陈先念 杨军明

（1.浙江温州轻工研究院 浙江 温州 325003；2.浙江工贸职业技术学院 浙江 温州 325003）

1 引言

洪灾是全世界范围最常见的、最具损坏性的一种灾害类型。洪水灾害给国民经济和社会发展带来不可估量的损失。对任何一种洪泛平原管理策略，确定某个区域或地点是否在洪水威胁的范围内和洪水发生的可能性大小是第一步。如何能做到这一点，一个方便快捷的洪水信息查询系统就至关重要。

洪灾信息查询可以给用户提供某个特定地点的洪水灾害的危害性，是一种变被动抗灾为主动避灾的一项防洪减灾非工程措施。它是防洪减灾体系中重要的组成部分，对防汛部门的科学指挥决策、有效避险，对水利部门科学地确定防洪标准和规划防洪工程建设，为城镇建设、土地规划、生产经营和人民生活等提供防洪减灾、避险等方面的技术指导与服务，有效避免洪水灾害损失等都具有重要意义。

本文研究的重点就是如何利用现有的空间信息和网络技术，研究开发一个开放的、快速的、便捷的洪水信息查询系统。本文将以研究的背景为开始，然后介绍用于系统开发的相关地理空间技术，包括基于REST网络地理信息服务、地图缓存、以及空间处理服务。接着就研究区域浙江省，进行了简单介绍。其中，重点在研究方法和系统实现的讨论中。本文的最后是这个研究和开发的总结。

2 洪灾查询系统的主要地理空间技术

为了建立一个有效的洪灾信息查询系统，包括基于网络的地理空间技术在内的一系列技术也已经被用到了系统的研究和开发中。

2.1 网络地理信息系统（Web GIS）

GIS(geographic information system)是进行数据空间分析和空间数据显示的有利工具。GIS已经被广泛地应用于洪泛平原管理。而Web GIS[1][2]在理论上给世界上任何有网络连接的用户提供分布式信息查询，使传统意义上的GIS复杂空间分析功能在网络上得以实现，在用户提供实时数据和准确信息方面有至关重要的作用。

2.2 基于REST的网络地理信息服务

在网络服务（Web service）的体系结构研究中，REST（Representational State Transfer）是由Roy Fielding[3]提出来的。REST[4]是用来从一个网站的指定的位置获取以XML（eXtensible Markup Language）方式存在的信息的方式。REST是利用已经成熟的网络技术和协议，比如HTTP、XML，得到实现的。在这个研究中，地理数据都是以REST网络服务的格式来发布和读取的。

2.3 地图缓存（Map Cache）

地图缓存指的是把地图服务在各个预先定义好的比例尺基础上预先生成地图、并在服务器上存储起来[5]。这些预先生成的地图是以地图块（tile）的格式存在。因为地图块已经在服务器上存在，所以动态生成地图的时间就可以节省，从而用户请求地图的时间就可以极大缩短。地图缓存主要应用于那些变化较小的基础地理数据，比如遥感和航空图像、交通运输网络、河网水文数据、和高程数据等。

3 研究区域

浙江省位于中国的东南沿海，其西南山脉众多，是众多河流的发源地，而且河流是由西南流向东北的；其东北是平原，而且河网密布[6]。由于自然环境和地形的复杂性，浙江省内的降雨量在时间和空间上的分布也不均匀。袁晓玉等人[7]研究了建国50年来浙江省的洪水和降水数据，发现浙江省的洪灾淹没面积呈逐年递增的状态。平均每年有大约35000间房屋被毁、190人死亡。

面对这些巨大的损失，如何对洪泛区进行有效的规划和管理显得尤其重要。其中，洪灾信息的查询就是一个重要工具。

4 洪灾查询系统的实现

ESRI的ArcGIS系列软件被用于系统的开发。首先，使用ArcGISDesktop生成地图和空间处理（geoprocessing）任务，然后用ArcGISServer把地图发布成为Web地图服务和把空间处理任务发布成为空间处理服务（geoprocessingservice）。ESRI的 ArcGIS Flex API用来开发基于ArcGIS Server的Web GIS系统。这个API给Web GIS的开发提供了各式各样的资源，比如地图调用、动态图形／图像生成、GIS任务（包括空间查询、属性查询、空间信息处理）和其他预定义的用于Web GIS开发的组件。FlashBuilder4.0是本系统的程序开发语言。

洪灾查询系统的实现包括数据收集和地图生成、把地图发布成为地图服务；复杂地理查询功能在桌面地理信息系统中的实现和网络地理信息中的发布；客户端网络GIS应用程序的开发实现。

4.1 数据、地图、地图服务的生成

这个研究中的主要专题数据主要包括河流和湖泊、洪水危害区域。这些数据有的是通过第三方得到的，有的是通过屏幕数字化得到的。这些数据是用来决定某个地点或感兴趣的区域是否存在洪水危害。这些地理图层在ESRI的ArcGISDesktop中生成地图，包括地理特征的符号和颜色设定、地理特征的文字标注设定、各图层在各比例尺的显示和隐藏。

ESRIArcGISServer可以把地图发布成为地图服务。通过地图服务,网络用户就可以浏览他人设计的地图。地图服务不仅能提供地图给用户，它的另外一个重要功能就是:网络用户可以获取地图的各个图层的属性数据。

这个研究中的基础地理信息数据将采用来自第三方提供商，比如Google地图、ESRI地图。这些网络地图服务都是以地图缓存的形式存在，以求达到最好的地图更新效果。

4.2 空间处理的生成和发布

空间处理是建立在桌面GIS的基础上的功能强大的空间数据处理任务。空间处理必须通过必要的软件（比如：ESRI的ArcGISServer）转化成基于网络的网络服务，也就是空间处理服务，就可以应用到WebGIS开发中。在这个系统中，对高程数据的处理就是其中的一个例子。

空间处理服务的主要功能就是把桌面GIS软件强大的空间信息处理功能转化成可以在网络平台上使用的网络服务。当空间处理服务被网络用户调用的时候，它的所有空间信息处理功能都在服务端运行，然后把结果发送给用户。

4.3 Web GIS模型

从概念上说，这个系统包括三个组成部分：数据采集模块、数据显示模块、和数据分析和处理模块（见图1）。其中数据采集模块负责数据的整合。这些数据既有来自本地的专题数据，也有来自第三方的Web数据服务。数据显示模块主要是有效地把数据或以地图服务形式存在的数据显示给用户，包括图层的可见或不可见的设置、图层透视性的设置、空间处理结果的显示。数据处理模块负责处理数据查询、空间数据分析等。

4.4 Web GIS的实现

基于上面的模型，我们研究开发出了浙江省洪灾查询系统（见图2），提供一个Web GIS的系统，以方便用户查询洪灾信息。

这个Web GIS是基于最新的Web技术和GIS技术，它具有很高的地图更新功能、更快速的数据查询功能、更强大的空间数据处理功能。这个系统把专题数据叠加在其他的基础数据图层上，用户可以选择自己感兴趣的图层。

这个系统提供了重要的洪灾信息查询功能（见图3）。这些信息包括用户所指定点的洪灾信息（是否在历史洪水地域）、高程信息、经纬度信息、和其他相关的社会经济信息。

4.5 系统的主要特点

图1 洪水信息查询系统模型

图2 浙江省洪灾查询系统界面

图3 洪水信息弹出窗口

这个系统的主要特点包括：①快速的网络地图更新技术。这一点的实现主要是地图缓存技术的使用。②快速的信息传送技术。用户检索结果可以快速地反馈给用户。③丰富的地图导航功能方便用户浏览地图。④丰富的地图测量和添加标识功能。方便用户添加一些对自己有用的信息。⑤图层管理功能：使用户可以浏览其他的感兴趣的第三方提供的地图。⑥快速放缩功能：使用户能够快速浏览到自己感兴趣的区域。⑦强大的打印功能：用户可以把地图打印成P D F格式，便于携带。

5 结论

让人们了解所在地方或将要进行生产生活活动的地方的洪灾信息是防灾减灾的重要手段。所以，人们需要一个能够快速、便捷地进行洪水信息查询的系统。这个洪灾信息查询系统的研究和开发是基于现在最快速的地图更新技术（地图缓存）、有效的网络空间信息查询和处理技术（空间信息处理服务）。因此，这个系统既给用户提供了快速的地图更新功能，也能有效整合专题地理数据，而且它提供了进行复杂空间分析的功能。它使普通民众、洪泛平原管理人员、或其他相关机构工作人员只需要一台电脑和网络连接，就可以得到自己感兴趣区域的洪灾信息和其他相关的查询，从而有效地对其在洪泛平原正在进行的活动进行有效的规划。陕西水利

[1] International Federation of Red Cross and Red Crescent Societies. World Disaster Report 1998 [M], 1998. Oxford, Oxford University Press.

[2] Zhong-Ren Peng, Ming-hsiang Tsou. Internet GIS: distributed geographic information services for the Internet and wireless networks[M]. 2003, Hoboden, New Jersey: John Wiley and Sons. 679.

[3] Michael G. Tait. Implementing geoportals: applications of distributed GIS [J]. Computers, Environment and Urban Systems, 2005. 29 (1):3-14.

[4] Roy T. Fielding. Architectural Styles and the Design of Network-based Software Architectures [D]. Doctoral dissertation, University of California, Irvine, 2000.

[5] Leonard Richardson, Sam Ruby. RESTful Web Services [M]. 2007: O'Reilly Media. 448.

[6]丁春梅,何晓锋,等.浙江省山洪灾害成因分析及防治对策 [J].人民黄河,2010.32(4):19-20.

[7]袁晓玉,薛根元,等.浙江洪涝灾害的统计分析[J].灾害学,2002.17(1):56-61.