià)也是要從多方面來看的,比如土壤,巖石,斷裂層等。綜合的考慮分析,得出一個(gè)地質(zhì)環(huán)境安全分析表,保證施工進(jìn)行的順利和安全。
結(jié)束語
在地球上的每一個(gè)國家,隨時(shí)隨刻都有不同的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。危害著百姓的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全。因此為了保護(hù)好人們的生活,減少在災(zāi)難中的損失,就要研究地質(zhì)災(zāi)害與地質(zhì)環(huán)境的管理,以及相互利用的有效性。這樣可以及時(shí)的獲取信息,并且可以對地質(zhì)災(zāi)害的防治進(jìn)行一定有效的管理和預(yù)測。
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地質(zhì)災(zāi)害 地質(zhì)環(huán)境 地質(zhì)災(zāi)害論文 地質(zhì)研究 地質(zhì)大學(xué)論文 地質(zhì)學(xué)論文 地質(zhì)考察報(bào)告 地質(zhì)工程論文 地質(zhì)勘探論文 地質(zhì)勘探 紀(jì)律教育問題 新時(shí)代教育價(jià)值觀