我國是世界上地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)的地區(qū)之一。地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測預(yù)警和防治管理的核心是基于遙感技術(shù)RS(Remote Sensing),、地理信息系統(tǒng)GIS（Geography Information System)和全球定位系統(tǒng)GPS(Global Positioning System)及地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測技術(shù),，實現(xiàn)分布于不同部門和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的多源空間數(shù)據(jù)、時態(tài)數(shù)據(jù),、屬性數(shù)據(jù)的高效管理,、共享、綜合分析和利用,，為地質(zhì)災(zāi)害防治工作服務(wù),，為各級政府部門、災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警和防治管理部門及其決策人員,、科學(xué)研究和社會公眾服務(wù)[1-3],。
　達(dá)州市位于四川省東北部，大巴山南麓,。達(dá)州市地勢東北高(大巴山區(qū)),，西南低(盆地丘陵區(qū))。山地占幅員面積的70.70%,、丘陵占28.10%,、平地占1.20%。達(dá)州市河流主要屬長江支流的嘉陵江水系,。達(dá)州市地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)主要集中分布在東北部大巴山中山峽谷地帶,、西南部低山深丘地帶、東南部華鎣山以及人類工程活動的集中區(qū)域,。截止2008年底,，經(jīng)調(diào)查統(tǒng)計全市范圍內(nèi)共計1 781處地質(zhì)災(zāi)害隱患點，其中滑坡1 555處,，崩塌147處,、不穩(wěn)定斜坡49處、塌陷29處,，其他災(zāi)害7處,。根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害危害程度的大小,，以全市7個縣（市、區(qū)）歷年防災(zāi)預(yù)案和已開展的地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與區(qū)劃成果確定的重大地質(zhì)災(zāi)害危險（隱患）點為基礎(chǔ),，結(jié)合市國土資源局歷年調(diào)查了解的重大地質(zhì)災(zāi)害點危害情況和2008年汛期檢查情況,，確定9個主要地質(zhì)災(zāi)害危害點納入市級地質(zhì)災(zāi)害防災(zāi)預(yù)案，并就其發(fā)展變化趁勢進(jìn)行預(yù)測分析,。
　InfoEarth iTelluro是一款高效,、穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)三維地理信息系統(tǒng)平臺，為地質(zhì)災(zāi)害防治管理,、決策和信息發(fā)布提供了統(tǒng)一的解決方案和平臺技術(shù),。“達(dá)州市地質(zhì)災(zāi)害遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)工程”基于iTelluro技術(shù)和短信服務(wù)器(MAS)技術(shù)，結(jié)合專業(yè)監(jiān)測,、群測群防,、視頻監(jiān)測等技術(shù)，實現(xiàn)了面向達(dá)州地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警的三維GIS平臺,。達(dá)州地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警子系統(tǒng),，實現(xiàn)了達(dá)州地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)、MAS 短信系統(tǒng),、視頻監(jiān)控系統(tǒng)的無縫集成,，取得了良好效果。
1 InfoEarth iTelluro體系結(jié)構(gòu)
　InfoEarth iTelluro由中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）研制開發(fā),，是面向地學(xué)領(lǐng)域的一款網(wǎng)絡(luò)三維地理信息可視化平臺,，它采用面向Internet的分布式計算技術(shù)和三維可視化技術(shù)，支持跨區(qū)域,、跨網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜大型網(wǎng)絡(luò)三維應(yīng)用系統(tǒng)集成[4],，為地質(zhì)災(zāi)害防治管理、決策和信息發(fā)布提供了統(tǒng)一的解決方案和平臺技術(shù),。
　InfoEarth iTelluro基于主流技術(shù)平臺.NET開發(fā)，產(chǎn)品開放性好,、架構(gòu)靈活,、三維功能和GIS功能強(qiáng)大、支持TB級海量,、多源(包括DEM,、DOM、DLG,、三維模型數(shù)據(jù)和其他專題數(shù)據(jù))數(shù)據(jù)一體化管理和快速三維實時漫游功能,，支持三維空間查詢、分析和運算,，可與常規(guī)GIS軟件集成,，提供全球范圍基礎(chǔ)影像資料,，可方便快速構(gòu)建三維空間信息服務(wù)系統(tǒng)，亦可快速在二維GIS系統(tǒng)完成向三維的擴(kuò)展,。
　InfoEarth iTelluro的三維客戶端GlobeEngine采用全組件化開發(fā),通過應(yīng)用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的組件化技術(shù),，使得GlobeEngine可以嵌入任意客戶端，與其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)無縫集成,；甚至可以實現(xiàn)嵌入瀏覽器,，作為Web應(yīng)用程序的一部分。
2 系統(tǒng)設(shè)計
2.1開發(fā)環(huán)境
　本系統(tǒng)基于iTelluro三維GIS平臺,，以Microsoft.Net 2.0為開發(fā)平臺,，選用C#語言，Web服務(wù)器采用IIS,，在線數(shù)據(jù)通信部分在.Net平臺使用C/S模式開發(fā),；系統(tǒng)的后臺數(shù)據(jù)庫選用Microsoft SQL Server 2005 Express，監(jiān)測數(shù)據(jù)存儲在PostgreSQL數(shù)據(jù)庫中,。
2.2 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)
　整個系統(tǒng)包括客戶端,、服務(wù)器端和數(shù)據(jù)庫3個部分，系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)圖如圖1所示,。

　客戶端是整個系統(tǒng)功能實現(xiàn)的關(guān)鍵部分,它將服務(wù)器端通過http協(xié)議返回的空間數(shù)據(jù)(遙感影像和DEM,、行政區(qū)劃、災(zāi)害數(shù)據(jù),、基礎(chǔ)地理等)展示給用戶,。
　服務(wù)器端基于Web服務(wù),由.net和ASP.net開發(fā)，通過http協(xié)議向客戶端提供功能和數(shù)據(jù),，通過iTelluro Server向系統(tǒng)服務(wù)器端提供空間數(shù)據(jù)服務(wù),、分析及查詢服務(wù)。
　系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫選用SQL Server 2005 Express,。三維空間數(shù)據(jù)采用iTelluro自有的三維數(shù)據(jù)引擎保存,。iTelluro基于改進(jìn)的橢球四叉樹空間索引DHEQT(Distributed Hash Table based Ellipsoidal Quadtrees)技術(shù)，可以實現(xiàn)10 TB數(shù)據(jù)的高效存取和索引(已在三峽庫區(qū)地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警指揮系統(tǒng)中成功應(yīng)用),為海量空間數(shù)據(jù)及大尺寸圖像在網(wǎng)絡(luò)上快速瀏覽提供保障[5],。監(jiān)測數(shù)據(jù)和其他通過文件形式保存的數(shù)據(jù)不做改變,，通過適配器模式，應(yīng)用相應(yīng)的調(diào)用接口進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫,。
2.3 系統(tǒng)功能模塊
　系統(tǒng)包括三維地理信息,、災(zāi)害數(shù)據(jù)管理、信息瀏覽查詢,、短信報警及用戶身份權(quán)限認(rèn)證五大功能模塊,如圖2所示,。

   (1) 三維地理信息模塊。包括基本的GIS功能：對各類影像數(shù)據(jù)、矢量數(shù)據(jù)及標(biāo)注圖層進(jìn)行管理,，地圖的放大縮小,、漫游，距離量測,、面積量測和體積量測,，POI信息點查詢定位，飛行和定位路線的錄制,，坡度,、坡向信息以及地形坡面分析。
　系統(tǒng)集成了基礎(chǔ)地理,、基礎(chǔ)地質(zhì),、災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)、防治規(guī)劃等數(shù)據(jù),，以上數(shù)據(jù)分別來自WMS,、ArcIMS等數(shù)據(jù)源，可為地質(zhì)災(zāi)害防治管理,、決策提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù),，圖3為加載了災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)圖的系統(tǒng)運行界面。

    (2)災(zāi)害數(shù)據(jù)管理模塊,。主要針對達(dá)州市1 781處地質(zhì)災(zāi)害隱患點及9處重點防御監(jiān)測點,建立其屬性信息數(shù)據(jù)表[6]并與地理信息相關(guān)聯(lián),，實現(xiàn)在三維視圖中的查詢、編輯,。其中,，災(zāi)害點管理包括空間信息管理、屬性信息管理,、群測群防信息管理和“地質(zhì)災(zāi)害主要危險點防御預(yù)案表”的錄入,、查詢以及備份。監(jiān)測點管理內(nèi)容包括監(jiān)測點空間信息,、屬性信息和監(jiān)測設(shè)備信息(每個監(jiān)測點安裝有一臺雨量計,、一臺裂縫位移測量儀和兩部視頻監(jiān)控紅外攝像機(jī))等。
　(3)信息瀏覽查詢模塊,。用戶可以在三維視圖上通過點選相應(yīng)的災(zāi)害點或監(jiān)測點進(jìn)行信息查詢,也可以通過關(guān)鍵字查詢定位地標(biāo)信息以及災(zāi)害信息,。同時，可以查看監(jiān)測儀器的實時和歷史數(shù)據(jù),。雨量計監(jiān)測數(shù)據(jù)分別以日降雨量和小時降雨量為單位統(tǒng)計為柱狀圖；裂縫位移測量儀監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示為曲線圖,；監(jiān)控視頻查看窗口能夠顯示監(jiān)測點的實時圖像,，這樣即使是在中心機(jī)房也能全面系統(tǒng)地了解各個災(zāi)害點和監(jiān)控點的詳細(xì)情況。
　(4) 短信報警模塊,。通過移動MAS服務(wù)器,，系統(tǒng)使用者可以以手動方式發(fā)送目標(biāo)短信內(nèi)容至目標(biāo)聯(lián)系人,，同時，短信自動報警模塊會將實時監(jiān)測預(yù)警數(shù)據(jù)通過短信方式及時有效地發(fā)送到預(yù)先設(shè)置的職能部門領(lǐng)導(dǎo)及辦事人員的手機(jī)終端上,，以提高報警的精確度和及時性,。
　(5) 用戶身份權(quán)限認(rèn)證模塊。包括權(quán)限認(rèn)證和用戶管理兩個部分,。用戶需要登錄才可以使用該系統(tǒng),，各個功能模塊也需要登錄后才可用。已登錄用戶可以添加,、刪除,、編輯和設(shè)置其屬性信息。
2.4 監(jiān)測數(shù)據(jù)與三維地理信息系統(tǒng)集成
　裂縫位移測量儀和雨量計在前端采集到的數(shù)據(jù)通過GSM網(wǎng)絡(luò)發(fā)回到監(jiān)測中心服務(wù)器,，監(jiān)測中心服務(wù)器采用PostgreSQL數(shù)據(jù)庫存儲全部監(jiān)測數(shù)據(jù),。當(dāng)系統(tǒng)客戶端要查看監(jiān)測信息時，則向系統(tǒng)服務(wù)器端請求統(tǒng)計圖表頁面,，服務(wù)器端使用Npgsql庫遠(yuǎn)程連接訪問監(jiān)測數(shù)據(jù)庫,，并查詢相應(yīng)監(jiān)測信息進(jìn)行統(tǒng)計和顯示。這樣為多來源監(jiān)測數(shù)據(jù)的新增,、更新,、刪除提供了便捷的方法和接口。
　監(jiān)控視頻圖像通過專用光纖傳輸至視頻中心服務(wù)器,，三維地理信息系統(tǒng)客戶端通過向服務(wù)器端請求,，調(diào)用視頻設(shè)備控件，則可查看到實時監(jiān)控圖像,。
2.5 系統(tǒng)實現(xiàn)
　基于網(wǎng)絡(luò)三維地理信息系統(tǒng)和MAS的達(dá)州地質(zhì)災(zāi)害遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)對達(dá)州市1:10 000航拍影像圖,、達(dá)州市地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)分區(qū)圖、達(dá)州市地質(zhì)災(zāi)害防治分區(qū)圖進(jìn)行分析與處理,，實現(xiàn)了該地區(qū)的三維可視化,。在此基礎(chǔ)上建立災(zāi)害點監(jiān)測點屬性數(shù)據(jù)庫，可以對所有地質(zhì)災(zāi)害隱患點進(jìn)行屬性信息查詢和編輯,，同時結(jié)合監(jiān)測儀器和監(jiān)控設(shè)備實現(xiàn)監(jiān)測點的遠(yuǎn)程實時監(jiān)控預(yù)警,。圖 3是系統(tǒng)運行的主界面，圖 4為監(jiān)測點實時雨量,、位移監(jiān)測數(shù)據(jù)及監(jiān)控視頻的查看界面,。

3 MAS功能和短信預(yù)警
   短信報警根據(jù)用戶預(yù)先設(shè)定的不同級別（按照地質(zhì)災(zāi)害危險程度分為橙色、紅色,、黃色,、綠色、藍(lán)色5個等級）的報警閾值，系統(tǒng)提供Windows服務(wù)對監(jiān)測數(shù)據(jù)庫進(jìn)行實時查詢和分析,，一旦監(jiān)測數(shù)據(jù)通過報警模型計算,，達(dá)到對應(yīng)的報警閾值，即通過中國移動MAS服務(wù)器發(fā)送實時危險情況到相關(guān)負(fù)責(zé)人的手機(jī)終端,，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測預(yù)警,。短信自動報警運行流程圖如圖5所示。

　如圖5所示,，短信自動報警運行流程可以劃分6個步驟：①用戶分等級,、分設(shè)備設(shè)置報警閾值及相關(guān)責(zé)任聯(lián)系人；②創(chuàng)建Timer對象,，從配置文件讀取報警運行時間間隔并創(chuàng)建報警器控件（需要報警的設(shè)備,、報警級別、報警閾值,、報警聯(lián)系人）,；③獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)庫中的最新數(shù)據(jù)，并判斷前次報警后是否還有新數(shù)據(jù),，如果有新數(shù)據(jù)則進(jìn)入下一流程,；否則結(jié)束此次報警進(jìn)入下一次報警邏輯；④進(jìn)行報警計算,，計算模型包括雨量和位移,，如果計算結(jié)果超過報警閾值則進(jìn)入下一流程；否則進(jìn)入下一報警邏輯,； ⑤通過MAS短信服務(wù)器把報警短信發(fā)送至相關(guān)責(zé)任人,，寫發(fā)送記錄到數(shù)據(jù)庫；⑥進(jìn)入下一次報警邏輯階段,，當(dāng)時間間隔到達(dá)用戶設(shè)定的報警邏輯時間間隔,，則進(jìn)入流程③）。
　達(dá)州市地質(zhì)災(zāi)害遠(yuǎn)程監(jiān)控預(yù)警三維地理信息系統(tǒng),，是基于基礎(chǔ)地理信息,、地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)庫、監(jiān)測設(shè)備信息,、監(jiān)測數(shù)據(jù)庫等數(shù)據(jù)庫及短信平臺,，并結(jié)合三維地理信息技術(shù)和地質(zhì)災(zāi)害專業(yè)監(jiān)測技術(shù)實現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)。
　系統(tǒng)運行于Internet互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,，系統(tǒng)的建立和使用提高了達(dá)州市區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害防治,、監(jiān)測、預(yù)警技術(shù)水平,，在2009年夏季的汛期防治工作中起到了重要作用,。本系統(tǒng)對我國地質(zhì)災(zāi)害防治信息化建設(shè)具有一定的示范價值和現(xiàn)實意義,。
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