CN108804086B - 一种城镇地质灾害数字化管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种城镇地质灾害数字化管理系统，具体的构建方法为：(1)构建Statistics命名空间和Statistics类；(2)在Statistics命名空间中设置空间分析接口；(3)设置HumanRecord和BearRecord两个类来辅助空间分析接口完成数据的统计；(4)在Statistics命名空间中构建Istatistaic类，并在Istatistaic类中设置三大统计接口；(5)对统计后导出的数据进行可视化处理，并通过封装IPieChart、IColumChart两个接口来实现对数据的可视化处理操作。本发明提供一种城镇地质灾害数字化管理系统，大大提高了对小范围地质灾害的统计效果，可以实现指定区域的专项参数的快速统计和处理，使得统计拥有更高的针对性，更好的适应了当今社会的需求，还能够在地质灾害发生后迅速的完成对相关参数的统计与评估，从而为相关的决策提供重要的依据。
Description
技术领域
本发明涉及地质灾害减灾管理领域，具体是指一种城镇地质灾害数字化管理系统。
背景技术
从广义上讲，不良地质现象通常叫做地质灾害，是指自然地质作用和人类活动造成的恶化地质环境，降低了环境质量，直接或间接危害人类安全，并给社会和经济建设造成损失的地质事件。地质灾害是指，在自然或者人为因素的作用下形成的，对人类生命财产、环境造成破坏和损失的地质作用(现象)。如崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、地面沉降、地面塌陷、岩爆、坑道突水、突泥、突瓦斯、煤层自燃、黄土湿陷、岩土膨胀、砂土液化，土地冻融、水土流失、土地沙漠化及沼泽化、土壤盐碱化，以及地震、火山、地热害等。地质灾害在时间和空间上的分布变化规律，既受制于自然环境，又与人类活动有关，往往是人类与自然界相互作用的结果。
根据2003年11月19日国务院颁发的《地质灾害防治条例》(中华人民共和国国务院令第394号)规定，地质灾害，通常指由于地质作用引起的人民生命财产损失的灾害。地质灾害可划分为30多种类型；其中，由降雨、融雪、地震等因素诱发的称为自然地质灾害，由工程开挖、堆载、爆破、弃土等引发的称为人为地质灾害。常见的地质灾害主要指危害人民生命和财产安全的崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等六种与地质作用有关的灾害。
建立地质灾害数据库以及相关的管理系统，是一项关系国计民生的重要措施，可以更好的对地质灾害的隐患点进行统计，并对相关数据进行储存与计算。而目前各省市国土资源厅主要使用的是地质灾害数据库系统管理系统，能实现对全省地质灾害隐患点信息的查询、上报、更新及监测等功能，但就城镇地质灾害而言，这类系统也存在较多的缺陷。一方面是系统功能主要以查询、填报及管理为主，主要针对大区域尺度的地质灾害面上管理，其管理对象是地质灾害本身的特征，对城镇这类受威胁对象多元化的承灾体而言不具有针对性；另一方面，现有的数据库管理系统只能统计某个地质灾害威胁到多少人和多少财产，实际上地质灾害发生并不是对所有影响区内的人或财产造成破坏的，因此这种统计过于笼统，且无法实现任意区域内地质灾害威胁对象的实时查询与统计。
此外，夏添，唐川等于2013年在WebGIS的基础上，在建立了四川古蔺县群测群防信息系统；罗显刚,陈红旗等运用物联网、GIS、GPS等技术手段在2014年发明了一种地质灾害应急预案数字化系统。这些系统虽然可以实现地质灾害应急预案执行过程的高效性和可视化，使得地质灾害应急管理工作的数字化、智能化，但主要是针对地质灾害发生后的应急救援，而不具备对地质灾害本身危险区范围及其威胁对象的统计查询功能。
陕西地矿物化探队在2017年11月研发了新一代地质灾害管理平台系统(瑞奥泰瞐测控中心管理平台系统(RealTime-JCYJ1.0))，该管理平台集远程控制、数字化管理、多参数大数据分析、与国家灾害数据库并网的特点，具有数据收集管理、灾害实时监测、灾害预警预报、系统权限管理等功能。但该套系统所涉及的是全国范围内的地质灾害，区域尺度较大，对城镇地质灾害不具有针对性，同时，该系统针对的主要是地质灾害自身的变形破坏等特征与数据的收集管理，不能实现对地质灾害威胁对象的分类及统计与实时查询。
综上所述，现有的各个相关的地质灾害平台与系统都难以对小范围的地质灾害进行针对统计，其灵活性较差，难以满足如今社会的需求，无法完成对指定区域的专项参数的快速统计和处理，无法快速的在地质灾害发生后对相关的数据进行统计与评估，进而难以提供更加详细的参数来为相关决策提供依据。
发明内容
本发明的目的在于克服上述问题，提供一种城镇地质灾害数字化管理系统，大大提高了对小范围地质灾害的统计效果，可以实现指定区域的专项参数的快速统计和处理，使得统计拥有更高的针对性，更好的适应了当今社会的需求，还能够在地质灾害发生后迅速的完成对相关参数的统计与评估，从而为相关的决策提供重要的依据。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种城镇地质灾害数字化管理系统，具体的构建方法为：
(1)构建Statistics命名空间和Statistics类；
(2)在Statistics命名空间中设置空间分析接口；
(3)设置HumanRecord和BearRecord两个类来辅助空间分析接口完成数据的统计；
(4)在Statistics命名空间中构建Istatistaic类，并在Istatistaic类中设置三大统计接口；
(5)对统计后导出的数据进行可视化处理，并通过封装IPieChart、IColumChart两个接口来实现对数据的可视化处理操作。
步骤(4)中所述的三大统计接口分别为受灾区域人口统计接口IPopulationStatistics、受灾区域价值统计接口IVauleStatistics以及受灾区域面积统计接口IAreaStatistics；IPopulationStatistics用于受灾人口统计，IVauleStatistics用于受灾价值统计，IAreaStatistics用于受灾面积统计。
步骤(3)中所述的HumanRecord和BearRecord两个类分别为人口统计记录和区域价值与面积统计记录。
步骤(5)中所述的IPieChart接口为图表图饼的处理接口，使结果以图表或饼图的方式进行展现；所述的IColumChart接口为柱状图的处理接口，使结果一柱状图的方式进行展现。
其具体的工作过程为：
(a)向构建的Statistics命名空间中导入相关的承载体地理数据与灾害地理数据；
(b)通过承载体地理数据和灾害地理数据分别生成含有不同的要素的地图；
(c)在空间分析接口中通过叠置分析法来对要素地图进行分析处理；
(d)通过HumanRecord和BearRecord两个类来对分析处理后得到的结果进行分类统计；
(e)将分类统计后的结果分别通过三大统计接口导出；
(f)通过封装的IPieChart和IColumChart接口来对三大统计接口导出的结果进行可视化处理；
(g)根据导入或计算得到数据生成目录树。
步骤(c)中所述的叠置分析法为多边形与多边形相交分析法，即图层相交分析法；具体的方法为：
(c1)将通过承载体地理数据生成的含有相关要素的地图与通过灾害地理数据生成的含有相关要素的地图导入；
(c2)将受灾区域的空间矢量数据与承载体地图中的矢量数据进行相交处理；
(c3)使得受灾区域的空间矢量数据中包含承载体地图中的矢量数据，进而得到需要输出的混合数据。
步骤(d)中的HumanRecord类中又通过受灾人口年龄段和受灾人口时间段进行进一步划分，受灾人口年龄段的具体划分阶段为小于14岁、15-59岁以及大于60岁三个阶段，受灾人口时间段的具体划分阶段则为白天、晚上、寒暑假以及节假日四个阶段；
BearRecord类中又将区域价值与面积的类型主要划分为公路、城市空地、基坑、建筑空地、坟地、框架房屋、其他房屋、砖混房屋、土木房屋、砖木房屋、停车场以及公园。
步骤(d)中的处理对象为步骤(c3)中的混合数据；在处理混合数据时，首先对其进行分类统计，并将统计的结果进行储存；接着根据统计结果进行受灾价值计算，并将计算结果进行存储；最后再对分类统计结果和受灾价值计算结果进行汇总统计，以得到分类统计和受灾价值的总值。
步骤(d)中的具体分类统计的步骤为：
(d1)对步骤(c3)得到的混合数据中具有相同意义或有关联的数据类型从多个数据类别分离出来进行分别统计，以得到分类统计数据；
(d2)根据导入的承载体地理数据中的各个区域价值与步骤(d1)中的分类统计数据进行结合计算，进而得到了分类统计价值数据；
(d3)对分类统计数据进行汇总统计，得到各个分类的数据总值；同时对分类统计价值数据进行汇总统计，并得到各个分类的价值总值。
步骤(g)中生成的目录树中上的项目包括叠置分析、数据统计、图表操作、绑定数据到统计列表、统计图表显示。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
(1)本发明拥有极高的灵活性，能够适应各种不同的区域，根据导入承载体地理数据与灾害地理数据可以细化到任意一个城镇，极大的降低了统计的难度，提高了统计的准确性，可以实现指定区域的专项参数的快速统计和处理，使得统计拥有更高的针对性。
(2)本发明的计算方式简单，极大的降低了服务器的计算压力，提高了计算的效率，同时由于需要即时导入的参数较少，进而在地址灾害发生后能够快速的完成各项计算与统计，从而使得相关人员在进行相关决策时能够拥有更多的参考数据，为决策提供了重要的依据。
(3)本发明的系统搭建难度较低，所需投入的建设与维护成本低，极大的降低了项目建设与管理的成本，进而很好的降低了政府或企业的投入成本，提高了系统的使用价值。
附图说明
图1为本发明系统处理过程图。
图2为本发明的多边形的叠置分析图。
图3为本发明的分类统计的一种图示。
图4为本发明的受灾区域价值计算的一种图示。
图5为本发明的汇总统计的一种图示。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
如图1所示，一种城镇地质灾害数字化管理系统具体的构建方法为：
(1)构建Statistics命名空间和Statistics类；
(2)在Statistics命名空间中设置空间分析接口；
(3)设置HumanRecord和BearRecord两个类来辅助空间分析接口完成数据的统计；
所述的HumanRecord和BearRecord两个类分别为人口统计记录和区域价值与面积统计记录。
(4)在Statistics命名空间中构建Istatistaic类，并在Istatistaic类中设置三大统计接口；
所述的三大统计接口分别为受灾区域人口统计接口IPopulationStatistics、受灾区域价值统计接口IVauleStatistics以及受灾区域面积统计接口IAreaStatistics；IPopulationStatistics用于受灾人口统计，IVauleStatistics用于受灾价值统计，IAreaStatistics用于受灾面积统计。
三大统计接口中包含的计算方法以及具体功能如下表1所示：
表1
且三大统计接口中包含的数据来源有20年一遇和50年一遇灾害的涂层、相关区域所有属性数据的承载体地理矢量数据，其中矢量包括人口、价值、面积、土地利用等数据。
(5)对统计后导出的数据进行可视化处理，并通过封装IPieChart、IColumChart两个接口来实现对数据的可视化处理操作。
所述的IPieChart接口为图表图饼的处理接口，使结果以图表或饼图的方式进行展现；所述的IColumChart接口为柱状图的处理接口，使结果一柱状图的方式进行展现。
实施例2
三大统计接口中所包含的数据均通过Excel进行存储，具体的存储方式如表2所示：
表2
实施例3
如图1所示，一种城镇地质灾害数字化管理系统具体的工作过程为：
(a)向构建的Statistics命名空间中导入相关的承载体地理数据与灾害地理数据；
(b)通过承载体地理数据和灾害地理数据分别生成含有不同的要素的地图；
(c)在空间分析接口中通过叠置分析法来对要素地图进行分析处理；
叠置分析是将两层或多层地图要素进行叠置产生一个新要素层的操作，其结果将原来要素分割成新的要素，新要素综合了原来两层或多层要素所具有的属性。也就是说，叠置分析不仅生成了新的空间关系，还将输入数据层的属性联系起来产生了新的属性关系。叠置分析是对新要素的属性按一定的数学模型进行计算分析，进而产生用户需要的结果或回答用户提出的问题。
从原理上说，叠置分析是对新要素的属性按一定的数学模型进行计算分析，其中往往涉及到逻辑交、逻辑并、逻辑差等的运算。根据操作要素的不同，叠置分析可以分成点与多边形叠加、线与多边形叠加、多边形与多边形叠加；根据操作形式的不同，叠置分析可以分为图层擦除、识别叠加、交集操作、对称区别、图层合并、修正更新和空间联合。
而多边形与多边形的叠置是指将两个不同图层的多边形要素相叠置，产生输出层的新多边形要素，用以解决地理变量的多准则分析、区域多重属性的模拟分析、地理特征的动态分析，以及图幅的要素更新、相邻图幅拼接、区域信息提取等。
如图2所示，其中(a)为上覆多边形，(b)为基本图层多边形，(c)是叠置结果，在叠置后将分别得到逻辑并、交和差的结果。
而在本申请中，需要将人口分布和承载体的空间数据与受灾区域的空间数据进行多边形与多边形的叠置分析，本系统需要的空间叠置结果为空间“逻辑交”；叠置后，保留受灾区域的区域，从空间的分布上，相交后将会抽取人口分布和承载体空间数据的人口、土地利用、面价、价值等信息。
步骤(c)中所述的叠置分析法为多边形与多边形相交分析法，即图层相交分析法；具体的方法为：
(c1)将通过承载体地理数据生成的含有相关要素的地图与通过灾害地理数据生成的含有相关要素的地图导入；
(c2)将受灾区域的空间矢量数据与承载体地图中的矢量数据进行相交处理；
(c3)使得受灾区域的空间矢量数据中包含承载体地图中的矢量数据，进而得到需要输出的混合数据。
(d)通过HumanRecord和BearRecord两个类来对分析处理后得到的结果进行分类统计；
HumanRecord类中又通过受灾人口年龄段和受灾人口时间段进行进一步划分，受灾人口年龄段的具体划分阶段为小于14岁、15-59岁以及大于60岁三个阶段，受灾人口时间段的具体划分阶段则为白天、晚上、寒暑假以及节假日四个阶段；
BearRecord类中又将区域价值与面积的类型主要划分为公路、城市空地、基坑、建筑空地、坟地、框架房屋、其他房屋、砖混房屋、土木房屋、砖木房屋、停车场以及公园。
将两个类对象作为一条记录统计承载体数据中的人口、面积、价值等信息。
步骤(d)中的处理对象为步骤(c3)中的混合数据；在处理混合数据时，首先对其进行分类统计，并将统计的结果进行储存；接着根据统计结果进行受灾价值计算，并将计算结果进行存储；最后再对分类统计结果和受灾价值计算结果进行汇总统计，以得到分类统计和受灾价值的总值。
如图3所示，分类统计的目的是将具有相同意义或者有关联的数据类型从多个数据类别分离出来进行分别统计。在本申请中则是将众多土地利用类别进行重新分类，如，分别为农用地、建筑用地与各种房屋。通过重新分类分别统计其受灾的面积与价值，如此设计可是用户根据需求获取各种类别的信息，方便进行决策与分析。
如图4所示，受灾时，受灾的的价值会按照受灾面积与受灾图斑的总面积的比值来计算受灾的价值。计算公式为
对所有图斑按照土地利用类型进行价值的分类汇总，得到受灾价值的分类汇总结果。在本申请中，通过上述公式并结合分类统计结果再利用受灾区域价值的计算方法计算受灾区域各种土地利用类型的价值。
分类汇总统计是将一系列数据按照各自的字段进行唯一值求和，统计各个出数据类别或字段的总值，分类汇总的统计方法可对大量的数据进行宏观的认识，得到各数据类别之间的在性质与数量数量上的关系。
如图5所示，土地面积有三种土地利用类别，按照每个土地利用类别进行分类汇总，得到个类别面积的总和，如此便可以对三种土地类别的面积进行比较和进行更多的后续分析。
步骤(d)中的具体分类统计的步骤为：
(d1)对步骤(c3)得到的混合数据中具有相同意义或有关联的数据类型从多个数据类别分离出来进行分别统计，以得到分类统计数据；
(d2)根据导入的承载体地理数据中的各个区域价值与步骤(d1)中的分类统计数据进行结合计算，进而得到了分类统计价值数据；
(d3)对分类统计数据进行汇总统计，得到各个分类的数据总值；同时对分类统计价值数据进行汇总统计，并得到各个分类的价值总值。
(e)将分类统计后的结果分别通过三大统计接口导出；
导出结果前，需要遍历承载体数据，将每一条承载体数据分别赋值给HumanRecord和BearRecord两个类的统计对象。
定义List存储HumanRecord和BearRecord两个类的统计对象，并最终将统计List经过处理赋值给三大统计接口，并最终通过三大统计接口导出相关数据。
(f)通过封装的IPieChart和IColumChart接口来对三大统计接口导出的结果进行可视化处理；
封装的IPieChart和IColumChart接口在项目Statistics命名空间下，两个接口分别包含一个加载图表饼图与柱状图的方法。其中，加载图表饼图与柱状图的方法为本领域的常规技术手段，本领域的技术人员根据上述描述无需创造性的劳动即可以很好的完成该方法的设置，在此便不进行赘述。
(g)根据导入或计算得到数据生成目录树。
生成的目录树中上的项目包括叠置分析、数据统计、图表操作、绑定数据到统计列表、统计图表显示。上述各个项目将与系统计算与存储的各项数据进行关联。
如上所述，便可很好的实现本发明。
Claims (9)
1.一种城镇地质灾害数字化管理系统，其特征在于：具体的构建方法为：
(1)构建Statistics命名空间和Statistics类；
(2)在Statistics命名空间中设置空间分析接口；
(3)设置HumanRecord和BearRecord两个类来辅助空间分析接口完成数据的统计；
(4)在Statistics命名空间中构建Istatistaic类，并在Istatistaic类中设置三大统计接口：IPopulationStatistics、IVauleStatistics、IAreaStatistics；
(5)对统计后导出的数据进行可视化处理，并通过封装IPieChart、IColumChart两个接口来实现对数据的可视化处理操作；
其具体的工作过程为：
(a)向构建的Statistics命名空间中导入相关的承载体地理数据与灾害地理数据；
(b)通过承载体地理数据和灾害地理数据分别生成含有不同的要素的地图；
(c)在空间分析接口中通过叠置分析法来对要素地图进行分析处理；
(d)通过HumanRecord和BearRecord两个类来对分析处理后得到的结果进行分类统计；
(e)将分类统计后的结果分别通过三大统计接口导出；
(f)通过封装的IPieChart和IColumChart接口来对三大统计接口导出的结果进行可视化处理；
(g)根据导入或计算得到数据生成目录树；
其中，HumanRecord为人口统计类；BearRecord为区域价值与面积统计类；IPopulationStatistics为人口统计接口；IVauleStatistics为价值统计接口；IAreaStatistics为面积统计接口；IPieChart为饼图加载及显示接口；IColumChart为直方图加载及显示接口。
2.根据权利要求1所述的一种城镇地质灾害数字化管理系统，其特征在于：步骤(4)中所述的三大统计接口分别为受灾区域人口统计接口IPopulationStatistics、受灾区域价值统计接口IVauleStatistics以及受灾区域面积统计接口IAreaStatistics；IPopulationStatistics用于受灾人口统计，IVauleStatistics用于受灾价值统计，IAreaStatistics用于受灾面积统计。
3.根据权利要求2所述的一种城镇地质灾害数字化管理系统，其特征在于：步骤(3)中所述的HumanRecord和BearRecord两个类分别为人口统计记录和区域价值与面积统计记录。
4.根据权利要求3所述的一种城镇地质灾害数字化管理系统，其特征在于：步骤(5)中所述的IPieChart接口为图表图饼的处理接口，使结果以图表或饼图的方式进行展现；所述的IColumChart接口为柱状图的处理接口，使结果一柱状图的方式进行展现。
5.根据权利要求4所述的一种城镇地质灾害数字化管理系统，其特征在于：步骤(c)中所述的叠置分析法为多边形与多边形相交分析法，即图层相交分析法；具体的方法为：
(c1)将通过承载体地理数据生成的含有相关要素的地图与通过灾害地理数据生成的含有相关要素的地图导入；
(c2)将受灾区域的空间矢量数据与承载体地图中的矢量数据进行相交处理；
(c3)使得受灾区域的空间矢量数据中包含承载体地图中的矢量数据，进而得到需要输出的混合数据。
6.根据权利要求5所述的一种城镇地质灾害数字化管理系统，其特征在于：步骤(d)中的HumanRecord类中又通过受灾人口年龄段和受灾人口时间段进行进一步划分，受灾人口年龄段的具体划分阶段为小于14岁、15-59岁以及大于60岁三个阶段，受灾人口时间段的具体划分阶段则为白天、晚上、寒暑假以及节假日四个阶段；
BearRecord类中又将区域价值与面积的类型主要划分为公路、城市空地、基坑、建筑空地、坟地、框架房屋、其他房屋、砖混房屋、土木房屋、砖木房屋、停车场以及公园。
7.根据权利要求6所述的一种城镇地质灾害数字化管理系统，其特征在于：步骤(d)中的处理对象为步骤(c3)中的混合数据；在处理混合数据时，首先对其进行分类统计，并将统计的结果进行储存；接着根据统计结果进行受灾价值计算，并将计算结果进行存储；最后再对分类统计结果和受灾价值计算结果进行汇总统计，以得到分类统计和受灾价值的总值。
8.根据权利要求7所述的一种城镇地质灾害数字化管理系统，其特征在于：步骤(d)中的具体分类统计的步骤为：
(d1)对步骤(c3)得到的混合数据中具有相同意义或有关联的数据类型从多个数据类别分离出来进行分别统计，以得到分类统计数据；
(d2)根据导入的承载体地理数据中的各个区域价值与步骤(d1)中的分类统计数据进行结合计算，进而得到了分类统计价值数据；
(d3)对分类统计数据进行汇总统计，得到各个分类的数据总值；同时对分类统计价值数据进行汇总统计，并得到各个分类的价值总值。
9.根据权利要求8所述的一种城镇地质灾害数字化管理系统，其特征在于：步骤(g)中生成的目录树中上的项目包括叠置分析、数据统计、图表操作、绑定数据到统计列表、统计图表显示。
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