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【原】民防地理信息系统的设计与实现综述

来源 : 互联网
作者 : 118期刊网
发布时间 : 2019-04-25 07:16:10

第一章绪论




1.1研究背景


人民防空,也称为民防,常被用来描述在发生空袭,保护工业经济资源,保持进一步的战争潜力和整体稳定性时保护城市居民的生命和财产的战略。美国人民防空的定义是,人民防空的目的是减轻紧急状态对一个地区或国家的人,工业,机构和社会的影响,包括减少自然灾害,技术事故,常规战争和核战争。民防的基本目的是保护人民,减少物质损失,为从紧急情况的影响中迅速恢复奠定基础。俄罗斯对人民防空的定义是:战时采用国防系统的一个组成部分,以保护国民和国民经济免受敌人对破坏性武器和其他攻击性武器的大规模破坏,以及维修工作在破坏危险区域和受灾严重的地区。 。从最近的高科技局部战争,如海湾战争,科索沃战争,阿富汗战争,第二次海湾战争,以及最近多国部队对利比亚的空袭,该市已成为一个政治,经济和文化中心该地区。双方的重点,战争的主战场,空袭,远程打击,定点清关等已成为战争的主要手段。因此,城市防空建设的地位和作用更加突出。


在21世纪,伴随着和平与发展的主题,对人类社会的最大威胁不仅是战争,而且是无休止的公共安全问题,例如2001年在纽约发生的“9.11”事件和西班牙的马德里事件。 2004年。“3.11”事件,2008年西藏拉萨“3.14”事件,“5.12”汶川大地震,2009年新疆乌鲁木齐“7.5”暴动,2010年青海玉树地震,以及今年甘肃舟曲的泥石流和日本的巨型油田。地震和海啸。这些自然灾害和突发事件给人们的生活带来了巨大的灾难。为应对城市公安突发事件,世界上许多国家和地区都将城市人防与防灾减灾相结合,进入了两防一体化的发展道路。


目前,中国的城市发展已进入快速增长期。根据建设部综合财政部发布的“2004年城市建设统计公报”,截至2004年底,全国共有661个城市,其中包括171个人口超过100万的超大城市。有279个大城市,人口在50到100万之间,211个中小城市,人口不到50万。城市人口3.41亿,城市化水平40.53%,市区面积39.42万平方公里,其中建成区面积3.03万平方公里。该范围内的人口密度为每平方公里847人。城市在国民经济中发挥着主导作用,工业增加值的60%,第三产业增加值的85%,国内生产总值的70%,以及80%的国家税收来自城市。然而,数据还显示,地震烈度大于或等于7度的城市占城市总数的45%,超过全国大城市的70%,超过一半的人口,超过76沿海和东部平原地区气象灾害,海洋灾害,洪水和地震的工业和农业产值百分比分布非常严重,紧急情况造成的年度损失约为6,550亿,占GDP的6%。因此,减少或减轻灾害,创造安全的生活环境,实现国家和城市经济社会的可持续发展,是两市融合的重要研究内容。




1.2国内外研究现状


1.2.1 GIS的研究现状


在架构的发展和演变方面,在20世纪90年代之前,GIS只在少数人或用户手中,因为当时的计算机仍然非常昂贵,而且架构主要基于基于主机的GIS。 ;随着技术的发展,有了个人电脑,就有了桌面GIS;此外,由于互联网的快速发展,流量增加到几何级数使得WebGIS成为可能; ComGIS开发组件技术;开发中,有一个分布式GIS;网格技术的发展,人们渴望开放GIS的发展,总的趋势是

从整体紧耦合到松耦合分布;从软件开发模型,GIS从GIS功能包,集成GIS,模块化GIS到组件GIS;从功能的发展来看,GIS已逐渐从数据管理GIS向分析应用GIS转变,进一步的趋势是决策支持GIS。方向发展;从应用的角度来看,GIS正在从各个部门向各个部门和个别领域转移到各个领域和个别地区。发展到广阔的领域。


1.2.2人防GIS研究现状


对于人防研究,英国,美国,德国,俄罗斯等国家进行了较早的研究,其研究较为深入,应用水平较高。在第二次世界大战期间,为了回应德国空军对伦敦的不分青红皂白的轰炸,英国政府依靠组织有效的人类防御来打败德国的阴谋,并获得了丰富的实践经验;在科索沃战争中,这是由于该组织。有效的人民防空使南联盟能够抵抗北约78天的轰炸。在中国,人防的发展过程已经扭曲和扭曲。在对外经济开放之前,为了针对苏联和美国两个超级大国可能的战争行为,人民防空做了大量的工作,但随着国家战略重点的转移,关于这个问题的研究经历了短暂的停滞。直到本世纪初,随着国家经济腾飞和世界形势的变化,人防工作又回到了正常的建设轨道。


人防GIS的研究也是如此。早在20世纪80年代,英国就将GIS与人防,环境,国土安全,应急救援等信息资源相结合,建立了两个防御一体化的自动化指挥控制系统; ARC / INFO GIS平台开发了二合一综合GIS自动化指令系列软件产品;日本政府还利用地理信息系统技术建立了防灾减灾系统,可以在像神户这样的大城市发生大地震后迅速建成,以尽量减少人员伤亡和灾害损失。


虽然国内对人防GIS的研究起步较晚,但发展势头非常好。从原始GIS在人防中的应用到人防GIS的设计与实现,从数据管理型人防GIS到辅助决策型人防GIS,可以说有上百种花卉和数百所争论学校。例如,郝建平讨论了GIS的特点及其在人防应急指挥中的地位和作用,并将GIS集成到人防指挥通信网络中,突出了GIS在人防指挥和实时中的作用。监测;杜四春等。根据防空指挥决策支持系统的特点,给出了GIS在系统中的应用,重点介绍了建立电子地图的方法。刘建中[等根据人防工程的特点,利用GIS技术,对人防工程的信息管理和应用进行了研究,实现了软件系统。严刚采用了MIS与GIS相结合的思想,开发了基于GIS的人防工程信息管理系统,实现了人防工程信息的录入,查询和编辑,完成了选定的区域。分析和分析人防工程的总体情况范围,分析单个人防工程一定距离内隐蔽区的人口状况,并分析隐藏所需的时间进入该项目的人防项目人口;王凤山等。人防工程信息管理系统,城市平面图规划城市地下空间各种人防工程信息,实现数据浏览,输入,输出,查询和基本空间分析;孙国庆等人为武汉市人民防空办公室开发了快速查询,综合分析和辅助决策等功能。作为GIS平台之一;黄建明建立了广东省人防工程管理信息系统的空间数据库,图像数据库和属性数据库,利用组件技术实现图文组合和图文组合的显示输出,并与民用风

办公系统。将王睿与信息化条件下的作战风格特点相结合,在ArcGIS平台的基础上构建城市人防数据模型,提出了基于GIS的城市防空人口疏散计划,并建立了城市防空人口疏散原型系统;王峰结合二合一集成领域的特点,建立了基于GIS的应用模型系统,重点研究了机载预警模型,报警空间定位模型,有毒气体扩散模型和洪水淹没模型。 ;钟凯文构建了基于空间分析的城市人防工程根据数据库结构,根据城市人防工程的规划,管理和建设需要,城市人造工程设备承载能力,辐射范围缓冲图,人口疏散隐藏路径最优路径,地下人防工程三维分析等空间分析模型的建立。从而实现城市人防工程的可视化和动态管理。




第二章整体系统设计




某市的人民防空办公室是按照政府部门一级局设立的。有人防监督管理办公室,人防工程维护管理办公室,指挥通信办公室,通讯站和办公室。县(市)区根据实际情况明确规定了人防管理部门,并建立了独立的人民防空机构。民防监督管理办公室主要负责人防工程建设和建设的审批和管理;民防工程维修管理办公室负责老年人管理,人防工程建设,拟议民防工程和人防工程拆迁;目标数据的收集,整理和命令控制;通信站负责报警的管理和维护以及新报警的部署;办公室负责日常管理。


在人防数据方面,民防办公室拥有所有人防工程的所有文件,所有报警的位置和信息,重要经济指标,危险源目标信息,重要物资储备库信息等重点指标。和水库。桥梁,车站等文字信息




2.1需求分析


需求分析是软件设计的第一步。它基于对系统用户要求的准确理解,进一步综合,归纳,分析以及用户的零碎和非正式要求,形成完整,标准化的要求。定义,然后从需求定义转换为相应的正式功能规范的过程。


2.1.1系统运行环境分析


根据用户需求,系统应用主要集中在两个地方,一个是城市的个人防卫办公室,另一个是城市应急指挥中心。鉴于使用某个城市的人防办公室,人民民主防空办公室已经建立了自己的局域网环境,并与互联网实施了严格的物理隔离。不同部门已完成自己的数据维护工作,不互相干扰。系统在内容上运行。完成数据录入,报告打印和日常维护服务;另一个站点是城市应急指挥中心,虽然指挥中心与城市应急办公室和城市信息办公室一起使用,但在使用方面,它们仍然是独立运行的。


总之,考虑到人防数据的机密性和安全性,以及目前无法确保互联网环境中系统和数据的绝对安全性,该系统最好设计为C / S模式。主要假设是:


首先,系统的操作环境是独立运行的数据库服务器。所有民防专题数据都在数据库中存储和管理。不同的部门只能使用自己权限范围内的数据。相关操作仅在其自身权限范围内完成。复制和导入各级下属单位的专题数据。数据库;


第二个是数据库管理员对数据的责任。数据库服务器由数据库管理员负责。数据库的主要责任

se管理员是完成数据库备份,恢复,数据导入和导出以及权限分配。


第三是系统运行硬件环境。系统所需的硬件环境基于现有设备。


第四是系统软件环境。该软件环境基于Windows SP 3操作系统,使用Oracle 9i数据库完成数据管理,使用Office Excel 2003完成报表打印,使用PhotoShop等图像工具完成地图打印。




2.2设计原则


根据用户的要求,系统设计的总体要求是注重经济建设,满足人防建设与城市建设相结合的需要;提高城市整体防空能力,提高人防准备效率;符合人防建设标准化,信息化和网络化要求。


系统开发的总体目标是建立计算机技术,软件工程技术,GIS技术,遥感技术,数据库技术,多媒体技术和可视化技术,具有信息收集,数据管理和情景映射。地理信息系统应用软件平台,用于多媒体信息查询,空间分析,主题和图形输出,以及命令和控制功能。根据软件工程的思想,考虑到数据管理GIS应用系统的功能特点,同时强调GIS应用模型在民防领域的研究与实践,使之成为决策类型具有强大的空间分析,统计预测和辅助决策功能。 GIS应用系统。


除遵循软件工程的基本原则外,系统设计还需要关注并强调以下原则:


实用与进步的统一。实用性主要体现在两个方面:一方面,系统的功能是基于能够满足用户需求的原则,而不一定是盲目追求系统功能的全面性。另一方面,数据的准确性,从某种意义上说,数据的准确性,尤其是空间数据的准确性越高越好,但精度越高,成本就越倍,而且操作和对应系统的速度也会受到影响,即精度和效率之间的矛盾;系统的先进性体现在必须能够站在现有的,满足当前指挥,调度,决策,管理的需要,同时也注重未来的发展需求,站在高位上,是系统更具可扩展性和可持续性。


可靠性和安全性的统一。鉴于系统中数据的重要性以及命令决策所需的实时性和准确性,系统需要具有高可靠性,并且必须确保系统的安全性,权威性和准确性。并且在系统中具有良好的用户权限审核能力,确保不同用户拥有不同的访问权限,确保系统避免未经授权使用计算机资源或病毒等因素破坏计算机系统。




第三章数据组织和功能设计.................... 17


3.1空间数据组织............... 17


3.1.1编码规则....................... 17


3.1.2数据格式.......................... 18


3.1.3内容选择................... 19


第四章系统的实施................ 31


4.1用户管理的实施................. 31


4.1.1表结构的定义........................ 31


4.1.2设计理念....................... 31


第5章系统测试........................... 46


5.1软件测试的目的和方法.............................. 46


5.2测试系统的整体功能.............................. 47




第五章系统测试




5.1软件测试的目的和方法


大型软件系统的基本测试级别如图5-1所示。




有两种方法可以测试任何产品:


(1)如果您已经知道产品已有的功能,则可以测试每个功能是否可以正常执行。


(2)如果您了解产品的内部工作过程,可以通过测试,检查内部动作是否按照规范正常进行。


白盒测试:称为结构测试,根据程序的内部逻辑结构进行测试。


黑盒测试:称为功能测试。从用户的角度来看,测试用例是根据输入数据与规范要求的输出数据之间的对应关系设计的。它是对程序外部功能的测试。


无论是黑盒测试还是白盒测试都无法进行详尽的测试,因为无法进行详尽的测试,因此无法在软件测试中找到程序中的所有错误。我们的目标是通过测试以确保程序的可靠性,因此我们必须仔细设计测试计划,并尽可能少地尝试找到尽可能多的错误。完成系统后,我亲自对整个系统进行了详细的测试,即进行了一次白色测试来解决问题。并进行了黑盒测试。




第六章总结和展望


作为该地区的政治,经济,文化,交通和金融中心,城市已成为确保区域经济免费检测论文发展和社会稳定的关键。保护城市经济基础,维护城市社会稳定,已成为城市发展的重要保障。人防的主要任务是成为和平时期和战时采用的国防系统的组成部分,以保护国民和国民经济免受严重破坏。如何充分利用现代科学技术的新发展成就,提高人民防空的科学管理水平,提高人防指挥和控制能力,在处理紧急情况和平时战时空袭已成为人防管理部门的重中之重。本文是在这样的背景和条件下进行的一项研究。研究的主要内容包括:


(1)在综合分析国内外相关研究的基础上,结合用户的实际情况和应用需求,根据软件工程的思想,阐述了系统的研究目标和研究对象,完成了系统的数据需求分析和环境要求。分析和功能需求分析,以确定系统的总体设计原则和设计目标;


(2)认真分析了用户现有系统和成果,总结了系统的数据源,数据格式,数据参考系统和数据组织方法,建立了系统的数据库架构和应用架构,完成了系统的总体设计。系统。 ,功能设计和数据库设计;


(3)根据用户的业务管理模式,提出了一种基于角色的用户管理方法。根据民防专项数据的内容特点,设计并实现了情境标签与数据库记录之间的图书馆关联。结合用户数据输出的要求,开发了空间几何数据位图保存和民防专用数据的报表打印功能;


(4)利用Visual C ++编程语言和Oracle数据库管理系统,开发了城市防御GIS系统的原型,验证了论文设计方案和技术路线的可行性。


在论文的研究和写作过程中,我深深地感受到并意识到,根据软件工程的思想,开发和开发应用GIS。调查和分析用户需求是系统开发的前提,无论是开发方法还是架构。功能设计是根据用户的现有条件来满足实际需求的

用户; 数据是系统的生命,过时和过时数据,无论功能如何完善,技术如何先进,结论和决策往往都在千里之外,而且当前和准确的数据可以确保系统 真正应用,功能真正发挥。 可视化是系统的关键。 GIS应用的目的主要是有效传输空间信息,并且好。 可视化有助于用户理解和解释空间信息; 数据分析是系统的灵魂。 良好的空间数据分析方法可以帮助用户提高空间信息传输的效率,并将信息优势转化为决策优势。


参考文献(略)


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