基于WebGIS的危險源管理系統(tǒng)的設計與實現

　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)控要結合本地實際，逐步建立危險源信息管理系統(tǒng)，運用現代信息技術逐步建立政府重大危險源信息管理和預警監(jiān)控平臺，了解和掌握轄區(qū)內重大危險源的數量和分布狀況，對重大危險源實施有效預警監(jiān)控，提高安全生產監(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的信息技術相結合，構建適合危險源管理的信息平臺，是當前安全生產監(jiān)督管理部門一項重要的研究內容。本文以某安監(jiān)局的危險源管理系統(tǒng)為例說明系統(tǒng)建設的方法。

　　2　 危險源管理WebGIS系統(tǒng)需求分析

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

　　2.1 　用戶業(yè)務需求分析

　　2.1.1 數據空間展示需求

　　能夠將所有危險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情況。

　　2.1.2 滿足業(yè)務處理輔助支持的需求

　　重點需要當某一處危險源出現緊急情況下的系統(tǒng)能夠提供應急處置預案，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 數據的更新需求

　　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 數據下載需求

　　系統(tǒng)能夠將生成的應急處置預案（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，對危險源進行的查詢統(tǒng)計結果可導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[!--empirenews.page--]

　　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資源的關系，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有哪些學校、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，利用路網數據，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、產品危險類型、危險品種名稱、周邊環(huán)境等），已生成的應急預案、企業(yè)月報、檢查記錄。

　　2.2.4 數據統(tǒng)計查詢

　　對危險源進行行業(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，以及危險源的應急預案查詢。用戶還可以按照多種條件對危險源進行統(tǒng)計。

　　2.2.5 動態(tài)專題圖

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

　　2.2.6 應急預案生成

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

　　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行查詢統(tǒng)計，查詢結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，并可瀏覽詳細的定期檢查記錄信息。

　　2.2.8 數據更新服務

　　系統(tǒng)提供對空間數據以及業(yè)務數據更新的功能，空間數據更新包括新增、修改、刪除危險源空間位置，矢量（柵格）圖層的維護等；業(yè)務數據更新包括危險源屬性數據維護，定期檢查記錄，以及系統(tǒng)支撐類信息（數據字典）更新。

　　2.2.9 數據下載服務

　　可將系統(tǒng)中生成的圖表內容導出：包括應急預案，應急演習預案，統(tǒng)計情況，企業(yè)基本信息；并支持打印功能，將系統(tǒng)中生成的圖表內容（如預案）打印。

　　2.2.10 數據接口服務

　　系統(tǒng)提供將定期上報和服務的接口，能夠將危險源信息、應急預案等內容上報到上級主管部門的業(yè)務系統(tǒng)，同時，可以將這些內容集成到應急指揮平臺，從而用于在危險源出現緊急情況下的輔助決策支持。

　　2.2.11 系統(tǒng)用戶管理

　　根據局領導、業(yè)務用戶和系統(tǒng)管理員進行相應的權限設置，不同權限的用戶對數據有不同的操作權限，有不同的功能權限，通過用戶權限設置保障系統(tǒng)安全。

　　3　 基于SuperMap IS Java的危險源管理WebGIS系統(tǒng)設計3.1 平臺技術選型分析

　　本系統(tǒng)全線采用國產軟件，操作系統(tǒng)選擇了中科紅旗的RedFlag Linux DC 5.0，數據庫選擇了人大金倉的Kingbase ES 4.1，應用服務器選擇了東方通的TongWeb 4.6。在保證達成系統(tǒng)實現目標的前提下，盡可能的采用國產化軟件，提高信息的安全性，促進民族IT產業(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)定的網絡地理信息發(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，支持跨區(qū)域、跨網絡的復雜大型網絡應用系統(tǒng)集成。SuperMap IS Java為GIS數據的發(fā)布提供了高可擴展的開發(fā)平臺，開發(fā)者可以方便、靈活地實現網絡空間數據的共享。[!--empirenews.page--]

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

　　3.2 　總體框架設計

　　按照危險源管理WebGIS系統(tǒng)的業(yè)務需求及功能需求，系統(tǒng)的體系結構見圖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)，，在應用服務器、WebGIS服務器及數據庫服務器之間通過千兆以太網和TCP/IP協(xié)議進行通信，實現分布式環(huán)境中的地圖服務和數據共享。[3]

　　3.3 數據庫設計

　　危險源系統(tǒng)數據庫設計成空間數據庫和業(yè)務數據庫。

　　3.3.1 空間數據庫設計

　　系統(tǒng)的空間數據主要以該地區(qū)1：5萬電子地圖為基礎地圖，對于圖形數據，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數據庫中，見表1所示。

　　圖2 　危險源管理WebGIS系統(tǒng)體系結構

　　表1　 空間數據庫主要內容

　　3.3.2 業(yè)務數據庫設計

　　系統(tǒng)的業(yè)務數據表見表2所示。業(yè)務數據采用與空間數據庫有機關聯(lián)的關系式數據庫結構設計，與應用圖層掛接關聯(lián)，方便與對業(yè)務數據進行GIS相關的查詢。

　　3.3.3 業(yè)務數據庫與空間數據庫關聯(lián)

　　系統(tǒng)空間數據庫采用SuperMap的SDX+引擎，該引擎采用關系型數據庫來進行空間數據的存儲與訪問。針對每個空間矢量圖層，都有SmID的字段進行標識；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)務數據庫的設計利用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的唯一值關聯(lián)關系，從而實現了業(yè)務數據庫與空間數據庫的關聯(lián)。[!--empirenews.page--]

　　表2　 業(yè)務數據庫主要內容

　　在SuperMap IS Java提供的地圖服務基礎上，利用J2EE技術構建分布式的危險源管理WebGIS應用。 系統(tǒng)采用SSH（Struts+Spring+Hibernate）輕量級框架集成架構，GIS功能方面則應用JSF技術集成SuperMap IS Java封裝的地圖服務頁面組件。為提升瀏覽地圖過程中的用戶體驗，系統(tǒng)采用AJAX技術，來實現地圖的異步刷新。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)與實現為背景，其主要界面如圖3所示。

　　
　　圖3　 系統(tǒng)主界面　　　　　　　

　　5 　結束語

　　本系統(tǒng)在全線國產化軟件的基礎上，采用J2EE架構，基于SuperMap IS Java軟件系統(tǒng)，并結合Java、SSH、JSF、AJAX等編程技術實現的危險源管理WebGIS系統(tǒng)。系統(tǒng)提供友好易用的操作界面，功能強大，同時實用性、專業(yè)性強，為某安監(jiān)局的危險源信息化管理提供了應用平臺的支撐，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據接口服務，可以直接將相關數據上報到上級主管部門和政府。該系統(tǒng)的開發(fā)實現了對危險源業(yè)務的綜合管理，切實改善了安監(jiān)局在危險源業(yè)務信息管理、應急預案、定期檢查等工作中的工作效率，加強了危險源管理的力度，提升了危險源管理的水平。