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基于GIS的地震信息发布系统设计与实现
发布时间:2018-12-03        浏览次数:25        返回列表

向姣姣

摘  要:地震的发生是由于地壳下岩层原有的断层发生了位移所导致的,其所释放的巨大能量会以地震波的形式传播到地表,造成人员伤亡和财产损失。该文结合当前Web开发技术和移动开发技术,设计了Web端以及移动端的两个地震信息发布系统。其中Web端利用了Google Maps API,移动端利用ArcGIS for Android和Android Stuio技术,实现了Android地震信息发布系统的设计。

关键词:地震  GIS  Web端  移动端

中图分类号:P315   文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2019)08(c)-0010-02

地震的发生是由于地壳下岩层原有的断层发生了位移所导致的,全球发生的能被仪器所测到的地震一年之内就有145万多次。由于地震的发生能够引起地面强烈震动,如果震级较大则会导致地面开裂和严重变形,进而导致建筑物的倒塌和损毁,地震的影响不仅表现在房屋倒塌和基础设施被毁上,而且还可能导致次生灾害的产生,比如瘟疫及水污染等,严重影响着人们的生活。中国位于亚欧板块地震带和环太平洋板块地震带的交界处,地震断裂带比较多,属于地震频发的国家。我国地震部门有义务将地震信息准确、快速地呈现在社会公众面前,增强社会公众的地震应急意识。

在当前计算机技术、互联网技术和数据库技术得到快速发展的年代,用户对地震信息发布服务要求也明显増髙,持别是在地震信息的时效性和准确性方面。就目前我国现有的地震信息系统,从功能上讲,与国外先进的地震信息系统有着很大的差距,国外的地震系统在应急方面做的工作比较多。将GIS技术应用到地震领域,设计和开发基于Web技术和移动技术的地震信息发布系统是迫切的和紧要的。

1  系统设计目标

系统的设计目标为根据用户的特定需求而设计实现的,通过对用户对该系统需求的深入调查,依据调研用户的要求来确定。站在用户的角度来分析、来确定系统需要实现的一些功能,满足用户需求。地理信息系统可以被看作是一个解决问题的工具,这个工具能够有解决某一(类)或者特定的问题。因此,一个可运行的、实用的应用性GIS系统的目的就是能够解决某一具体问题,这也就确定了应用型GIS的研究应用范围和性质。

地震信息发布系统Web端设计的目标是在地震信息数据库系统的基础上,利用Google Maps API,结合计算机互联网络技术、数据库技术以及ASP.NET技术进行GIS二次开发,实现如图1所描述的Web原型。此系统Web端具备自动获取地震数据、地震信息发布、地震信息查询、地震信息处理等基本功能,其数据类型、编码和图形符号符合现有的国家和行业规范,能够实现空间数据和属性数据的无缝链接。

地震信息发布系统移动端设计的目标也是在地震信息数据库系统的基础上,利用ArcGIS For Android,结合计算机互联网络技术、智能手机技術,实现了Android地震信息发布系统的原型,这个原型可以在智能手机平台上有效地展现可视化的地震信息数据。地震信息发布系统所发布的数据类型比较少,但是对于数据的实时性要求很高,不能够及时、准确地提供地震信息就会延误抗震救灾工作,带来不必要的生命和财产损失。

1.1 Web端架构设计

地震信息发布系统Web端采用的是浏览器/服务器(B/S)结构,支持使用者和政府相关人员在任何时间、任意基地点通过互联网访问该系统,系统的整体架构设计如图1所示。

(1)数据层运行的是SQL Server 2014数据库,用于存储数据库的表格,表格储存的是地震产生的各种信息,地震信息的实时数据来自于美国地质调查局的地震数据库。

(2)中间层是IIS服务器。IIS服务器具有两个功能,一是IIS服务器负责定时获取美国地质调查局数据的XML文挡,并对XML文档进行解析,提取地震数据的震级大小、地震位置、震源深度等相关属性信息,并把这些地震信息储存到SQL Server 2014数据库中。二是IIS服务器为系统的Web端应用程序提供运行环境。

(3)表现层位于PC客户端浏览器上。其能够为用户提供直观、形象的操作界面,操作的结果通过地图和信息列表的形式展现给用户,向使用者提供实时的、专业的地震信息。

1.2 移动端架构设计

移动端采用的是客户端/服务器(C/S)结构,并且通过WiFi作为服务器与客户端之间的桥梁进行相互通信,支持用户在有网络的环境下进行操作和使用,该系统移动端的整体架构如图2所示。

(1)数据层是移动地震发布系统的基础,为系统提供了数据的保障。主要采用的数据是借用ESRI公司提供的离线数据,是一个紧凑型的缓存切片。

(2)通信服务层是通过WiFi、GPRS等通信方式连接互联网,实现移动终端与数据中心的数据传递,数据主要以服务的方式提供,根据服务类型的不同,可划分为地图服务、地理编码服务、移动数据服务、GIS功能服务、影像服务等,该系统采用的是地图服务。

(3)终端应用层也称为表现层,主要包括系统的操作功能和系统的人性化的界面展现两部分,能够为用户提供地震发布系统的功能服务。

2  系统功能设计

2.1 地震发布系统Web端的功能模块设计

地理信息应用型系统是在一定地理信息工具型系统的基础上,按照特定的应用目的对其进行二次开发而得到的GIS系统,它基本上继承了工具型GIS所提供的所有基本功能。

因此,应用性GIS的功能设计重点不在于对基本功能的设计和编程,而是根据需求分析的结构,对解决特定应用目的而进行的功能分析,选择合适的工具性GIS功能并对其具体化,以满足实际需要。

根据地震信息发布系统的具体设计要求,结合Google Maps API的技术特点,将Web端的整个系统分成三大功能模块,分别是:地震信息发布模块、地震信息查询模块、地震信息处理模块。

地震信息发布模块主要是通过Google Maps API提供的google.maps.Circle()方法在地图上显示地震信息,在地图上用户可以看到显示地震地点的红色圆形,震级越大,圆形半径越大。在地图下方的表格中用户可看到具体的发震时刻、guid(美国地质调查局对每一次观测到的地震生成的全球唯一标识符)、里氏震级大小、震中的经纬度、震源深度以及发生地震的地区。

地震信息查询方式可分为按时间查询、按纬度查询、按经度查询、按深度查询、按震级查询及综合查询,在用户在输入查询的信息后,GridView数据表会显示出满足条件的地震条目。

地震信息处理模块功能分地震基本信息显示、周边信息查询、历史地震查询、图像叠加以及绘制地形剖面图。

2.2 地震信息发布系统移动端的功能模块设计

根据地震信息发布系统用户的具体需求分析,结合ArcGIS For Android的技术将点,将地震信息发布系统设计为两个功能模块,其中一个模块功能就是地震信息发布功能模块,也是该系统最重要的功能。用户打开应用程序后首先就会进入到该模块,在MapView地图控件上用户可以看到显示地震地点的红色圆点,点击圆点以后用户可在弹出的信息窗口内查看到震级、发震时间等地震的具体信息。第二个模块就是地震后台报警模块的设计。

3  结语

该文结合系统设计的基本方法,从地震信息发布系统的具体需求分析出发,根据系统设计的基本原则设计了系统的总体架构,提出了系统最终的目标。并结合具体的用户需求对地震发布系统的Web和移动端的功能进行了设计,Web端功能主要设计了3个功能,模块包括:地震信息发布模块、地震信息查询模块、地震信息处理模块。移动端主要设计了两大模块:地震信息发布模块和地震后台报警模块。

参考文献

[1] 李亚龙.地震应急信息发布与推送系统[J].电脑知识与技术,2018(12):55-56.

[2] 李纪恩.地震预警信息发布与传播立法若干问题探析[J].世界地震工程,2017(6):15-17.

[3] 李珀任.基于实时技术和3D WebGIS的地震信息发布系统[J].地震地磁观测与研究,2016(2):31-33.