地图及位置服务在地质灾害管理中的应用研究

[摘要] 福建省地质灾害预警信息系统是一个基于“天地图”在线地图服务的地质灾害预警平台，该文结合该项目的开展，总结了地图服务及位置服务在地质灾害预警管理中的应用方式，提出了地图及位置服务在地质灾害管理中以及相关领域中的应用思路。

[关键词] 地图服务 天地图 位置服务 地质灾害

0 引言

福建省由于受到多山、多台风等复杂自然因素的影响，全省地质灾害分布点多面广[1]。我省出台了《福建省“十二五”防灾减灾专项规划》，规划要求，持续开展县（市、区）地质灾害调查，查清地质灾害隐患情况，进一步评估地质灾害易发区成灾风险，修编省、市、县地质灾害防治规划；不断完善村（居）汛期地质灾害防御和群众转移预案，强化基层地质灾害应急能力建设，建成规模适度、装备齐全、训练有素的地质灾害专业技术支撑队伍；进一步完善地质灾害综合管理信息与预警预报系统，推进省、市、县、乡四级地质灾害防治管理数据集成，形成“一张图、一体化” [2]。

目前，传统的地质灾害监测方法明显存在着不足：一是数据采集主要由人工完成，周期长，需要人员多，上报慢；二是数据采集没有基于一个完整权威的地理信息数据，每次采集还需重新测图；三是没有将各种监测方法的数据采集、传输、处理与分析组成一个完整的系统[3]。因此,常规监测方法无法对地质灾害实施连续、实时、动态的监测,不能满足自动化的要求。而地理信息服务、卫星定位技术、移动通信技术、互联网等技术的发展为地质灾害信息的管理提供了一条新的解决途径。因此，我们可以充分利用这些新技术实现灾情数据的快速采集、传输和管理，为各级领导和专家提供远程会商、应急指挥和决策支持等信息服务[4-5]。

福建省地质灾害预警与管理信息系统是基于“天地图”的在线地图服务，为福建省国土资源厅提供基于位置服务的地质灾害信息采集、预警、监控、统计和的地质灾害应急管理平台。

1 地图及位置服务概述

在福建省地质灾害预警信息系统建设中，地图和位置服务是地质灾害管理的地理空间基础，地图和位置服务解决了地质灾害点在采集和监控过程中空间分布管理的问题，是地质灾害数据形成“一张图、一体化”的数据和技术基础。

1.1 在线地图服务

为了解决Web地图服务互操作的困难，实现互操作接口机制的开放性和标准性，作为全球最主要的地理信息互操作规范的制订者和提倡者，OGC开发了一系列基于公共接口、编码和模式的Web地图方法。如基于Web地图服务的互操作规范WMS，基于Web要素服务的互操作规范WFS，基于Web层服务的互操作规范WCS等。

“天地图”是我国测绘部门提供地理信息公共服务的主要运行形态与手段， “天地图”基于OGC标准集成了多种类多尺度的基础地理信息资源。“天地图?福建”是“天地图”在福建的省级节点。“天地图?福建”提供了地图数据服务和地图功能服务。数据提供了满足OGC标准的WMS服务、WMTS服务、WFS服务和WFS-G服务等数据，所有的服务都采用GCS-2000的地心坐标系。其中WFS服务、WMS服务主要涉及道路、水系等要素类型，WFS-G服务为全省的地名地址服务，WMTS服务提供矢量、影像和晕渲三种类型的服务。地图功能服务都以Web Service方式提供。在本系统中，“天地图?福建”为灾点采集子系统、灾害监控子系统提供了矢量和影像电子地图瓦片服务。以上服务的内容通过地图API可以直接调用。

1.2 位置服务

位置服务 (Location Based Service，LBS)是建立在定位基础上的服务。LBS 是卫星导航技术、GIS 技术和无线通信网络技术等相集成的产物, 它实现了互联网与各类定位终端之间点对点、端对端的互动应用, LBS定义了未来地理空间信息(含定位信息) 移动服务的蓝图, 即当用户与现实世界的一个模型交互时, 在不同时间、不同地点, 这个模型会动态地向不同用户提供不同的基于位置的信息服务[6-7]。

位置服务中心负责灾点采集子系统的移动终端与地灾监控子系统之间通讯，解析移动终端发出的信息并支持监控子系统管理移动终端设备。位置服务中心由信息通讯、数据管理、运维管理等模块构成。其中，信息通讯模块，实现通讯报文接收、解析、分发等工作；数据管理模块，实现海量、高并发定位数据的存储管理，并提供快速查询检索等功能；运维管理模块，实现用户和终端注册、审核以及移动终端系统的运行许可，为“位置服务中心”的扩展应用提供统一的运行维护接口[8]，如图1所示。

2 系统总体架构

福建省地质灾害预警信息系统融合了包括GIS、Flex、Web2.0技术、数据库技术等多种技术，构建三层结构SOA应用模式。系统分为三个层次：数据层、服务层、应用层。逻辑上包括灾点采集子系统和地灾监控子系统，如图2所示。

数据层：包含灾害专题数据和基础地理数据。灾害专题数据具体包含：灾害点数据、群测群防数据、其他专题数据；基础地理数据具体包含：电子地图数据、实体数据等。其中灾害点数据由位置服务中心解析存储，电子地图数据和实体数据由天地图?福建以服务方式在线提供。

服务层：包含位置服务以及“天地图”在线地图服务。位置服务负责将灾点采集子系统数据接收、解析，并向地灾监控系统转发；在线地图服务提供符合OGC标准的矢量电子地图、影像电子地图和地图操作分析等功能服务。

应用层：包括灾点采集子系统和地灾监控子系统。灾点采集子系统通过GPS或手机基站采集位置信息，根据实地调查情况采集属性和其它附属信息，通过无线或有线网络将数据传输到位置服务中心，解析后转发至地灾监控子系统。地灾监控子系统的数据库服务器和应用服务器对数据进行存储、处理、查询和分析等（如图2所示）。

3 系统设计实现

系统功能的实现过程主要体现在服务层和应用层之间的交互。从服务层的角度出发，问题集中体现在如何将地理信息和位置信息进行从而为应用服务。从应用层的角度出发，问题集中在如何降低系统建设成本，以最小的代价和最便捷的方式获取可利用的地理信息资源。