WebGIS的危險源管理系統的設計與實現

1、概述

　　重大危險源監督管理工作一直以來都是各級安全生產監督管理部門的重點工作。企業重大危險源管理監控要結合本地實際，逐步建立危險源信息管理系統，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控平臺，了解和掌握轄區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控，提高安全生產監管水平與效果。[1]

　　在目前的危險源監督管理工作大環境下，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，是當前安全生產監督管理部門一項重要的研究內容。本文以某安監局的危險源管理系統為例說明系統建設的方法。

　　2　 危險源管理WebGIS系統需求分析

　　系統應用WebGIS和J2EE技術，將某安監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中體現。下面從用戶業務需求和系統功能需求兩個方面對危險源管理WebGIS系統進行需求分析。

　　2.1 　用戶業務需求分析

　　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，周邊環境檢查信息以及對企業定期檢查記錄等內容，需要系統及時更新，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）以及安監局對各危險源的檢查情況，對危險源進行的查詢統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系統功能總體框架如圖1所示。

　　圖1 　系統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內各區鄉鎮危險源分布狀況（按行業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、單位聯系人、聯系電話、行業劃分、產品危險類型、危險品種名稱、周邊環境等），已生成的應急預案、企業月報、檢查記錄。

　　2.2.4 數據統計查詢

　　對危險源進行行業劃分、區域劃分等分類查詢，危險源的基本信息查詢以及業務屬性信息查詢，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計。

　　2.2.5 動態專題圖

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

　　2.2.6 應急預案生成

　　系統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

　　安監局工作人員從各鄉鎮上報來的?；髽I檢查記錄中，定期錄入到系統中，并可按照一定查詢條件進行查詢統計，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

　　系統提供對空間數據以及業務數據更新的功能，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，以及系統支撐類信息（數據字典）更新。

　　2.2.9 數據下載服務

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

　　2.2.10 數據接口服務

　　系統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務系統，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 系統用戶管理

　　根據局領導、業務用戶和系統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安全。

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

　　本系統全線采用國產軟件，操作系統選擇了中科紅旗的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產業的發展。

　　在WebGIS平臺方面，選用超圖的SuperMap IS Java，IS Java是一款高效、穩定的網絡地理信息發布系統的開發平臺，它采用面向Internet的分布式計算技術，支持跨區域、跨網絡的復雜大型網絡應用系統集成。SuperMap IS Java為GIS數據的發布提供了高可擴展的開發平臺，開發者可以方便、靈活地實現*數據的共享。[2]

　　開發方面，選擇了Java語言和J2EE架構，可以有效地保證系統的跨平臺可移植性、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系統的業務需求及功能需求，系統的體系結構見圖2。系統采用分布式B/S計算環境中，用戶只需要通過瀏覽器即可使用這個系統，，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協議進行通信，實現分布式環境中的地圖服務和數據共享。[3]

　　3.3 數據庫設計

　　危險源系統數據庫設計成空間數據庫和業務數據庫。

　　3.3.1 空間數據庫設計

　　系統的空間數據主要以該地區1：5萬電子地圖為基礎地圖，對于圖形數據，系統采用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系統體系結構

　　表1　 空間數據庫主要內容

　　3.3.2 業務數據庫設計

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

　　3.3.3 業務數據庫與空間數據庫關聯

　　系統空間數據庫采用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。

　　系統業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的唯一值關聯關系，從而實現了業務數據庫與空間數據庫的關聯。

　　表2　 業務數據庫主要內容

　　4　 系統實現

　　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的各項功能和瀏覽已經發布的地圖。本系統以某安監局的危險源管理系統開發與實現為背景，其主要界面如圖3所示。

　　圖3　 系統主界面

　　5 　結束語

　　本系統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，并結合Java、SSH、JSF、AJAX等編程技術實現的危險源管理WebGIS系統。系統提供友好易用的操作界面，功能強大，同時實用性、專業性強，為某安監局的危險源信息化管理提供了應用平臺的支撐，也為安監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。該系統的開發實現了對危險源業務的綜合管理，切實改善了安監局在危險源業務信息管理、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。