基于WebGIS的危險源管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

　1 　引言

　　重大危險源監(jiān)督管理工作一直以來都是各級安全生產(chǎn)監(jiān)督管理部門的重點工作。企業(yè)重大危險源管理監(jiān)控要結(jié)合本地實際，逐步建立危險源信息管理系統(tǒng)，運用現(xiàn)代信息技術(shù)逐步建立政府重大危險源信息管理和預(yù)警監(jiān)控平臺，了解和掌握轄區(qū)內(nèi)重大危險源的數(shù)量和分布狀況，對重大危險源實施有效預(yù)警監(jiān)控，提高安全生產(chǎn)監(jiān)管水平與效果。[1]

　　在目前的危險源監(jiān)督管理工作大環(huán)境下，如何將目前危險源管理與先進(jìn)的信息技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)建適合危險源管理的信息平臺，是當(dāng)前安全生產(chǎn)監(jiān)督管理部門一項重要的研究內(nèi)容。本文以某安監(jiān)局的危險源管理系統(tǒng)為例說明系統(tǒng)建設(shè)的方法。

　　2　 危險源管理WebGIS系統(tǒng)需求分析

　　系統(tǒng)應(yīng)用WebGIS和J2EE技術(shù)，將某安監(jiān)局所管轄的危險源信息進(jìn)行綜合管理，將危險源信息以電子地圖的方式進(jìn)行直觀的展示，可以方便的查閱危險源的詳細(xì)信息；借助WebGIS等信息化技術(shù)手段，在系統(tǒng)中生成應(yīng)急預(yù)案；對危險源的定期的檢查情況也需要在系統(tǒng)中體現(xiàn)。下面從用戶業(yè)務(wù)需求和系統(tǒng)功能需求兩個方面對危險源管理WebGIS系統(tǒng)進(jìn)行需求分析。

　　2.1 　用戶業(yè)務(wù)需求分析

　　2.1.1 數(shù)據(jù)空間展示需求

　　能夠?qū)⑺形ｋU源的位置在地圖上展示，并動態(tài)掛接每個危險源屬性信息，從而直觀的反映出該處的詳細(xì)情況。

　　2.1.2 滿足業(yè)務(wù)處理輔助支持的需求

　　重點需要當(dāng)某一處危險源出現(xiàn)緊急情況下的系統(tǒng)能夠提供應(yīng)急處置預(yù)案，包括：對危險物處置辦法，可能影響范圍，涉及救援單位等。

　　2.1.3 數(shù)據(jù)的更新需求

　　危險源的基本信息，周邊環(huán)境檢查信息以及對企業(yè)定期檢查記錄等內(nèi)容，需要系統(tǒng)及時更新，另外還包括空間位置信息的更新（如新增危險源）。

　　2.1.4 數(shù)據(jù)下載需求

　　系統(tǒng)能夠?qū)⑸傻膽?yīng)急處置預(yù)案（包括：救援措施和救援方案）以及安監(jiān)局對各危險源的檢查情況，對危險源進(jìn)行的查詢統(tǒng)計結(jié)果可導(dǎo)出一定電子格式保存或可直接打印成文。

　　2.2 功能需求分析

　　危險源管理WebGIS系統(tǒng)功能總體框架如圖1所示。

　　圖1 　系統(tǒng)總體功能框架示意圖

　　2.2.1 常用GIS功能

　　具有地圖基本操作的功能，如地圖放大、縮小、漫游、全屏，地圖點選、框選、圓選、多邊形選擇，地圖鷹眼，地圖編輯、地圖刷新、屬性信息展示、距離面積量算、圖層控制等。

　　2.2.2 空間分析功能

　　GIS中的空間分析功能分很多種，在本系統(tǒng)中主要使用緩沖分析和路徑分析兩種。緩沖分析，主要用于分析危險源與其周邊相關(guān)資源的關(guān)系，從而分析危險源是否會對周邊資源造成影響，比如選擇一個危險源點，選擇某種程度的爆炸的影響半徑，分析該危險源周邊影響半徑內(nèi)有哪些學(xué)校、居民點等資源，就可以分析該危險源對周邊資源的影響。路徑分析，可以獲取救援點到危險源點的最佳路徑，選擇兩個點，利用路網(wǎng)數(shù)據(jù)，可以直觀的計算出從救援點到危險源點的最佳救援路徑。

　　2.2.3 信息空間展示

　　在矢量地形圖中按各行政區(qū)劃范圍顯示各危險源所在位置；采用逐級放大方式，初始圖以點狀圖例顯示區(qū)內(nèi)各區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)危險源分布狀況（按行業(yè)類型以不同顏色醒目標(biāo)注）。

　　地圖中點選某一具體危險源（地圖上顯示危險源名稱），選中后顯示出其具體屬性信息。信息包括：危險源的基本信息（單位名稱、屬地、地址、單位聯(lián)系人、聯(lián)系電話、行業(yè)劃分、產(chǎn)品危險類型、危險品種名稱、周邊環(huán)境等），已生成的應(yīng)急預(yù)案、企業(yè)月報、檢查記錄。

　　2.2.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計查詢

　　對危險源進(jìn)行行業(yè)劃分、區(qū)域劃分等分類查詢，危險源的基本信息查詢以及業(yè)務(wù)屬性信息查詢，危險源的定期檢查情況匯總查詢，以及危險源的應(yīng)急預(yù)案查詢。用戶還可以按照多種條件對危險源進(jìn)行統(tǒng)計。

　　2.2.5 動態(tài)專題圖

　　利用WebGIS平臺的專題圖功能，結(jié)合用戶的業(yè)務(wù)需求，系統(tǒng)可以按照危險源的等級、類型、狀態(tài)、屬地等維度進(jìn)行統(tǒng)計，并生態(tài)生成專題圖。

　　2.2.6 應(yīng)急預(yù)案生成

　　系統(tǒng)提供應(yīng)急預(yù)案的生成向?qū)?，用戶可以依次針對危險源進(jìn)行危險類型選擇（危險性）、救援醫(yī)院的選擇、預(yù)案等級選擇、救援單位組成選擇、救援專家選擇、周邊影響分析等操作，從而生成應(yīng)急預(yù)案，并可保存和打印應(yīng)急預(yù)案。

　　2.2.7 定期檢查管理

　　安監(jiān)局工作人員從各鄉(xiāng)鎮(zhèn)上報來的?；髽I(yè)檢查記錄中，定期錄入到系統(tǒng)中，并可按照一定查詢條件進(jìn)行查詢統(tǒng)計，查詢結(jié)果采用分頁方式顯示記錄，記錄條列項包括：檢查時間、編號、檢查單位、系統(tǒng)保存時間等，并可瀏覽詳細(xì)的定期檢查記錄信息。

　　2.2.8 數(shù)據(jù)更新服務(wù)

　　系統(tǒng)提供對空間數(shù)據(jù)以及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)更新的功能，空間數(shù)據(jù)更新包括新增、修改、刪除危險源空間位置，矢量（柵格）圖層的維護(hù)等；業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)更新包括危險源屬性數(shù)據(jù)維護(hù)，定期檢查記錄，以及系統(tǒng)支撐類信息（數(shù)據(jù)字典）更新。

　　2.2.9 數(shù)據(jù)下載服務(wù)

　　可將系統(tǒng)中生成的圖表內(nèi)容導(dǎo)出：包括應(yīng)急預(yù)案，應(yīng)急演習(xí)預(yù)案，統(tǒng)計情況，企業(yè)基本信息；并支持打印功能，將系統(tǒng)中生成的圖表內(nèi)容（如預(yù)案）打印。

　　2.2.10 數(shù)據(jù)接口服務(wù)

　　系統(tǒng)提供將定期上報和服務(wù)的接口，能夠?qū)⑽ｋU源信息、應(yīng)急預(yù)案等內(nèi)容上報到上級主管部門的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，同時，可以將這些內(nèi)容集成到應(yīng)急指揮平臺，從而用于在危險源出現(xiàn)緊急情況下的輔助決策支持。

　　2.2.11 系統(tǒng)用戶管理

　　根據(jù)局領(lǐng)導(dǎo)、業(yè)務(wù)用戶和系統(tǒng)管理員進(jìn)行相應(yīng)的權(quán)限設(shè)置，不同權(quán)限的用戶對數(shù)據(jù)有不同的操作權(quán)限，有不同的功能權(quán)限，通過用戶權(quán)限設(shè)置保障系統(tǒng)安全。

　　3　 基于SuperMap IS Java的危險源管理WebGIS系統(tǒng)設(shè)計3.1 平臺技術(shù)選型分析

　　本系統(tǒng)全線采用國產(chǎn)軟件，操作系統(tǒng)選擇了中科紅旗的RedFlag Linux DC 5.0，數(shù)據(jù)庫選擇了人大金倉的Kingbase ES 4.1，應(yīng)用服務(wù)器選擇了東方通的TongWeb 4.6。在保證達(dá)成系統(tǒng)實現(xiàn)目標(biāo)的前提下，盡可能的采用國產(chǎn)化軟件，提高信息的安全性，促進(jìn)民族IT產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

　　在WebGIS平臺方面，選用超圖的SuperMap IS Java，IS Java是一款高效、穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)地理信息發(fā)布系統(tǒng)的開發(fā)平臺，它采用面向Internet的分布式計算技術(shù)，支持跨區(qū)域、跨網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜大型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)集成。SuperMap IS Java為GIS數(shù)據(jù)的發(fā)布提供了高可擴(kuò)展的開發(fā)平臺，開發(fā)者可以方便、靈活地實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)空間數(shù)據(jù)的共享。

　　開發(fā)方面，選擇了Java語言和J2EE架構(gòu)，可以有效地保證系統(tǒng)的跨平臺可移植性、可伸縮性和可擴(kuò)充性。

　　3.2 　總體框架設(shè)計

　　按照危險源管理WebGIS系統(tǒng)的業(yè)務(wù)需求及功能需求，系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)見圖2。系統(tǒng)采用分布式B/S計算環(huán)境中，用戶只需要通過瀏覽器即可使用這個系統(tǒng)，，在應(yīng)用服務(wù)器、WebGIS服務(wù)器及數(shù)據(jù)庫服務(wù)器之間通過千兆以太網(wǎng)和TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通信，實現(xiàn)分布式環(huán)境中的地圖服務(wù)和數(shù)據(jù)共享。[3]

　　3.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

　　危險源系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計成空間數(shù)據(jù)庫和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫。

　　3.3.1 空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計

　　系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)主要以該地區(qū)1：5萬電子地圖為基礎(chǔ)地圖，對于圖形數(shù)據(jù)，系統(tǒng)采用SuperMap的SDX+引擎來管理，各個圖層均通過SDX+存儲在Kingbase ES數(shù)據(jù)庫中，見表1所示。

　　圖2 　危險源管理WebGIS系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

　　表1　 空間數(shù)據(jù)庫主要內(nèi)容

　　3.3.2 業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫設(shè)計

　　系統(tǒng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)表見表2所示。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)采用與空間數(shù)據(jù)庫有機(jī)關(guān)聯(lián)的關(guān)系式數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計，與應(yīng)用圖層掛接關(guān)聯(lián)，方便與對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行GIS相關(guān)的查詢。

　　3.3.3 業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫與空間數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)

　　系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)庫采用SuperMap的SDX+引擎，該引擎采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫來進(jìn)行空間數(shù)據(jù)的存儲與訪問。針對每個空間矢量圖層，都有SmID的字段進(jìn)行標(biāo)識；針對一個矢量圖層的不同要素，分配不同的SmID的值，這樣，可以保證每個矢量要素都有唯一的SmID。

　　系統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計利用SmID的唯一性，為每個危險源定義了唯一的編號ID，通過SmID和ID的唯一值關(guān)聯(lián)關(guān)系，從而實現(xiàn)了業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫與空間數(shù)據(jù)庫的關(guān)聯(lián)。

　　表2　 業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫主要內(nèi)容

　　在SuperMap IS Java提供的地圖服務(wù)基礎(chǔ)上，利用J2EE技術(shù)構(gòu)建分布式的危險源管理WebGIS應(yīng)用。 系統(tǒng)采用SSH（Struts+Spring+Hibernate）輕量級框架集成架構(gòu)，GIS功能方面則應(yīng)用JSF技術(shù)集成SuperMap IS Java封裝的地圖服務(wù)頁面組件。為提升瀏覽地圖過程中的用戶體驗，系統(tǒng)采用AJAX技術(shù)，來實現(xiàn)地圖的異步刷新。在客戶端，用戶可以直接通過瀏覽器來操作系統(tǒng)的各項功能和瀏覽已經(jīng)發(fā)布的地圖。本系統(tǒng)以某安監(jiān)局的危險源管理系統(tǒng)開發(fā)與實現(xiàn)為背景，其主要界面如圖3所示。

　　
　　圖3　 系統(tǒng)主界面　　　　　　　

　　5 　結(jié)束語

　　本系統(tǒng)在全線國產(chǎn)化軟件的基礎(chǔ)上，采用J2EE架構(gòu)，基于SuperMap IS Java軟件系統(tǒng)，并結(jié)合Java、SSH、JSF、AJAX等編程技術(shù)實現(xiàn)的危險源管理WebGIS系統(tǒng)。系統(tǒng)提供友好易用的操作界面，功能強(qiáng)大，同時實用性、專業(yè)性強(qiáng)，為某安監(jiān)局的危險源信息化管理提供了應(yīng)用平臺的支撐，也為安監(jiān)局的危險源管理工作提供了便利，并且在提供了多種數(shù)據(jù)接口服務(wù)，可以直接將相關(guān)數(shù)據(jù)上報到上級主管部門和政府。該系統(tǒng)的開發(fā)實現(xiàn)了對危險源業(yè)務(wù)的綜合管理，切實改善了安監(jiān)局在危險源業(yè)務(wù)信息管理、應(yīng)急預(yù)案、定期檢查等工作中的工作效率，加強(qiáng)了危險源管理的力度，提升了危險源管理的水平。