基于MapGIS組件式開發(fā)的河南省滑坡監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

廖 婧，潘以恒，吳麗清，張 偉

(1．中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)信息工程學(xué)院，湖北武漢430074;2．中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)工程學(xué)院，湖北武漢430074;3．河南省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院，河南鄭州450016)

基于MapGIS組件式開發(fā)的河南省滑坡監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

廖 婧1，潘以恒2，吳麗清2，張 偉3

(1．中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)信息工程學(xué)院，湖北武漢430074;2．中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)工程學(xué)院，湖北武漢430074;3．河南省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院，河南鄭州450016)

以河南省幾處滑坡隱患點為研究對象，根據(jù)工程地質(zhì)勘查與現(xiàn)場監(jiān)測資料，基于MapGIS組件式開發(fā)技術(shù)和ZedGraph繪圖技術(shù)設(shè)計開發(fā)了河南省滑坡監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用MapGIS提供的控件和組件搭建了一個簡易的、可交互的GIS平臺，并在建立災(zāi)害監(jiān)測點動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)查詢功能的基礎(chǔ)上，通過9種常用的滑坡災(zāi)害預(yù)報模型，實現(xiàn)了不同滑動階段下滑坡的預(yù)測預(yù)報，從而從時空上實現(xiàn)了對滑坡災(zāi)害的全面監(jiān)測預(yù)警，同時通過SQL Server數(shù)據(jù)和MapGIS數(shù)據(jù)的結(jié)合以及MapGIS COM組件的應(yīng)用，實現(xiàn)了從監(jiān)測數(shù)據(jù)采集、計算分析到預(yù)警發(fā)布流程的自動化，為河南省滑坡災(zāi)害的防災(zāi)減災(zāi)工作提供了決策依據(jù)。

滑坡;監(jiān)測;預(yù)警系統(tǒng);MapGIS

河南省橫跨我國南北地質(zhì)地理分界線和氣候過渡帶，地形地貌類型多樣，地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜，是我國中部地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)省份之一。據(jù)不完全統(tǒng)計，2001—2010年河南省共發(fā)生突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害1 202起，其中滑坡753起［1］。

隨著計算機的普及，地理信息系統(tǒng)的引入，滑坡預(yù)測預(yù)報研究逐漸分為理論模型的研究和應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)建兩類，并且越來越多的學(xué)者開始設(shè)計和開發(fā)滑坡預(yù)報預(yù)警系統(tǒng)。如李東山等［2］基于GIS平臺開發(fā)了擁有20多種滑坡預(yù)報模型，同時能修正完善預(yù)報參數(shù)和預(yù)報結(jié)果的滑坡預(yù)報系統(tǒng);李邵軍等［3］將滑坡監(jiān)測、三維可視化和GIS三者結(jié)合，建立了三維滑坡監(jiān)測信息系統(tǒng)，實現(xiàn)了滑坡監(jiān)測信息與監(jiān)測場址三維地理信息的綜合表達，為滑坡監(jiān)測和監(jiān)測成果分析提供了一個可視化的信息平臺;張桂榮等［4］根據(jù)浙江省淳安等4個縣的歷史滑坡資料，建立了滑坡時空分布與降雨過程的統(tǒng)計關(guān)系，并在確定區(qū)域性滑坡的臨界降雨量和降雨強度閥值的基礎(chǔ)上，開發(fā)了降雨型滑坡預(yù)報預(yù)警系統(tǒng);張像源等［5］以河北省太行山地區(qū)為研究區(qū)，利用層次分析法和專家評分模型建立了滑坡預(yù)警評價指標(biāo)體系，并在GIS技術(shù)的支持下，開發(fā)了滑坡預(yù)警分析系統(tǒng);李長江等［6］根據(jù)浙江省1 257個雨量觀測站的十年日降雨量數(shù)據(jù)和同期1 000處滑坡(泥石流)的災(zāi)害數(shù)據(jù)，通過對地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、地形、地貌、已知滑坡災(zāi)害點分布等資料的綜合分析，研制了集GIS與SVPANN于一體的區(qū)域群發(fā)性滑坡災(zāi)害概率預(yù)報系統(tǒng)(LAPS);朱龍彪等［7］結(jié)合地面中尺度自動觀測系統(tǒng)的雨量實況與高精度的WRF數(shù)值預(yù)報雨量格點產(chǎn)品，在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和GIS的支持下，實現(xiàn)了預(yù)報員快速主觀訂正的寧波市突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報預(yù)警系統(tǒng);董元等［8］設(shè)計了三峽庫區(qū)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警信息管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)可對各類地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警信息進行數(shù)據(jù)采集管理、分析評價和信息發(fā)布;王威等［9］在研究利用TIN方法建立地質(zhì)體模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合監(jiān)測數(shù)據(jù)和三維地質(zhì)體模型，利用基于時間序列的方法對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行預(yù)測分析，形成了一套完整的三維滑坡災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng);郭承燕等［10］運用數(shù)據(jù)庫、ArcGIS Server、AJAX遠程調(diào)用、網(wǎng)頁局部刷新和地圖緩存等技術(shù)，融合GIS功能與滑坡預(yù)測預(yù)報業(yè)務(wù)功能，開發(fā)了南京市滑坡災(zāi)害預(yù)測預(yù)報信息共享平臺，該平臺可以動態(tài)、科學(xué)地管理滑坡基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和實時氣象數(shù)據(jù)，并可結(jié)合南京市實時降雨數(shù)據(jù)對滑坡進行預(yù)測預(yù)報，實時在線發(fā)布預(yù)報結(jié)果。

上述這些滑坡預(yù)測預(yù)報系統(tǒng)有的是基于Arc-GIS開發(fā)，有的是基于MapGIS開發(fā);有的著重于預(yù)報模型的創(chuàng)新性和準(zhǔn)確性，有的著重于系統(tǒng)功能的完整性和先進性;有的引入三維技術(shù)，在可視化方面下功夫，有的引入WEB技術(shù)，加強系統(tǒng)的共享性。

綜上所述，國內(nèi)對基于GIS二次開發(fā)的滑坡預(yù)測預(yù)報系統(tǒng)已開展了較多的研究，但目前多數(shù)滑坡預(yù)測系統(tǒng)的預(yù)報模型較為單一，無法對處于不同滑動階段下的滑坡進行準(zhǔn)確預(yù)報，同時在對實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的及時反饋以及預(yù)警發(fā)布的時效性上也存在一定不足。為此，本文結(jié)合MapGIS K9引入的空間數(shù)據(jù)庫概念，采用當(dāng)前最先進的空間數(shù)據(jù)管理技術(shù)，運用MapGIS K9 SP3的COM組件構(gòu)建了河南省滑坡監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)以滑坡災(zāi)害監(jiān)測點的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)查詢功能為基礎(chǔ)，通過9種常用的滑坡災(zāi)害預(yù)報模型實現(xiàn)了滑坡臨滑預(yù)報、短臨預(yù)報和中長期預(yù)報，相較于以前的滑坡預(yù)警系統(tǒng)，在適用性、時效性上均有一定的提升。

1 系統(tǒng)設(shè)計

河南省滑坡監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)是以動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以滑坡預(yù)報模型為核心，以GIS技術(shù)為支撐，實現(xiàn)滑坡預(yù)報預(yù)警的軟件系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用C#面向?qū)ο笳Z言，利用數(shù)據(jù)庫、MapGIS二次開發(fā)和ZedGraph繪圖等技術(shù)方法，完成如下目標(biāo):①實現(xiàn)監(jiān)測點信息瀏覽，包括滑坡監(jiān)測點的基本信息和監(jiān)測數(shù)據(jù);②在動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，采用9種常用的滑坡災(zāi)害預(yù)報模型實現(xiàn)滑坡預(yù)報;③在動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，采用3種判據(jù)和綜合判據(jù)分析實現(xiàn)滑坡預(yù)警。

1．1 系統(tǒng)架構(gòu)

河南省滑坡監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)由下至上分為數(shù)據(jù)層、邏輯層和表示層，如圖1所示。

該系統(tǒng)通過ODBC組件訪問SQL Server數(shù)據(jù)庫，以獲取滑坡監(jiān)測點的動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù);通過Map-GIS二次開發(fā)組件訪問MapGIS數(shù)據(jù)庫，以獲取滑坡監(jiān)測點的基本信息。動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)在邏輯層中進行數(shù)據(jù)預(yù)處理、預(yù)報模型計算和預(yù)警判據(jù)評判;數(shù)據(jù)計算完畢，通過對話框以文字、折線圖和列表的形式向用戶展示。

系統(tǒng)主界面以表示GIS數(shù)據(jù)的MapGIS控件為主，交互對話框用于用戶設(shè)置參數(shù)、選擇監(jiān)測時間等。

1．2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息

河南省滑坡監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)有兩類數(shù)據(jù)，分別是SQL Server數(shù)據(jù)庫的監(jiān)測數(shù)據(jù)和MapGIS數(shù)據(jù)庫的滑坡數(shù)據(jù)，詳見表1。

圖1 河南省滑坡監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig．1 System structure diagram of the landslide monitoring and early warning system in Henan Province

表1 河南省滑坡監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息Table 1 Data information of the landslide monitoring and early warning system in Henan Province

系統(tǒng)數(shù)據(jù)之間的邏輯關(guān)系如下:

(1)根據(jù)“滑坡點”的屬性“滑坡名”加載對應(yīng)的MapGIS數(shù)據(jù)集。

(2)根據(jù)“監(jiān)測設(shè)施．WT”的屬性“站點編號”查詢SQL Server數(shù)據(jù)表——設(shè)施類型為“GPS監(jiān)測點”的查詢“GPS監(jiān)測數(shù)據(jù)”，設(shè)施類型為“降雨量監(jiān)測點”的查詢“降雨量監(jiān)測數(shù)據(jù)”。

1．3 系統(tǒng)功能模塊

河南省滑坡監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)具體劃分為4個功能模塊，分別是監(jiān)測點、預(yù)處理、滑坡預(yù)報和滑坡預(yù)警，如圖2所示。

圖2 河南省滑坡監(jiān)測預(yù)警功能模塊圖Fig．2 Function module diagram of the landslide monitoring and early warning system in Henan Province

1．3．1 監(jiān)測點模塊

監(jiān)測點模塊包含屬性瀏覽、位移時序圖、高程時序圖和移動軌跡圖4個功能。其中，屬性瀏覽功能向用戶展示監(jiān)測點信息并羅列其在某段時間內(nèi)的監(jiān)測數(shù)據(jù);位移時序圖功能向用戶展示監(jiān)測點在某段時間內(nèi)的位移曲線;高程時序圖功能向用戶展示監(jiān)測點在某段時間內(nèi)的高程曲線;移動軌跡圖功能在地圖上繪制監(jiān)測點在某段時間內(nèi)的移動軌跡。

1．3．2 預(yù)處理模塊

監(jiān)測數(shù)據(jù)在監(jiān)測過程中易受到外界隨機因素的影響，位移數(shù)據(jù)可能出現(xiàn)較大波動，進而導(dǎo)致滑坡預(yù)報失敗。為了排除隨機因素的干擾，需對位移數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，常用的數(shù)據(jù)預(yù)處理方法有等間距法、歸一化法、非負(fù)累加法和階躍函數(shù)法。如果監(jiān)測數(shù)據(jù)的時間間隔不相等，需要對其進行等間隔化處理［11］;如果監(jiān)測數(shù)據(jù)處于不同量綱，需要對其進行歸一化處理，以消除數(shù)據(jù)間的量綱影響;如果監(jiān)測數(shù)據(jù)波動較大，需要對其進行非負(fù)累加處理，使得數(shù)據(jù)非負(fù)且具有指數(shù)形態(tài)［12］;如果監(jiān)測數(shù)據(jù)產(chǎn)生階梯狀突躍，需要對其利用非均勻濾波方法進行處理，并通過階躍函數(shù)剔除外營力引起的暫時性位移變化［13］。

預(yù)處理模塊包括等間距法、歸一化法、非負(fù)累加法和階躍函數(shù)法4個功能，每個功能代表一個預(yù)處理方法。數(shù)據(jù)處理完畢后以折線圖的形式向用戶展示處理后的位移曲線。

1．3．3 滑坡預(yù)報模塊

根據(jù)滑坡破壞時間，滑坡預(yù)報可分為長期預(yù)報、中期預(yù)報、短期預(yù)報和臨滑預(yù)報4個階段，對應(yīng)的預(yù)報單位分別為年、月、天和小時［14］。

常用的預(yù)報模型有齋藤迪孝模型［15］、協(xié)同預(yù)報模型［16］、Verhulst模型［15-17］、Verhulst反函數(shù)模型［15，17］、龔帕茲曲線模型［17］、尖點突變模型［18-19］、非線性回歸分析模型［12，20］、灰色 GM(1，1)模型［12，15，17］、指數(shù)平滑模型［12，15-16］等。

滑坡預(yù)報模塊按照預(yù)報模型的適用性將滑坡預(yù)報分為臨滑預(yù)報、短臨預(yù)報和中長期預(yù)報3個子模塊。其中，臨滑預(yù)報有齋藤迪孝模型和協(xié)同預(yù)報模型;短臨預(yù)報有Verhulst模型、Verhulst反函數(shù)模型和龔帕茲曲線模型;中長期預(yù)報有尖點突變模型、非線性回歸分析模型、灰色GM(1，1)模型和指數(shù)平滑模型。每個功能代表一個預(yù)報模型，模型計算完畢后以折線圖或文字的形式向用戶展示預(yù)報結(jié)果。

1．3．4 滑坡預(yù)警模塊

滑坡預(yù)警判據(jù)大致分為三大類，分別是安全系數(shù)和可靠概率判據(jù)、變形速率判據(jù)、綜合信息預(yù)報判據(jù)［18］。本文依據(jù)河南省的實際情況，采用變形速率、位移加速度和臨界降雨強度(日降雨強度)為滑坡預(yù)警判據(jù)?；骂A(yù)警等級分為三級，由危險至安全分別為紅色預(yù)警、橙色預(yù)警和綠色安全，滑坡預(yù)警等級的缺省取值見表2。

表2 滑坡預(yù)警等級的缺省值Table 2 Default values of the landslide early warning levels

滑坡預(yù)報模塊僅包含判據(jù)評判功能，根據(jù)用戶所選判據(jù)進行評判后向用戶展示預(yù)警結(jié)果。用戶可采取系統(tǒng)的缺省預(yù)警等級，也可根據(jù)實際情況自行設(shè)置。

2 系統(tǒng)實現(xiàn)

2．1 系統(tǒng)實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)

2．1．1 MapGIS二次開發(fā)技術(shù)

MapGIS K9是新一代面向網(wǎng)絡(luò)的超大型分布式地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件開發(fā)平臺，它提供了一套完整且功能齊全的組件和控件，便于開發(fā)人員進行GIS應(yīng)用開發(fā)。

開發(fā)人員使用下述控件，可以簡單地實現(xiàn)GIS的可視化和數(shù)據(jù)管理功能。

(1)MxWorkSpace為工作空間控件，主要用于對數(shù)據(jù)以及資源進行管理，通過該控件可對地圖文檔進行操作，包括新建、打開、關(guān)閉、保存等。

(2)MapXView為地圖可視化控件，主要用于地圖的顯示，該控件是MapGIS的地圖顯示視圖，可顯示用戶添加的地圖數(shù)據(jù)。

(3)MxDocTreeView為文檔樹控件，該控件把地圖以樹形結(jié)構(gòu)顯示出來，并且控件封裝了對地圖的常規(guī)操作，如添加、刪除地圖，添加、刪除圖層等。

(4)MxEditControl為編輯適配器控件，通過該控件可以把一些通用編輯功能加載到應(yīng)用系統(tǒng)中。

開發(fā)人員靈活使用下述組件，可以簡單地實現(xiàn)MapGIS的矢量數(shù)據(jù)管理功能。

(1)mapXBase為地圖管理及可視化組件，主要提供了地圖和圖層相關(guān)的操作，以及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換和自定義繪圖方面的功能。

(2)mc_basObj7Lib為基本對象定義及管理組件，提供了如要素、屬性結(jié)構(gòu)、屬性等基本對象的定義。

(3)mc_basXcls7Lib為矢量空間數(shù)據(jù)管理組件，提供了簡單要素類、注記類等基本矢量類和數(shù)據(jù)集的定義及操作。

2．1．2 ZedGraph繪圖技術(shù)

ZedGraph是一個創(chuàng)建任意數(shù)據(jù)圖表的類庫，并對開發(fā)人員提供了用戶控件。一般使用ZedGraph的繪圖過程如下:

(1)將ZedGraphControl控件拖拽至窗體中，通過控件對象ZedGraphControl對其進行操作。

(2)通過ZedGraphControl．GraphPane獲取折線圖的圖像面板，并設(shè)置圖像標(biāo)題、坐標(biāo)軸標(biāo)題等信息。

(3)將繪圖數(shù)據(jù)以坐標(biāo)點的形式添加到點隊列PointPairList類的對象中，再將其添加到圖像面板上。

(4)通過ZedGraphControl更新圖像的坐標(biāo)軸。

ZedGraph類庫可以繪制折線圖、柱狀圖、餅狀圖等，具有高靈活性。開發(fā)人員可以修改圖表的每個層面，還可以選擇適當(dāng)?shù)谋壤秶?、步長和尺寸等。

2．2 系統(tǒng)的代碼結(jié)構(gòu)

根據(jù)面向?qū)ο笳Z言的基本特征和軟件工程思想，本文開發(fā)了代碼結(jié)構(gòu)如圖3所示的軟件系統(tǒng)。

2．2．1 靜態(tài)類

靜態(tài)類因其不能實例化，一般作為不需要任何實例的工具類。在靜態(tài)類外部通過“類名．函數(shù)名(參數(shù)列表)”的形式調(diào)用靜態(tài)類的成員函數(shù)。

圖3 系統(tǒng)的代碼結(jié)構(gòu)Fig．3 Code structure of the system

系統(tǒng)有DataBase和Compute兩個靜態(tài)類，分別定義在 DataBase．cs和 Compute．cs兩個文件中。DataBase類負(fù)責(zé)與SQL Server數(shù)據(jù)庫交互，其成員函數(shù)包括連接數(shù)據(jù)庫、斷開數(shù)據(jù)庫、根據(jù)關(guān)鍵字查詢數(shù)據(jù)庫等。Compute類用于數(shù)學(xué)模型計算，其成員函數(shù)包括4個預(yù)處理方法、9種滑坡預(yù)報模型和計算這些模型方法時的矩陣運算等。

2．2．2 對話框

系統(tǒng)有兩類對話框，一類是根據(jù)用戶需求自定義的對話框，其本質(zhì)是窗體;另一類是通過調(diào)用Messagebox類的成員函數(shù)MessageBox．Show()彈出的對話框。本文在此僅對一類對話框進行討論DrawChartDlg對話框通過switch分支語句調(diào)用Compute類的預(yù)處理方法和預(yù)報模型的函數(shù)以計算繪圖數(shù)據(jù)，再使用ZedGraph類庫繪制折線圖，其效果圖見圖4。

圖4 DrawChartDlg對話框的效果圖Fig．4 Effect diagram of DrawChartDlg

除了DrawChartDlg對話框，系統(tǒng)還有其他自定義對話框，如BrowseAttDlg對話框用于瀏覽監(jiān)測點信息和指定日期范圍內(nèi)該監(jiān)測點的監(jiān)測數(shù)據(jù);Early-WarningDlg對話框用于選擇預(yù)警判據(jù)和設(shè)置判據(jù)閾值;SetDateRangeDlg對話框用于設(shè)置日期范圍，系統(tǒng)根據(jù)用戶選擇的日期范圍從數(shù)據(jù)庫中讀取對應(yīng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)。

2．2．3 窗體

系統(tǒng)啟動后，顯示如圖5所示的LoginForm窗體。當(dāng)用戶點擊“登錄”按鈕，系統(tǒng)隱藏LoginForm窗體并顯示如圖6所示的MainForm窗體，此時窗體的地圖視圖顯示“底圖”數(shù)據(jù)集。

圖5 系統(tǒng)登錄窗體Fig．5 Login Form of the system

圖6 滑坡隱患點Fig．6 Potential points of landslide

當(dāng)用戶拉框選擇一個滑坡隱患點，系統(tǒng)加載并顯示與滑坡名對應(yīng)的MapGIS數(shù)據(jù)集(見圖7)，此時窗體顯示隱藏的文檔樹控件，并將菜單欄的所有菜單項變?yōu)榭捎?Enable)。

3 系統(tǒng)應(yīng)用

圖7 系統(tǒng)主窗體Fig．7 Main Form of the system

河南省滑坡監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)自研發(fā)后，已投入到滑坡隱患點預(yù)報預(yù)警的使用當(dāng)中。據(jù)滑坡監(jiān)測數(shù)據(jù)分析報告，目前滑坡幾個隱患點尚未出現(xiàn)明顯的位移增大趨勢，因此系統(tǒng)暫時以中長期預(yù)報功能為主。在該系統(tǒng)適宜性和模型精度方面，以每個滑坡的某一監(jiān)測點為研究對象，對同一個研究對象選擇同一時間段的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并分別采用非線性回歸分析模型、灰色GM(1，1)模型和指數(shù)平滑模型對滑坡進行位移預(yù)測。

本文選取滑坡_001的GPS6監(jiān)測點自2014年4月29日至2014年11月30日的監(jiān)測數(shù)據(jù)，采用以上三種預(yù)報模型對滑坡進行位移預(yù)測，并與實際位移監(jiān)測數(shù)據(jù)進行對比，其結(jié)果見圖8。

圖8 滑坡_001監(jiān)測點GPS6的位移預(yù)測結(jié)果Fig．8 Displacement prediction results of the monitoring point GPS6 for the landslide_001

由圖8可見:對于滑坡_001監(jiān)測點GPS6，指數(shù)平滑模型預(yù)測精度最高，滑坡位移預(yù)測值與實測值最為接近，最適用于滑坡_001的位移預(yù)測;非線性回歸分析模型的預(yù)測值偏大，適宜性一般;灰色GM(1，1)模型的滑坡位移預(yù)測值比實測值偏大10～11 mm，且在±15 mm范圍內(nèi)，模型可用但效果不佳。

此外，本文還對其余7個滑坡進行了位移預(yù)測與分析，得到如下結(jié)論:

(1)非線性回歸模型對滑坡_003和滑坡_007的預(yù)測精度最高，適宜性最強，對滑坡_002的預(yù)測精度較高，適宜性一般。

(2)灰色GM(1，1)模型對滑坡_004的預(yù)測精度最高，適宜性最強。

(3)指數(shù)平滑模型對滑坡_002、滑坡_005、滑坡_006和滑坡_008的預(yù)測精度最高，適宜性最強。

4 結(jié)論與建議

本文根據(jù)河南省滑坡災(zāi)害的特點，設(shè)計并開發(fā)了河南省滑坡災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)實現(xiàn)了河南省滑坡隱患點預(yù)報預(yù)警功能。該系統(tǒng)具有如下特征:

(1)系統(tǒng)在滑坡隱患點的中長期位移預(yù)測預(yù)報中具有良好的實用性，每個隱患點都有與之相適宜的預(yù)報模型可供使用。

(2)滑坡各個隱患點最適宜的預(yù)報模型得到的位移預(yù)測值與實測值偏差基本在15%以內(nèi)，精度可達85%～90%，精度較高。

(3)系統(tǒng)基本滿足滑坡隱患點中長期位移預(yù)測的需求，能夠有效地利用隱患點現(xiàn)場采集的監(jiān)測數(shù)據(jù)對隱患點進行預(yù)報預(yù)警，具有一定的實際意義和實用價值。

為了提高河南省滑坡災(zāi)害預(yù)報的精度及預(yù)警系統(tǒng)的實用性，建議在以下方面加以改進:

(1)優(yōu)化現(xiàn)有預(yù)報模型，提高模型計算精度。(2)添加新的預(yù)報模型，并結(jié)合現(xiàn)有的預(yù)報模型建立滑坡預(yù)報模型庫。

(3)根據(jù)滑坡的實際情況，研究每種滑坡預(yù)報模型的適宜性，并在系統(tǒng)中提示用戶選擇最優(yōu)模型。

(4)研究系統(tǒng)人機交互方式，設(shè)計更高效、更人性化的交互界面。

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Design and Implementation of Landslide Monitoring and Early Warning System in Henan Province Based on MapGIS Component Development

LIAO Jing1，PAN Yiheng2，WU Liqing2，ZHANG Wei3
(1．School of Information Engineering，China University of Geosciences，Wuhan430074，China; 2．Faculty of Engineering，China University of Geosciences，Wuhan430074，China; 3．Henan Institute of Geological Environment Monitoring，Zhengzhou450016，China)

For several landslide hazards in Henan Province，this paper designs and develops the landslide monitoring and early warning system based on the technology of MapGIS component development and ZedGraph graphics according to the engineering geological exploration and field monitoring data．The system uses the controls and components provided by MapGIS to build a simple and interactive GIS platform．With the function of querying the dynamic monitoring data of disaster monitoring points，the system applies nine common landslide prediction models which are suitable for different sliding stages of landslides，and implements a comprehensive monitoring and early warning for landslide hazards in both time and space．Through combination of SQL Server data and MapGIS data and application of the COM components in MapGIS，the system realizes the automatic process from monitoring data collection，calculation and analysis to early warning release．The system can provide decision-making basis for disaster prevention and mitigation of landslide disasters in Henan Province．

landslide;monitoring;early warning system;MapGIS

X924;P642．22

ADOI:10．13578/j．cnki．issn．1671-1556．2016．05．021

1671-1556(2016)05-0126-07

2016-02-01

2016-03-05

中國地質(zhì)局地質(zhì)調(diào)查項目(KH146004)

廖 婧(1990—)，女，碩士研究生，主要研究方向為GIS技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害研究中的應(yīng)用。E-mail:229013811@qq．com