三峽庫區(qū)地質災害預警決策指揮系統(tǒng)

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1、三峽庫區(qū)地質災害預警決策指揮系統(tǒng) 1 .引言 三峽庫區(qū)位于北緯 28 32?31 42,東經105 44?111 39之間，主要包括湖北省和重慶市的 26個縣市，總面積近6萬平方公里，是我國地質災害多發(fā)區(qū)，對庫區(qū)地質災害進行有效的防治是保護庫 區(qū)人民生命財產安全，實現庫區(qū)社會長治久安及經濟、環(huán)境和諧發(fā)展的十分重要的工作。為了有效地存儲、 管理好地質災害防治工程中所獲得的大量的寶貴資料，為地質災害防治管理、決策指揮提供有力的支持， 多類型、多時空、多層面的各類信息是 預警指揮系統(tǒng)”建立的基礎，已建的信息系統(tǒng)數據庫數據是 指揮系 統(tǒng)”最重要的信息源，預警指揮系統(tǒng)”是庫區(qū)地質災害信息化建設

2、成果的最終展現。 2 .項目背景 三峽庫區(qū)地質災害防治工作指揮部于 2005年7月編制完成了 三峽庫區(qū)三期地質災害防治監(jiān)測預警工 程崩塌滑坡專業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)和預警指揮系統(tǒng)專項設計 ”（下簡稱專項設計”）并上報國家發(fā)改委。國家發(fā)改 委于2006年5月19日，以發(fā)改地區(qū)[2006]899 號”文下達了 三峽庫區(qū)三期地質災害防治監(jiān)測預警工 程專項資金計劃”，同意執(zhí)行該 專項設計”建設內容。 預警指揮系統(tǒng)”項目是三峽庫區(qū)三期地質災害防治監(jiān)測預警工程 ”（下簡稱監(jiān)測預警工程”）的重要 組成部分。根據 專項設計”要求，預警指揮系統(tǒng)”建設任務是： a）在二期信息系統(tǒng)標準化所獲成果基礎上， 建立三峽庫

3、區(qū)地質災害預警指揮系統(tǒng)標準化詞庫， 滿足預 警指揮系統(tǒng)”進行數據采集、傳輸、融合、集成的標準化要求。 b）在二期已建數據庫基礎上，新建治理工程設計數據庫、庫區(qū)長江沿岸 1/萬災害地質空間數據庫、 重要移民新城區(qū)災害地質立體圖庫、重要災害體三維模型庫，擴建長江沿岸 1/萬地理空間數據庫及巴東、 巫山、萬州、奉節(jié)等移民新城區(qū)的 1/2000 地理空間數據庫，新建地震、人文經濟、氣象數據庫，開發(fā)相 關管理模塊。完成庫區(qū)監(jiān)測點分布圖冊、災害體穩(wěn)定性評價圖冊、地質災害體三維模型圖冊編制。 c）建立數據管理平臺，對區(qū)域空間數據、 災害點（體）空間數據、屬性數據、管理數據進行統(tǒng)一存儲、 管理、調

4、度及應用，實現基于網絡的三維視景漫游。 d）建設地質災害防治數據倉庫及其管理系統(tǒng)。 e）建設基于GIS的滑坡穩(wěn)定性評價系統(tǒng)及滑坡穩(wěn)定性評價數據庫。 f）利用現場數據快速采集及傳輸系統(tǒng)建設成果，建立遠程會商、遠程指揮的通信平臺。 g）分區(qū)域、移民新城區(qū)、災害點（體）三種類型，按不同預警級別，建立基于數據倉庫技術及數據挖 掘技術的地質災害預測預報系統(tǒng)及預警決策支持及應急指揮系統(tǒng)。 h）建立安全防護系統(tǒng)。建設小型 CA系統(tǒng)，進一步劃分內部網絡區(qū)域，設置代理服務器。建立獨立的 安全審計系統(tǒng)，實現數據和系統(tǒng)的異地冗災備份。建立病毒防護體系，確保預警指揮系統(tǒng)信息暢通及正確、 穩(wěn)定傳送，確保系統(tǒng)及

5、數據安全。 3 .系統(tǒng)概述 三峽庫區(qū)地質災害預警指揮系統(tǒng)建設總體設計 ”系根據 專項設計”中預警指揮系統(tǒng)”計劃任務及監(jiān) 測預警工程建設的有關工作部署編制。 預警指揮系統(tǒng)的業(yè)務流程如圖 3-1所示 廣成急指揮部 國土周 電力伺 他口局 ■匕 4rHlH；i 加舒溝流文廣 會支局 木務局 預測預報 程會懣 WAflAn nnnn; 贓「作犯 數據快速抬索每間 OLAP 服 冏災救災 信息應用 災情產估 則新 比船數據庠 現性數據快速 果貨及傳輸 運行小情 陰災舐災致災預 窠建漢 idss.( inss:-vk|j 電府辦J I ；,“」!，

6、 圖3-1 預警指揮系統(tǒng)的業(yè)務流程 3.1總體設計的目標任務 根據批準的 專項設計”，在二期信息系統(tǒng)建設所獲成果基礎上，深入調查研究地質災害預警指揮的需 求和工作流程，進行系統(tǒng)分析；建立預警指揮系統(tǒng)邏輯模型，細化預警指揮各子系統(tǒng)建設框架，編制子系 統(tǒng)的詳細設計要求、軟件開發(fā)要求、系統(tǒng)集成要求與驗收標準。根據標準化、開放性、安全性、資源共享 等

7、原則，完成預警指揮系統(tǒng)總體設計；全程跟蹤預警指揮系統(tǒng)設計執(zhí)行情況，為建立起功能完善、快速響 應、處理及時、分析有據、能有效地支持決策的預警指揮系統(tǒng)，為預警指揮系統(tǒng)總體目標任務的完成提供 技術保證，滿足各級主管部門及領導預警指揮的需要。 3.2總體設計的工作內容 系統(tǒng)總體設計任務是保證 預警指揮系統(tǒng)”總體目標實現的保證，也是各子項目進行詳細設計的依據。 系統(tǒng)總體設計內容主要有： a）深入了解中央、省市、縣區(qū)三級地質災害主管部門及領導對地質災害預警指揮工作的需求及管理方 式，了解指揮部”在庫區(qū)地質災害防治工作中的作用及職責，了解指揮部信息中心的作用及工作方式。分 析庫區(qū)地質災害防治和監(jiān)

8、測預警工作流程、數據流程，分析不同地質災害的分級及其響應機制，決策方法 等，與用戶保持密切聯系，通過展示成果，啟發(fā)需求、提煉需求，不斷深化用戶需求的實際含義，逐步準 確地建立系統(tǒng)模型，滿足用戶的使用要求，直至整個系統(tǒng)建設的完成。 b）根據系統(tǒng)分析結果及 專項設計”內容，進一步完善、優(yōu)化系統(tǒng)邏輯結構和功能結構，根據 專項設 計”中所列的子系統(tǒng)進一步劃分功能模塊，設計各子系統(tǒng)內及其與外部系統(tǒng)之間的軟件接口，根據標準化、 開放性、安全性、資源共享等原則，提出各子項目詳細設計、軟件開發(fā)的要求和系統(tǒng)建設的標準。 c）根據地質災害預警指揮所涉及的數據類型、 數據特點提出建立地質災害預警指揮系統(tǒng)標準化詞

9、庫的 框架、編制原則、編制內容。根據二期信息系統(tǒng)標準化成果及預警指揮需求，進一步補充、完善已建的標 準化體系。 d）按數據分類特點對新增數據庫的建庫要求，存儲內容、邏輯結構和功能結構等進行設計。對空間數 據的格式轉換、存儲、壓縮、網上發(fā)布、網上三維視景漫游等進行分析，提出數據管理平臺的建設方案。 e）對地質災害數據倉庫模型進行分析， 制定數據倉庫建設策略、 建設原則，以及數據集成主題、粒度、 數據組織、數據管理、更新機制、檢索查詢、數據挖掘、 DSS應用等的開發(fā)標準。 f）對通信平臺建設需求進行分析，提出通信平臺搭建設計框架。 g）根據系統(tǒng)數據敏感性、信息傳輸的特點制定系統(tǒng)安全保護

10、的策略及保證系統(tǒng)安全、 穩(wěn)定運行的措施。 h）提出多源、多類、多時空數據的融合技術方案，通過對信息的綜合分析，提出地質災害預測預報、 預警指揮的實現方案。 i）研發(fā)系統(tǒng)集成關鍵技術，制定系統(tǒng)集成的解決方案。 j）編制系統(tǒng)建設進度表及系統(tǒng)試驗運行、操作培訓、跟蹤服務的方案以及系統(tǒng)維護、升級的辦法與措 施。 k）編制系統(tǒng)測試及保證建設質量的措施。 1）全程追蹤系統(tǒng)建設，根據用戶需求及系統(tǒng)建設的進程，不斷修改設計，確保系統(tǒng)目標任務的完成。 松亞女尸防治 效推金摩 基于空舊關事 取金了塔堵構 的敷據橙取 應急通 信平臺 災情評5 J 火速控我力的 點也為出處詐 動拉；沱電

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12、小東也呼 用西耽再 1專業(yè)眈瀏融據 ;?筑科圖毀昆 "長曲樹 熱拈 遞信Tf； 或國令而敵解 外弟般葦 戰(zhàn)電 革若環(huán)快 ■71s %；沒足、噓房器」強陣列與系統(tǒng)P 件（璨件系統(tǒng)，AncGISs One配件等1 X / 圖3-2地質災害預警指揮系統(tǒng)邏輯結構 4 .系統(tǒng)特點及達夢數據庫在項目中的作用 4.1系統(tǒng)特點 三峽庫區(qū)地質災害預警指揮系統(tǒng)是一個大型復雜的計算機應用系統(tǒng)，在國內外尚無先例可尋。系統(tǒng)建 設涉及面寬、技術復雜、難度大。 a）預警指揮系統(tǒng)建設涉及地質、水文地質、工程地質、地震地質、遙感地質、數學地質、災害地質、 測量、氣象、水文、人類工

13、程活動、地質災害監(jiān)測預警、治理工程、工程監(jiān)理、管理學、計算機、網絡、 通信等學科，學科多、范圍廣，各學科知識彼此穿插、交融，技術十分復雜，存在大量開創(chuàng)性工作。 b）數據類型具多元、多維、多類、多時空等特點，就空間數據而言從宏觀到微觀有衛(wèi)星數據、航攝數 據、各類比例尺地質地理、氣象、災害地質及防治等數據。數據量大，以 G級、T級計算，數據來源復雜、 存儲格式及存儲介質各異，標準化程度差，數據采集、管理、利用難度大。 c）由于地質災害預警工作本身的復雜性，以及三峽庫區(qū)通信條件差、基礎設施落后、基礎資料采集困 等等環(huán)境條件給預警指揮目標的實現也帶來了很大的困難。 d）系統(tǒng)建設既需要計算機軟件人

14、員、硬件人員及信息技術人員，又需要各類專業(yè)技術人員，特別需要 既熟悉地質災害監(jiān)測預警業(yè)務技術又精通計算技術和信息技術的跨學科人員，由于思維方式的差異，這類 人員十分稀少。計算技術和信息技術人員對系統(tǒng)建設邏輯模型難于理解，而專業(yè)人員卻又不熟悉系統(tǒng)建設 軟硬件實現方法，兩類人員交流困難。 e）預警指揮系統(tǒng)化建設中用戶的需求是隨系統(tǒng)分析、系統(tǒng)原型建立、總體設計、項目實施等過程逐漸 被激發(fā)出來，系統(tǒng)建設者需要根據用戶需求不斷修改設計、 優(yōu)化系統(tǒng)。系統(tǒng)建設是一項富創(chuàng)造性的高強度、 密集型腦力勞動，其建設質量很大程度上取決于建設者的素質和創(chuàng)業(yè)精神。因此，系統(tǒng)建設難于實施工程 監(jiān)理，而建設質量的追蹤測試

15、和管理，需要投入大量的人力、物力和財力。 f）系統(tǒng)建設需要開發(fā)大量軟件，并要求實現軟件產品化，而后者過程長、難度大，更多的是需要默默 無聞的貢獻。 g）制度的建立、人員的培訓、成果的推廣都有許多困難需要克服。 三峽庫區(qū)監(jiān)測預警指揮系統(tǒng)化建設規(guī)模大，采用技術先進，在國內外地質災害防治領域十分少見，任 務十分艱巨。 4.2達夢數據庫在項目中的作用 數據庫是信息系統(tǒng)的基礎，同時也是預警指揮系統(tǒng)數據倉庫的數據源，預警指揮系統(tǒng)所產生的數據也 多以數據庫形式進行存儲管理。系統(tǒng)數據庫均通過數據管理平臺進行管理。 a）對庫區(qū)地質災害防治數據特征、數據類型、數據采集、數據存儲、數據管理、數據應用進行

16、分析， 根據不同用戶需求，在 Oreacle及ArcGIS支持下，在二期信息系統(tǒng)所建數據模型的基礎上，建立空間數 據與專業(yè)屬性數據、管理信息數據（包括現時數據與歷史數據）一體化存儲、管理、應用的數據平臺的框 架結構。 b）進一步開展標準化工作，建立空間數據 （包括遙感影像數據、矢量數據）存儲標準、圖式圖例標準及 數字化分層標準，優(yōu)化完善地名數據庫，建立庫區(qū)專業(yè)屬性數據及管理屬性數據標準。 c）在二期信息系統(tǒng)建設所獲成果基礎上，完善數據獲取系統(tǒng)，對不同來源數據數據進行采集、上載、 存儲，建立地質災害防治基礎數據庫。對敏感數據建立專門的敏感數據庫進行管理，在進行安全處理后， 存入基礎數據庫中，

17、提供用戶使用。數據上載時間應分別按應急（或實時）、正常數據上載、項目工作完 成一次提交數據等情況建立相應的管理機制。 d）建立地質災害防治操作數據庫。 e）完善系統(tǒng)各類數據字典和代碼體系， 建立元數據及其管理系統(tǒng)， 支持基礎數據庫及地質災害防治操 作數據庫的維護及應用。 f）建立地質災害防治數據庫管理系統(tǒng)。 g）利用所建操作數據庫，提供信息服務滿足用戶需要。 h）編制數據審計模塊，根據系統(tǒng)數據敏感性分類原則，對用戶訪問、上載、下載數據進行安全審計， 對數據使用情況進行追蹤記錄、管理。建立有關管理及處理程序對敏感數據進行嚴格管理。 i）編制信息發(fā)布模塊：根據數據敏感性，采取必要的安

18、全防護措施，研制適宜于不同安全級別信息的 發(fā)布模塊。 5 .達夢數據庫在項目中體現出的優(yōu)勢 達夢數據庫基于成熟的關系數據模型和標準的接口，是一個跨越多種軟硬件平臺、具有大型數據管理 能力、高效穩(wěn)定的數據庫管理系統(tǒng)。它除具備一般 DBMS的應具有的基本功能外，還特別在通用性、安全 性、可靠性、高性能、擴展性、易用性等數據庫特性方面進行了增強，完全能夠支撐中、大型企業(yè)和政府 部門應用，是專業(yè)的企業(yè)級數據服務平臺。 a）實現了多種網絡及通訊的綜合應用。 b）業(yè)務模型可配置和優(yōu)化。 c）可擴展數據模型的應急預案輔助生成系統(tǒng)。 d）數據量大，屬TB級數據量的應用系統(tǒng)。 e）多種數據類型的

19、一體化處理，文本、數字、音頻、視頻、空間數據。 f）數據安全性要求高，同時滿足保密性及數據應用要求。 g）建立了能處理空間數據的數據倉庫，在地質災害行業(yè)實現技術創(chuàng)新。 6 .小結 三峽庫區(qū)地質災害預警指揮系統(tǒng)建設是一項極具挑戰(zhàn)性、創(chuàng)新性的工作，所建系統(tǒng)又是一實實在在的 必須在實踐中投入運行的應用系統(tǒng)。系統(tǒng)建設成功的關鍵是人，特別是項目建設的組織者、管理者。嚴密 組織、周詳的安排，堅定不移地推動系統(tǒng)建設，這是項目建設成功的最最重要的條件。同時，上級的支持 必不可少，要向上級領導匯報系統(tǒng)建設的思路，實時展示取得的成果，讓領導理解、支持系統(tǒng)建設工作。 預警指揮系統(tǒng)建設是一項龐大的工程，既要

20、有總體的規(guī)劃和設計，又要有分步實施措施，對每一階段 都有明確的時間、任務、考核指標，已建成系統(tǒng)或子系統(tǒng)，盡快組織投入應用。以系統(tǒng)工程理論、技術指 導系統(tǒng)建設，使系統(tǒng)建設一步步地靠近總體目標。 質量是系統(tǒng)建設的生命。必須堅持既定的建設路線，按照標準化、一體化原則進行系統(tǒng)建設。堅持質 量第一，特別是要保證入庫數據的質量，這是系統(tǒng)信息是否具有應用價值的基礎性建設工作。建庫中強調 數據的真實性、可靠性、代表性，對入庫數據進行嚴格的鑒別、校對和可靠性檢驗，部分數據還應赴現場 進行測試和校驗。嚴格控制關鍵工作建設質量：對系統(tǒng)架構、數據庫建設、網絡系統(tǒng)建設、安全防護、系 統(tǒng)集成等工作均由專家把關，通過

21、測試提出整改意見，并對整改結果進行檢查、驗收。對研發(fā)的軟件堅持 自我測試、專業(yè)機構軟件測試、專家綜合測試的三級測試制度，保證軟件研發(fā)質量。堅定不移地推動科研 成果的產品化進程，在實踐中優(yōu)化、完善系統(tǒng)，提高產品質量。 建立地質災害預警指揮數據中心是實現系統(tǒng)目標的重要基礎工作。規(guī)范數據采集工作的最有效的方法 是使用統(tǒng)一開發(fā)的軟件采集數據，將數據按標準化及信息化要求采集入庫，作為工程（項目）驗收的必備 條件寫入相關的規(guī)范及規(guī)定中，同時，要求項目驗收時應有從事信息系統(tǒng)建設、管理人員參加，這樣，將 大大提高數據的標準化程度，可以較好地保證系統(tǒng)建設數據準確、實時地采集入庫。 系統(tǒng)建設中以密碼技術，網

22、絡邊界防護和網絡監(jiān)控、網絡整體病毒防護等先進技術為主體，同時輔之 以安全認證技術，構造安全體系。嚴格用戶權限管理，根據不同用戶實施不同功能授權，對數據管理根據 需要設置文件級、記錄級、字段級三級使用權限。同時，將敏感數據進行物理隔離，脫密后提供使用。諸 如此類，達夢公司采用各種先進、有效的技術及嚴密的防護措施，確保系統(tǒng)及數據安全。 預警指揮系統(tǒng)建設目的是為三峽庫區(qū)地質災害預警決策和應急指揮服務。 重在服務”要求所建系統(tǒng)需 保證用戶能方便地、實時地獲得所需的各類信息，減少數據查詢層次，保證用戶在登陸系統(tǒng)后的第一時間 能看到他最關心的信息。要求建立完善的系統(tǒng)管理機制，對網絡、數據、系統(tǒng)業(yè)務進行有效管理；要求廣 泛征求用戶意見，準確、實時回答用戶提出的各類問題。不斷優(yōu)化系統(tǒng)，不斷充實、更新數據庫，不斷滿 足用戶需求，使系統(tǒng)使用者能實時獲得技術支持，愿意用、愛用所建系統(tǒng)，而系統(tǒng)建設也將在不斷滿足用 戶需求中獲得提高