Investigación y desarrollo del sistema de información geográfica sobre hundimiento del suelo de Shanghai basado en la plataforma WebGIS

Zhuang Yibing, Yu Biao y Liu Ying

(Instituto de Estudios Geológicos de Shanghai, Shanghai 200072)

Resumen: Este artículo explica el establecimiento de la geografía de hundimiento del suelo en Shanghai Se resumen los antecedentes, proceso y principales medios técnicos adoptados del sistema de información y se introducen las funciones que debe tener el sistema, proporcionando una referencia para zonas donde aún no se han realizado trabajos de informatización de hundimientos del terreno.

Palabras clave: hundimiento del terreno; WebGIS; ciudad de Shanghai

1 Introducción

Desde la década de 1960, para controlar el hundimiento del terreno en Shanghai, la ciudad de Shanghai ha comenzado a Se ha implementado sistemáticamente un monitoreo de hundimiento de la tierra y se han acumulado más de 40 años de datos de monitoreo dinámico sobre hundimiento de la tierra y aguas subterráneas. Para gestionar eficazmente estos datos masivos, en 1997 se desarrolló y estableció un "sistema de información de hundimiento del terreno" unificado basado en Visual Basic, que inicialmente realizaba funciones como gestión de datos, análisis y predicción de hundimiento del terreno. Debido a que es una versión de un solo usuario, varios usuarios deben instalar un sistema y mantener diferentes versiones de bases de datos, lo que a menudo resulta en inconsistencias de datos, actualizaciones de datos inoportunas y falta de funciones de análisis y consultas geoespaciales. En vista de las deficiencias anteriores, actualizamos y desarrollamos el sistema. En la última etapa de desarrollo, trasplantamos el sistema a WebGIS para realizar funciones WebGIS y estandarizar y unificar la estructura de la base de datos. Esto crea condiciones favorables para futuras investigaciones diarias sobre el hundimiento de la tierra, la publicación periódica de información y la evaluación científica de los recursos de aguas subterráneas.

2 Tecnología de servicio WebGIS

El servicio WebGIS (servicio web) es una aplicación modular autónoma (autocontenida) y autodescriptiva (autodescriptiva) que puede ser Internet Se utiliza para publicar, posicionar y llamar. En comparación con el SIG tradicional de escritorio o basado en LAN, WebGIS tiene las siguientes ventajas:

Verdadero intercambio de información: WebGIS puede publicar información a través de un navegador general, lo que lo convierte no solo en profesionales. Además, los usuarios comunes pueden obtener fácilmente el Además, debido al rápido desarrollo de Internet, los servicios web están penetrando en miles de hogares. Los usuarios de Internet en cualquier sitio WWW en todo el mundo pueden obtener los servicios proporcionados por el servidor WebGIS, lo que realmente se dio cuenta de la popularización de SIG.

Independencia de la plataforma: no importa qué tipo de máquina sea el servidor/cliente, no importa qué software SIG se utilice en el servidor WebGIS, los usuarios pueden acceder de forma transparente a los datos WebGIS gracias al uso de un navegador web universal. La combinación dinámica de componentes distribuidos y el procesamiento y análisis colaborativo de datos espaciales se realizan en la máquina local o en un servidor para lograr el máximo intercambio de datos heterogéneos remotos.

Menores costos de desarrollo y gestión de aplicaciones: el SIG ordinario requiere un costoso software SIG profesional en cada cliente, y los usuarios a menudo solo utilizan algunas de las funciones más básicas, lo que en realidad resulta en un desperdicio extremadamente grande. WebGIS generalmente solo necesita usar un navegador web (a veces con algunos complementos) en el lado del cliente, y su costo de software es obviamente mucho menor que el de un conjunto completo de SIG profesional. Además, no se puede ignorar el ahorro de mantenimiento debido a la sencillez del cliente.

Operación más simple: para promover ampliamente los SIG y hacer que el sistema SIG sea aceptable para la mayoría de los usuarios comunes, en lugar de limitarse a unos pocos usuarios profesionales con capacitación profesional, se deben reducir los requisitos para la operación del sistema. Un navegador web de uso general es sin duda la mejor opción para reducir la complejidad operativa.

Gran espacio para la expansión: Los estándares basados ​​en la tecnología de Internet son abiertos y no propietarios. Fueron desarrollados para Internet a través de las organizaciones de estandarización IETF y W3C, lo que ofrece un gran potencial para una mayor expansión de WebGIS. Space facilita que WebGIS se integre perfectamente con otros servicios de información en la Web para crear aplicaciones SIG específicas con funciones ricas.

Equilibrar la carga informática eficiente: el SIG tradicional utiliza principalmente una estructura de servidor de archivos para el procesamiento, y sus capacidades de procesamiento dependen completamente del cliente, lo que resulta en una baja eficiencia. Algunos de los WebGIS avanzados de hoy en día pueden hacer un uso completo de los recursos de la red y entregar el procesamiento básico y global al servidor, mientras que el cliente completa directamente operaciones simples con pequeñas cantidades de datos.

Este modelo informático puede buscar de manera flexible y eficiente una distribución razonable de la carga informática y la carga de tráfico de red en el servidor y el cliente, y es un modelo de optimización ideal.

3 Proceso de desarrollo y selección de plataforma del sistema

MapGIS-IMS (Internet Map Server) es una nueva generación de solución SIG distribuida basada en Internet lanzada por Zhongdi Software. Para los usuarios finales, proporciona una forma más rápida y económica de obtener información geográfica; para los usuarios avanzados, también proporciona herramientas de administración más completas para crear sitios escalables y eficientes. MapGIS-IMS sigue los estándares SIG, utiliza tecnología de software SIG distribuido, se basa en Internet y utiliza una arquitectura multicapa y el uso integral de varias tecnologías de objetos distribuidos (CORBA, DCOM, JAVA) para proporcionar una manera rápida de crear y publicar información cartográfica.

IMS proporciona una serie de módulos COM que incluyen visualización, gestión de proyectos, gestión del espacio de trabajo, funciones de análisis, etc., y utiliza la tecnología Active Server Pages (ASP) de Microsoft para crear aplicaciones SIG enriquecidas. A través de lenguajes de programación como JavaScript y VBScript, los usuarios pueden personalizar páginas WEB y crear interfaces de usuario personalizadas a través de productos como FrontPage y Visual InterDev. Los programas de script se pueden ejecutar en el lado del navegador o en el lado del servidor a través de un servidor de aplicaciones estándar (como ASP).

Por lo tanto, este sistema utiliza MapGIS-IMS como plataforma GIS de red para el desarrollo del sistema, utiliza el entorno de desarrollo Visual Studio.NET2003 para desarrollar cada módulo y función, y llama al módulo central MapGIS-IMS para realizar el monitoreo. instalaciones, Visualización de consultas de líneas y superficies y consulta mutua de gráficos y atributos. Puede consultar atributos del mapa, coordenadas geográficas, ubicación y otra información. Los datos de atributos explorados incluyen no sólo valores numéricos, sino también propiedades no numéricas, como imágenes, mapas, imágenes dinámicas y otros atributos multimedia.

El proceso de desarrollo del sistema incluye varios aspectos, como el establecimiento de objetivos del sistema, el diseño del sistema, el desarrollo del sistema, la depuración y el mantenimiento del sistema y la evaluación del sistema. Entre ellos, el diseño del sistema es la parte central del proceso de implementación del sistema, que incluye el diseño de la función del sistema, el diseño de la base de datos, el desarrollo y el diseño del módulo de aplicación, mientras que la parte de desarrollo del sistema es la etapa práctica de la implementación del sistema, incluido el desarrollo de submódulos y programas; depuración, integración y varias etapas de operación. Por lo tanto, el proceso de construcción del sistema es el proceso de combinar orgánicamente los objetivos de la aplicación del sistema, diversa información de datos, procesos comerciales y diversos software y hardware para formar un todo unificado.

4 Tecnologías clave para el desarrollo del sistema

4.1 Tecnología de integración perfecta de datos de múltiples fuentes

Además de proporcionar datos temáticos sobre el hundimiento del terreno en Shanghai, este sistema también proporciona los datos de mapas de 1:250.000 de la ciudad y los datos de mapas de 1:50.000 de la ciudad central se integran perfectamente y se muestran con dos escalas diferentes y datos espaciales de diferentes fuentes.

4.2 Gestionar y mantener eficazmente datos básicos y datos profesionales de hundimiento del terreno.

Se puede proporcionar importación y mantenimiento remotos de diversos datos profesionales de hundimiento del terreno para facilitar a los usuarios de campo importar datos de medición al sistema. de manera oportuna, lo que juega un papel clave en la rápida actualización de datos en todo el sistema. Los administradores del sistema pueden cambiar el estado de publicación de los datos de la plataforma de servicio configurando los resultados de la investigación de hundimiento del terreno correspondientes en el lado del servidor, lo que ahorra en gran medida los costos de mantenimiento del sistema y cumple con los requisitos para el mantenimiento de los datos de hundimiento del terreno.

4.3 Arquitectura estable de 3 niveles

De acuerdo con los requisitos del sistema y los principios de ingeniería de software, este sistema adopta la arquitectura B/S y se basa en la plataforma MapGIS-IMS. Se implementa a través del navegador WWW. Una parte muy pequeña de la lógica de transacción se implementa en el front-end (Navegador), pero la lógica de transacción principal se implementa en el servidor (Servidor), formando una arquitectura de tres niveles.

El diagrama de estructura de red de todo el sistema es el siguiente:

Actas de resultados del estudio geológico en el este de China: 1999~2005

5 Funciones principales del sistema

El sistema completo consta de cinco módulos funcionales: módulo de información básica, módulo de consulta integral, módulo de análisis integral, módulo de gestión de datos y módulo de gestión del sistema.

Cubre aproximadamente los siguientes aspectos:

5.1 Funciones de gestión de datos y permisos

La gestión de datos incluye el mantenimiento y la importación de datos, que realiza el mantenimiento remoto de datos temáticos y la importación flexible de datos de atributos. , mantenimiento y descarga de datos estadísticos, así como el mantenimiento y gestión de diversos datos espaciales. La gestión de permisos permite a varios usuarios controlar los datos y funciones correspondientes. Se pueden controlar los permisos de datos importantes en los campos.

El sistema recopila datos de información principal que afectan el hundimiento de la tierra de Shanghai, incluido el consumo de agua de riego subterráneo de Shanghai, el nivel del agua subterránea, la deformación del suelo, la presión del agua de los poros del suelo de los cimientos y los datos de monitoreo de elevación del punto del nivel del suelo. El sistema gestiona las instalaciones de seguimiento y los datos de seguimiento, incluida la adición y modificación de instalaciones de seguimiento y la importación y modificación de datos de seguimiento. Para facilitar la gestión unificada y el uso flexible de los datos, el mapa base geográfico correspondiente y los puntos de seguimiento están configurados para que lo que los usuarios ven en el mapa base geográfico sea lo que obtienen.

5.2 Función de análisis de consulta espacial

Combine orgánicamente datos de hundimiento del terreno y resultados de investigaciones anteriores, administre dinámicamente los datos y establezca una entrada, modificación, consulta y recuperación, estadísticas e impresión eficientes y convenientes. . Al mismo tiempo, realiza consultas espaciales de varias maneras, como rectángulo, círculo, polígono, etc. Consulta el volumen de agua, el nivel del agua y la deformación desde tres aspectos: tiempo, área y nivel de contenido de agua. Analice los resultados de la consulta y dibuje gráficos de curvas según las necesidades del usuario. Los gráficos se pueden descargar y los usuarios pueden editarlos y modificarlos usando Word después de descargarlos.

Los usuarios pueden consultar y recopilar estadísticas sobre las instalaciones de monitoreo a través de operaciones de red WebGIS, como dibujar círculos, polígonos y hacer clic. La siguiente figura muestra que el usuario desea obtener el valor máximo, el valor mínimo y el valor promedio de las instalaciones dentro de un rango determinado dentro de un período de tiempo determinado.

Actas de los resultados del estudio geológico en el este de China: 1999~2005

5.3 Función de publicación e intercambio de información

El sistema utiliza MapGIS-IMS para establecer un sitio WebGIS Internet proporciona diversos datos profesionales y servicios de aplicaciones, y tiene la función de integración de datos de múltiples fuentes. Los usuarios pueden obtener los datos de monitoreo de hundimiento del terreno deseados a través de las herramientas de navegación de IE y realizar los análisis profesionales correspondientes. A través de este sistema, los últimos resultados del monitoreo, análisis e investigación del hundimiento del terreno en Shanghai pueden proporcionarse a la sociedad de la manera más conveniente y rápida para servir a la construcción económica regional.

Recopilación de resultados de estudios geológicos en el este de China: 1999~2005

6 Conclusión

Después de varios esfuerzos, se ha construido una superficie terrestre de Shanghai basada en la plataforma WebGIS. SIG de hundimiento inicialmente construido. Aunque el sistema encontró algunas dificultades durante su implementación, se cree que su establecimiento ha sentado una buena base para el trabajo de informatización de la prevención y el control de hundimientos de terrenos en Shanghai.

Referencias

[1] Wu Xincai. Manual de referencia del sistema de información geográfica WebGIS Wuhan: Universidad de Geociencias de China, 2001

[2] Zhuo Yong Geographic. Foro de sistemas de información, 2005

[3] Qian Zhenguo. Diseño y aplicación de WebGIS distribuido basado en servicios web. Instituto de Aplicaciones de Teledetección, Academia de Ciencias de China 2004

Estudio y. Desarrollo del sistema de información geográfica para el hundimiento del terreno en Shanghai basado en la plataforma WebGIS

Zhuang Yibing,Yu Biao,Liu Ying

(Instituto de Estudios Geológicos de Shanghai, Shanghai 200072)

Resumen: Este artículo elabora los antecedentes, el proceso y el método técnico utilizado del sistema de información geográfica establecido en Shanghai e introduce de forma resumida la función que debería tener el sistema. Esto puede proporcionar la referencia para el área que no lo es. Todavía no se ha puesto en marcha el sistema de información geográfica.

Palabras clave: hundimiento del terreno WebGIS;