引用JOOMLA平臺快速搭建基于WEBGIS的流動地震前兆臺網(wǎng)信息系統(tǒng)

方 韡 楊 婕 張藝峰 閆 培 許儀西

1）廈門地震勘測研究中心，廈門 361021

2）福建省地震局廈門地震臺，廈門 361003

引言

福建省流動地震觀測手段主要包括：206個流動重力觀測網(wǎng)；95個流動地磁觀測網(wǎng)；16個流動GPS臺站；22個跨斷層水準(zhǔn)觀測網(wǎng)；6964km長水準(zhǔn)觀測網(wǎng)；2個跨斷層綜合觀測場地。其地震監(jiān)測覆蓋范圍面大，至今已運行了30多年，積累了大量的基礎(chǔ)觀測數(shù)據(jù)，在防震減災(zāi)三大工作體系中發(fā)揮著重要的作用。通過多年的不斷建設(shè)，福建省已形成了覆蓋全省大范圍的地震流動監(jiān)測臺網(wǎng)體系，基本滿足了福建及周邊地區(qū)地震監(jiān)測的需要，對地震科學(xué)基礎(chǔ)研究起到了積極的作用。

然而，流動臺站管理作為地震監(jiān)測預(yù)報管理的一項重要內(nèi)容，目前還沒有一套有效、高效、便捷的信息系統(tǒng)，大量繁雜的基礎(chǔ)信息被分散保存，查詢檢索極為不便。因此，設(shè)計一套集臺站信息、測項信息、地理信息、人員信息等為主要內(nèi)容的信息系統(tǒng)已成為當(dāng)前一項十分重要的工作。

本文利用JOOMLA CMS系統(tǒng)、Google MAP API、MySQL數(shù)據(jù)庫等開源軟件，采用B/S結(jié)構(gòu)快速搭建的福建省流動地震觀測臺網(wǎng)信息系統(tǒng)，通過建立流動地震臺站基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，開發(fā)了流動地震臺站信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)軟件，可實時響應(yīng)網(wǎng)內(nèi)用戶對臺站基礎(chǔ)信息的查詢與檢索。同時通過Web GIS技術(shù)可實現(xiàn)不同類型流動地震臺網(wǎng)分布圖的顯示，還可以利用JOOMLA強(qiáng)大的后臺數(shù)據(jù)庫備份功能定期有效進(jìn)行備份，起到保護(hù)基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫的作用。

1 開發(fā)工具選擇

目前在Internet上流行的網(wǎng)站構(gòu)架方式是LAMP（Linux+Apache+MySQL+PHP），即使用Linux作為操作系統(tǒng)，Apache作為Web服務(wù)器，MySQL作為數(shù)據(jù)庫，PHP作為服務(wù)器端腳本解釋器。由于這4個軟件都是遵循GPL的開放源碼軟件，因此使用這種方式不用購買任何軟件系統(tǒng)就可以建立起一個穩(wěn)定、免費的網(wǎng)站系統(tǒng)。因條件限制，本系統(tǒng)開發(fā)使用 WAMP（Windows+Apache+MySQL+PHP）架構(gòu)方式（王志剛，2010）。

WebGIS是Web技術(shù)應(yīng)用于GIS開發(fā)的產(chǎn)物。利用Web技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布地理信息，就能從Internet的任意一個節(jié)點瀏覽WebGIS服務(wù)器中的空間數(shù)據(jù)，制作專題圖和進(jìn)行各種空間檢索及空間分析，這就為地理信息的開放和共享提供了切實可行的技術(shù)。WebGIS有利于信息共享，并易于實現(xiàn)數(shù)據(jù)分布式管理。國際上在開源WebGIS方面已有多種軟件平臺，主要包括：Deegree、OpenMap、GeoServer、GeoTools、uDig、MapBuilder、GRASS、MapGuide、MapServer等。所有這些開源軟件平臺大都遵循 GPL或 LGPL授權(quán)協(xié)議，不僅可以兼容ESRIshapefile、Mapinfo、Oracle等商業(yè)軟件的數(shù)據(jù)格式，同時也提供了針對MySQL、PostGlS等開源軟件的可靠接口。本系統(tǒng)選用MapServer為地圖應(yīng)用服務(wù)器（侯建民等，2008）。

1.1 JOOMLA基礎(chǔ)平臺

JOOMLA是一套在國外相當(dāng)知名的內(nèi)容管理系統(tǒng)（Content Management System, CMS），它的最大特點就是能快速實現(xiàn)根據(jù)中小企業(yè)自身特點建站，JOOMLA使用 PHP語言加上MySQL數(shù)據(jù)庫所開發(fā)的軟件系統(tǒng)，可以在Linux、Windows、MacOSX等各種不同的平臺上執(zhí)行。目前它是由Open Source Matters（www.opensourcematters.org）這個開放源碼組織進(jìn)行開發(fā)與支持，這個組織的成員來自全世界各地，小組成員約有150人，包含了開發(fā)者、設(shè)計者、系統(tǒng)管理者、文件撰寫者，以及超過2萬名的參與會員（陳紅飛等，2009）。

1.2 地圖應(yīng)用服務(wù)器：Google Map

借助Google Map自身強(qiáng)大的地理信息支持（如：交通背景、地形地貌、衛(wèi)星地圖等功能），可實現(xiàn)對流動地震臺網(wǎng)信息系統(tǒng)的漫游、縮放、采用鳥瞰圖顯示全省監(jiān)測網(wǎng)點、快速定位測點、動態(tài)瀏覽測點詳細(xì)信息、根據(jù)比例尺顯示等瀏覽功能（胡秀敏等，2011；劉軍等，2011）。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)的主體架構(gòu)為 B/S，數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用程序代碼均安裝于服務(wù)器端，便于集中管理。服務(wù)器端為PHP+Apache+MySQL+Google Map API，圖1為系統(tǒng)框架圖。

圖1 開發(fā)環(huán)境流程結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Flow chart of software developing environment

3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

根據(jù)各種觀測手段基礎(chǔ)臺網(wǎng)信息數(shù)據(jù)庫設(shè)計，主要包括：流動重力、流動地磁、流動水準(zhǔn)、流動GPS等。表1以流動地磁觀測手段為例。

表1 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)（以流動地磁觀測為例）（國家地震局，1986）Table 1 Structure of database (an example of mobile geomagnetic observation)

4 功能與實現(xiàn)

基于 JOOMLA開源軟件的福建省流動地震前兆臺網(wǎng)信息系統(tǒng)的開發(fā)實現(xiàn)了地震臺站基礎(chǔ)信息的網(wǎng)絡(luò)共享，為臺站管理人員提供了查詢與檢索服務(wù)。系統(tǒng)按流動地震觀測手段分別將臺站屬性分為4大模塊：流動重力臺網(wǎng)、流動地磁臺網(wǎng)、流動GPS臺網(wǎng)、流動水準(zhǔn)臺網(wǎng)，以上模塊都設(shè)有信息查詢及空間數(shù)據(jù)地圖顯示功能。由于系統(tǒng)部署在福建省地震行業(yè)網(wǎng)，任何網(wǎng)內(nèi)用戶都可以直接瀏覽查詢相關(guān)信息，因此設(shè)有用戶登錄、后臺管理模塊，以方便管理人員對系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的維護(hù)管理。系統(tǒng)框圖如圖2所示。

系統(tǒng)的功能主要包括以下幾個方面：

（1）各類流動觀測臺網(wǎng)基礎(chǔ)信息的查詢功能：在各類臺網(wǎng)模塊都可進(jìn)行臺站基礎(chǔ)信息的查詢。用戶可按條件查詢臺站的測項信息、儀器信息、人員信息、地理屬性等各種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

（2）各類流動觀測臺網(wǎng)分布的基礎(chǔ)地圖操作功能：設(shè)計了該類臺網(wǎng)的分布圖顯示。通過Web瀏覽器，用戶可以瀏覽福建省各類流動觀測臺網(wǎng)分布圖，并通過放大、縮小、漫游等基本操作查看地理地圖基本信息。

（3）數(shù)據(jù)庫在線維護(hù)功能：用戶可以通過系統(tǒng)鏈接到 phpMyAdmin工具在線維護(hù) MySQL數(shù)據(jù)庫。

圖2 系統(tǒng)框架圖Fig.2 Framework of the system

5 系統(tǒng)運行實例

5.1 基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)

福建省流動地震臺網(wǎng)基礎(chǔ)信息庫實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)在于引用了JOOMLA中的Fabric組件，該組件可以實現(xiàn)快速自定義數(shù)據(jù)庫并以表單方式展現(xiàn)出來。下面以福建省流動地磁觀測臺網(wǎng)為例簡述基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)的方法。

（1）Fabric技術(shù)后臺基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫的實現(xiàn)

Fabrik是一款針對JOOMLA的“應(yīng)用構(gòu)建”組件，其中一項常用的功能就是進(jìn)行表單設(shè)計及數(shù)據(jù)庫設(shè)計，可以高效生成自定義數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（圖3）。

圖3 Fabrik數(shù)據(jù)庫生成示意圖Fig.3 Fabrik database generator

（2）流動地磁臺網(wǎng)基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)的查詢

通過Fabrik組件快速生成流動地磁臺網(wǎng)基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫后，由于它是以MYSQL數(shù)據(jù)庫查詢語言編寫的，所以通過Select語句集可以自定義各種關(guān)鍵字段的查詢與條件判斷，達(dá)到各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的查詢（圖4）（中國地震局監(jiān)測預(yù)報司，2003）。

圖4 流動地磁臺網(wǎng)基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)查詢示意Fig.4 Results of basic information query on portable earthquake precursory network

5.2 Google Map空間數(shù)據(jù)的實現(xiàn)

構(gòu)建福建省流動前兆臺網(wǎng)WebGIS空間數(shù)據(jù)庫的關(guān)鍵是獲取Google Map Key。下面以福建省地震局流動地磁觀測臺網(wǎng)分布圖的繪制模塊為例，簡述系統(tǒng)實現(xiàn)的方法。

（1）申請一組Google Maps API Key

這里介紹如何利用Google Maps API把Google提供的地圖服務(wù)內(nèi)嵌到網(wǎng)頁中。

申請步驟如下：

①登錄Google Maps API Key申請頁面

http://code.google.com/apis/maps/signup.html；

②將核取控件打勾，并將欲申請Google Mass API的網(wǎng)址填入

例如：http://my-web-design.blogspot.com/；

③按“Generate API Key”取得Key

最后分別會出現(xiàn)3個方塊：(a)你取得的Key；(b)你指定的URL；(c)一個范例。

范例中會有如下的片段：

其中粗體的部分就是你的Google地圖的Key。

（2）置放Google地圖Key到組件中

通過上一步可把剛剛申請到的Google Maps API Key置放入GmapFP組件中，如圖5所示。其中矩形框就是用戶填寫的Google Maps API Key位置，輸入相關(guān)區(qū)域經(jīng)緯度，就可以在自己的站點中發(fā)布Google Map地圖了。

圖5 GmapFP GoogleMap Key參數(shù)設(shè)置示意圖Fig.5 Setting up GmapFP GoogleMap Key parameters

（3）在JOOMLA平臺上安裝GmapFP組件

如何在JOOMLA中安裝GmapFP組件，可按以下步驟實現(xiàn)：

①首先到JOOMLA官方網(wǎng)站下載GmapFP for joomla1.5組件；

②點擊JOOMLA后臺Extensions菜單中的Install/Unisstall子菜單，即可進(jìn)行GmapFP組件的安裝；

③安裝完成后即可在JOOMLA后臺組件菜單中出現(xiàn)GmapFP功能菜單，如圖6所示。

圖6 GmapFP組件安裝示意圖Fig.6 GmapFP component installation

（4）流動地磁觀測臺網(wǎng)運行實例

通上以上方法獲取到Google map API Key后，采用GmapFP組件對全省流動地磁觀測臺網(wǎng)站點經(jīng)緯度進(jìn)行展布，就可得到如圖7所示的全省流動地磁臺網(wǎng)展布圖。

如果想繼續(xù)搜索所關(guān)心臺站的信息情況，可在搜索欄輸入臺站信息，即可得到該臺站的具體信息情況，并可將查詢出來的流動臺網(wǎng)詳細(xì)信息快速生成固定格式的文件打印出來（圖8）。

5.3 Akeeba backup技術(shù)在數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)的實現(xiàn)

Akeeba backup是JOOMA平臺中的一個備份組件，可以通過它來備份你的網(wǎng)站文件和數(shù)據(jù)庫，它可以把你的網(wǎng)站文件和數(shù)據(jù)庫做成一個壓縮包，還可以在這個壓縮包中嵌入一個安裝包。當(dāng)你的網(wǎng)站完全崩潰時，你可直接去使用它，而 Akeeba的備份文件去安裝和恢復(fù)你的網(wǎng)站都非常的方便。你可通過組件中的立即備份功能，即可快速備份網(wǎng)站數(shù)據(jù)庫。

圖7 流動地磁臺網(wǎng)測點展布示意圖Fig.7 Location of portable observation sites

圖8 流動地磁臺網(wǎng)測點信息查詢示意圖Fig.8 Information search system for portable observation sites

6 結(jié)束語

通過JOOMLA平臺的應(yīng)用，能夠快速高效的搭建基于WebGIS的流動地震臺網(wǎng)信息系統(tǒng)，有效地解決了傳統(tǒng)流動地震臺網(wǎng)信息數(shù)據(jù)的歸檔、保存和查閱，只需一個瀏覽器，打開即可顯示，并借助Google Map強(qiáng)大的地理信息做背景，快速生成動態(tài)的臺網(wǎng)信息，實現(xiàn)了流動地震臺網(wǎng)信息動態(tài)快速查詢，有利于監(jiān)測網(wǎng)點數(shù)據(jù)信息集中保存與備份，便于流動監(jiān)測測點的快速動態(tài)瀏覽與查詢，提高了地震工作人員的工作效率，適于在整個地震行業(yè)內(nèi)推廣。

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