基于GIS的人防系统与交通战备辅助系统应用研究

摘　要：该系统主要是以图形、图像为基础，在城市平面图上管理城市人防的各种工程信息；将空间数据与属性数据相结合，使系统操作更加方便、管理能力增强。以计算机网络、GIS、空间数据库等技术为支持工具，从空间数据的可视化浏览、信息的查询定位、数据的统计计算、图表的自动制作输出及图形的打印等方面进行研究开发，使人防工程信息的管理、分析、决策与地理空间信息融为一体，为人防办提供一个技术先进、经济实用、操作简单的数字人防系统，以提高其管理水平和工作效率。

关键词：空间数据 ; GIS ; 数据计算
0 引言
   人防工程也称人防工事，是指为保障战时人员与物资掩蔽、人民防空指挥、医疗救护而单独修建的地下防护建筑，以及结合地面建筑修建的战时可用于防空的地下室。随着数字技术与地球空间信息科学的不断发展。在现代化城市建设中，已开始广泛应用地理信息系统（GIS）技术处理空间数据及其有关各种城市信息的管理模式，这种高新技术的应用对现代化城市的总体规划、合理布局、综合平衡、科学决策等起着重要作用。鉴于此，开发基于GIS的人防工程信息管理系统是很有必要的。以城市地理信息为基础，运用计算机技术对人防工程信息进行管理。不仅适应了人防建设信息化、正规化的要求；同时也适应了现代高技术战争的要求，达到快速反应，符合战时指挥自动化的要求。
    1. 系统总体设计
    1.1系统实现的技术路线
    根据人民防空管理信息系统建设的实际需求，综合运用GIS技术、组件技术、数据库技术、网络技术等实现基于网络的人防工程数据管理与服务系统。系统建设主要采用以下技术路线：1)系统采用C/S(客户端/服务器)架构。客户端软件在微软.net平台下,运用ESRI公司的ArcGIS Engine9.0组件进行开发。
    数据库采用大型关系型数据库Oracle 管理。通过ArcSDE空间数据库引擎对空间数据及属性数据进行管理,空间数据以Geodatabase的形式存放于服务器上。非空间数据以普通2维表的形式存储在其他数据库表空间中以方便维护与管理。3)建立竣工测量机制,研制开发数据维护、更新模块,实行基础地形数据和专题数据的维护与更新,保障系统数据的现势性。
   1.2 系统数据库结构设计 ?
空间分析的基础是数据库，从数据库中获取相关的属性信息，利用分析模型实现空间分析功能。因此，必须设计合理的人防工程数据库结构。人防工程数据库的设计主要从两个方面进行考虑。1)要便于数据的组织、管理和应用, 既要满足市人防办管理部门的需要, 又要满足区一级建设、管理部门的应用需求；要便于人防工程空间分析模型的建立与实现, 因为空间分析模型的建立与实现依赖于空间数据结构。
   2. 数据的处理与管理
   2.1系统数据体系
    城市人防工程数据量大、类型多，从数据原始属性来看，系统所需数据包括空间数据、属性数据及多媒体数据等。其中，空间数据可进一步分为基础地理空间数据和人防工程专题数据。基础地理空间数据是系统进行空间地理定位的基础，主要用于人防工程数据的空间定位及基础地理环境信息的显示，包括行政区划、道路、水系、基本注记及有关的社会经济要素。专题数据则是为了满足城市人民防空管理工作需要的专业信息。
    人防工程专题数据按照实际数据组织形式可分为4类，即规划修建的人防工程、正常使用的人防工程、待报废的人防工程和已报废的人防工程。按照空间形态可分为点状人防工程( 如防空警报器) 和面装人防工程(如防空地下室)两大类。对于每一类人防工程分别定义相应的出入口和通气孔等数据图层。人防工程的属性数据主要有工程建设单位、建设时间、管理单位、建筑面积、工程结构形式、埋深、工程战时用途、工程类型、防核能力、设计年限和报废时间等。
   2.2 数据的采集与管理
   贵州某人防办存储着全市人防工程的各类数据，其中早期的数据大多以纸质的形式存储，随着近年来计算机应用技术的普及，现在竣工的大部分工程项目的设计由计算机辅助完成，部分工程保持有相应的电子文档，这些文档大多以AutoCAD的dwg文件存储，并存储有空间坐标。对于纸质图纸可以1：2 000，1：500基本地形图为基础，通过实地修测后，以扫描数字化的方法转换成电子文档，并通过数据转换、数据拼接、数据检查等环节后，存储于Oracle数据库中。对于AutoCAD等电子文档，则只需通过数据转换、坐标转换、数据拼接、数据检查等环节后导入数据库中。
   3. 系统功能设计
   3.1系统用户管理
   对用户使用权限进行管理。根据系统的需要可灵活设置不同的用户角色，各角色可灵活地分配不同的用户权限。此外，还设计有申请功能，当用户感到自己功能不够时可以向系统管理员进行网上申请。
   3.2系统数据管理
   包括以下几个模块:
   1)数据检查：对拟入库以及已入库的数据给出检查报告及处理办法，确保整个系统数据使用的准确性和稳定性。
   2)数据录入：包括对系统各类专题数据库的添加、编辑修改等操作，便于对数据库实时进行更新与维护。
   3)专题数据编码：通过给各类专题数据赋相互间嵌套的编码值，实现拓扑结构的自动挂接。
   3.3图层管理：
   实现对各图层数据的显示控制、叠加顺序控制、显示颜色、模式设置、显示比例尺控制等功能。
   3.4日常浏览查询
   包括下列功能模块:
   1)视图操作：包括图形的缩放、平移、视图回溯等功能。
   2)快速定位：包括依据图号、坐标、道路名、道路交叉口、地名等
   多种方式查询定位功能。
   3)图形、属性间双向查询：实现从图形到属性, 从属性到图形的双向的、可视
   的互动。
   4)条件查询：提供多字段组合条件查询, 以及SQL语句的查询。
   5)多媒体信息查询：对各专题数据的多媒体信息进行热链接, 实现多媒
   体信息的显示浏览。
   3.5统计计算
   对各类人防工程依据空间分布(如各行政区、街道、社区等)和工程属性分类(如战时用途、工程类型、防核类型等)进行分类统计计算, 生成专题统计报表和各类统计专题图,并对各类统计结果进行综合比较生成直方图、饼图、折线图等统计图表,同时将统计结果打印输出或生成交换文件输出。系统对统计计算设计了灵活的接口，用户可以对统计项进行灵活的定制，以满足不同类别统计的需求。
   3.6空间分析
   1)警报器的覆盖范围和新建警报器的选址分析在图面上根据不同的警报器类型和功率标识出相应的覆盖范围，找出警报器覆盖的盲区，辅助新建警报器的选址。
   2)缓冲区分析：选择要素，这个要素可以是点 、线或面，根据指定的缓冲区范围生成缓冲区，可对缓冲区内的各类专题信息进行分析比较。
   3)断面分析：可以显示任意一点人防工程空间上的相对位置关系，如可标识出工程的断面情况、地面埋深等信息。
   4)最优路径分析：可分析出从某一点到另一点的最短或最优路径，制定最佳的人员疏散方案。
   5)人防工程载负量分析：通过叠加人口信息、城市功能分区、行政区划等信息，分析人均人防工程的占有量和人防工程的空间分布密度，掌握人防工程的载负量，辅助人防工程规划与建设。
   3.7人防工程管理
   包括人防工程规划管理、新建人防工程管理、在用人防工程管理、在建人防工程管理和报废人防工程管理等。
   3.8应急预案
   辅助制定应急预案，通过对人口分布密度、人防设施分布状况等信息进行分析，给出人员疏散路径和位置，并在计算机屏幕上进行模拟显示。
   3.9成果输出
   系统成果包括各类统计计算指标和专题数据。为方便用户，系统内置了若干标准图、表以供输出。同时，系统支持Word，AutoCAD等格式文档的输出。为了防止大范围数据导出导致的数据泄密，系统对导出的计算指标进行了权限控制，对图形数据的导出限定了导出范围，并做了日志记录。
   4 结束语：
   城市人防工程信息管理系统的开发，是适应当前信息社会中管理现代化、城市信息化的需要，对于办公一体化，提高工作效率具有推动作用；同时，需要随着政府网络建设的发展进一步的深入和完善。
   参考文献:
   [1]、修文群)地理信息系统GIS数字化城市建设指南北京: 北京希望出版社,2001.
   [2]、王风山,周先华,朱万红,等.基于GIS的人防工程信息管理系统的设计与实现[ J]. 解放军理工大学学报(自然科学版),2004,5(10):74-78.
   [3]、陈述彭.地理信息系统导论北京:科学出版社1999
   [4]、吴功和,蔡中祥,刘建忠.国防工程地理信息系统设计与实现东北测绘,2002
   作者简介：黎玉成 (1980-) 男 贵州余庆人，现为贵州省新技术研究所技术研发部工程师   研究方向：主要从事嵌入式系统的应用研究与软件开发。
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