基于Echarts技術(shù)的商洛市尾礦管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)

邢雪

（商洛學(xué)院經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，陜西商洛 726000）

商洛市位于陜南，地處中華水塔之稱的秦嶺山脈，是南水北調(diào)中線水源區(qū)，全市尾礦庫數(shù)量共計(jì)130余座[1]。由于尾礦庫信息化程度不高，導(dǎo)致尾礦庫安全管理受到嚴(yán)重制約，礦產(chǎn)企業(yè)的綠色發(fā)展也受到阻礙。同時，尾礦庫安全問題也成為影響水源地生態(tài)安全和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的限制性因素。因此，通過對尾礦庫的信息化管理，提高尾礦庫安全管理水平，對于保障商洛市的生態(tài)安全意義重大。國內(nèi)有學(xué)者在尾礦庫信息化領(lǐng)域做了一定的研究，如孫雅楠等[2]以HTML+CSS語言為基礎(chǔ)，開發(fā)了尾礦庫遠(yuǎn)程信息管理系統(tǒng)。田歡[3]開發(fā)了基于WebGIS的礦山安全標(biāo)準(zhǔn)化辦公系統(tǒng)。李爽[4]應(yīng)用GIS技術(shù)構(gòu)建環(huán)境應(yīng)急管理平臺，實(shí)現(xiàn)了對尾礦庫數(shù)據(jù)編輯、空間分析、尾礦庫潰壩模擬、災(zāi)害損失評價(jià)等功能。張鵬[5]、張鑫[6]實(shí)現(xiàn)了基于ArcGIS可視化尾礦庫信息管理系統(tǒng)，同時，李鋼[1]、余樂文[8]、于廣明[9]等實(shí)現(xiàn)了尾礦庫信息管理、周邊地理環(huán)境可視化，尾礦庫運(yùn)行狀態(tài)分析、潰壩演示、比在路線規(guī)劃等模塊。還有研究者利用熵權(quán)法、層次分析法、灰色關(guān)聯(lián)分析法、模糊綜合評價(jià)法、集對分析法等算法對尾礦庫安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行綜合評價(jià)，提高了尾礦庫綜合安全風(fēng)險(xiǎn)分析的有效性[10-12]。本文基于Echarts技術(shù)，建立了商洛市尾礦管理信息系統(tǒng)，旨在提高尾礦庫安全管理水平，為相關(guān)的管理及研究部門提供實(shí)時的尾礦資源信息及管理決策方案，對于保障南水北調(diào)中線水源地商洛市尾礦庫安全管理及周邊區(qū)域生態(tài)安全，具有十分重要的意義。

1 Echarts概述

Echarts是Enterprise Charts的縮寫，是百度的一個開源數(shù)據(jù)可視化技術(shù)，由Javascript開發(fā)的圖表庫，可提供扇形圖、統(tǒng)計(jì)圖、雷達(dá)圖等豐富的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)圖表，并支持多個坐標(biāo)系，可將數(shù)據(jù)在立體的層面顯示出來，底層依賴輕量級的Canvas庫ZRender。Echarts兼容性好，占用內(nèi)存資源少，對PC端和移動設(shè)備硬件要求不高；并能夠提供直觀，生動，可交互，可高度個性化定制的數(shù)據(jù)可視化圖表；同時能夠進(jìn)行拖拽重計(jì)算、數(shù)據(jù)視圖、值域漫游等，還可進(jìn)行后期的數(shù)據(jù)挖掘、整合等操作。

Echarts通過時間軸的控制改變當(dāng)前圖表綁定的option顯示當(dāng)前時間對應(yīng)的數(shù)據(jù)，可方便地實(shí)現(xiàn)實(shí)時數(shù)據(jù)的監(jiān)控效果，并且通過界面交互動態(tài)的顯示數(shù)據(jù)走向，更加便捷地獲取數(shù)據(jù)蘊(yùn)含的深層信息。Echarts地圖顯示采用模塊化單文件引入方式。由于顯示的大地圖屬于市級地圖，小地圖屬于縣級級別，所以地圖的加載是以加載對應(yīng)JSON數(shù)據(jù)的模式，大地圖JSON數(shù)據(jù)來源于網(wǎng)絡(luò)，小地圖JSON數(shù)據(jù)來自大地圖JSON數(shù)據(jù)的拆分；因此在系統(tǒng)界面部分可實(shí)現(xiàn)動態(tài)數(shù)據(jù)分布顯示，只需獲取數(shù)據(jù)，填入數(shù)據(jù)，ECharts會找到兩組數(shù)據(jù)之間的差異然后通過合適的動畫去表現(xiàn)數(shù)據(jù)的變化。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

商洛市尾礦資源管理信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)與難點(diǎn)就在于前臺頁面上的地圖顯示，以及地圖上尾礦庫經(jīng)緯度的分布顯示。地圖的顯示使用的是Echarts地圖，采用的是模塊化單文件引入方式。由于顯示的大地圖屬于市級地圖，小地圖屬于縣級，所以地圖的加載是以加載對應(yīng)JSON數(shù)據(jù)的模式實(shí)現(xiàn)的，大地圖JSON數(shù)據(jù)來源于網(wǎng)絡(luò)，小地圖JSON數(shù)據(jù)來自大地圖JSON數(shù)據(jù)的拆分。地圖上尾礦庫的顯示是通過對數(shù)據(jù)庫中讀取的尾礦庫信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將經(jīng)緯度轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的小數(shù)，利用Echarts地圖series屬性中的geoCoord屬性和markPoint中對應(yīng)的屬性，通過參數(shù)設(shè)置和數(shù)據(jù)的動態(tài)加載從而實(shí)現(xiàn)尾礦庫的動態(tài)分布顯示。

點(diǎn)擊尾礦庫出現(xiàn)紅色動態(tài)圓圈的效果以及大小地圖紅色動態(tài)效果的對應(yīng)均利用markPoint的動態(tài)屬性，需注意的是其數(shù)據(jù)的動態(tài)生成。此外，點(diǎn)擊地圖出現(xiàn)尾礦庫名稱列表的顯示是通過控制Div，然后動態(tài)加載尾礦庫數(shù)據(jù)，計(jì)算鼠標(biāo)點(diǎn)擊位置進(jìn)行顯示的。

2.1 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

商洛市尾礦資源管理信息系統(tǒng)的建設(shè)主要以圖形顯示、尾礦資源信息查詢?yōu)橹攸c(diǎn)。系統(tǒng)采用四層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：數(shù)據(jù)庫管理層、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)層、展示層、應(yīng)用層。具體如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)圖

具體功能為：

1）數(shù)據(jù)庫管理層：對空間數(shù)據(jù)庫和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行維護(hù)等操作，其主要包括數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的管理與發(fā)布以及索引映射等操作。本系統(tǒng)采用SQL Server數(shù)據(jù)庫完成數(shù)據(jù)管理工作。

2）網(wǎng)絡(luò)服務(wù)層：實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的請求與響應(yīng)，完成前端與后臺的信息交互。

3）展示層：對象為用戶和管理員，主要實(shí)現(xiàn)對空間數(shù)據(jù)的展示，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的動態(tài)更新，以及交互請求等提供交互界面。

4）應(yīng)用層：包含系統(tǒng)用戶端和部門用戶端。系統(tǒng)用戶端是系統(tǒng)管理員進(jìn)行修改、刪除、更新數(shù)據(jù)庫，GIS空間分析、數(shù)據(jù)編輯、動態(tài)檢測、儲量管理等。部門用戶端是實(shí)現(xiàn)部門業(yè)務(wù)相關(guān)數(shù)據(jù)的具體操作，如查詢、編輯等，以及相關(guān)管理部門和科研單位進(jìn)行查詢和監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)信息的社會化服務(wù)。

2.2 功能模塊

本系統(tǒng)基于Echarts技術(shù)，結(jié)合商洛市尾礦資源的實(shí)際管理及研發(fā)需求，對系統(tǒng)的各個功能模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)主要功能模塊如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

圖形查詢模塊：主要實(shí)現(xiàn)地圖信息共享與數(shù)據(jù)交互操作等功能。根據(jù)商洛市主要礦區(qū)的尾礦資源，用戶通過網(wǎng)絡(luò)可以對尾礦資源的地質(zhì)圖、地形圖以及尾礦的現(xiàn)狀圖等進(jìn)行放大、縮小、測量、信息查詢等基本操作，同時可進(jìn)行空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的交互查詢等操作。對于用戶選擇的區(qū)域，界面會顯示所對應(yīng)點(diǎn)的名稱及最新的相關(guān)資源信息，這些信息還會以表格的形式顯示在界面上。

尾礦庫綜合安全評價(jià)模塊：本模塊根據(jù)尾礦庫安全因素的不確定性，提出一種尾礦庫安全評價(jià)方法，通過該方法可以向用戶提供安全決策支持。具體實(shí)現(xiàn)方法如下：先根據(jù)商洛市尾礦庫的特點(diǎn)，通過分析尾礦庫統(tǒng)計(jì)事故確定影響尾礦庫安全因素，并通過相關(guān)算法進(jìn)行關(guān)聯(lián)度分析，建立安全評價(jià)指標(biāo)體系。進(jìn)而通過模糊理論建立考慮多因素的尾礦庫綜合安全評價(jià)模型，通過分析模型，確定每個影響尾礦庫安全因素的評判標(biāo)準(zhǔn)的因素等級，最后按照評判標(biāo)準(zhǔn)，找到各因素在不同的值段對各評判等級的隸屬程度，并確定其隸屬度的函數(shù)關(guān)系，最終得出安全評價(jià)結(jié)果，為后續(xù)的安全決策提供技術(shù)支持[13]。

數(shù)據(jù)更新模塊：尾礦資源管理系統(tǒng)需要實(shí)時的向用戶端提供最新的尾礦資源信息等資料，數(shù)據(jù)更新模塊主要實(shí)現(xiàn)對商洛市各個礦山的尾礦資源信息進(jìn)行實(shí)時更新，此模塊的主要數(shù)據(jù)可通過各礦山的管理員進(jìn)行數(shù)據(jù)更新、編輯、修改等操作獲取。

屬性查詢模塊：主要提供礦山管理人員以及管理部門和科研單位對尾礦資源的信息查詢。屬性查詢功能主要實(shí)現(xiàn)的是圖形數(shù)據(jù)庫與屬性數(shù)據(jù)庫實(shí)時交互查詢，并在地圖界面上顯示查詢的具體屬性信息。為方便用戶的查詢使用，地圖界面上可通過對查詢的結(jié)果區(qū)域進(jìn)行紅線標(biāo)識或者高亮閃爍等功能提示。其中，尾礦庫經(jīng)緯度等地圖信息均存儲在后臺數(shù)據(jù)庫中，系統(tǒng)中地圖的顯示是通過對數(shù)據(jù)庫中讀取的尾礦庫信息數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼處理后，再利用Echarts動態(tài)加載出來，從而實(shí)現(xiàn)尾礦庫的動態(tài)分布顯示。

統(tǒng)計(jì)分析模塊：對尾礦資源管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，如實(shí)時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析等，以及對尾礦資源的檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘等方法，最終得到能夠反映當(dāng)前尾礦資源運(yùn)行狀況以及預(yù)警等有關(guān)信息。

消息推送模塊：通過數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析后，將分析結(jié)果按照不同的需求，向不同的用戶進(jìn)行消息推送，以達(dá)到提醒和提前預(yù)知預(yù)防的作用。

系統(tǒng)管理模塊：主要實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行安全性進(jìn)行設(shè)置，管理專業(yè)用戶角色及操作權(quán)限，用戶資料管理及維護(hù)記錄管理等。

2.3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)采用Echarts技術(shù)，SQLServer數(shù)據(jù)庫、Web Services技術(shù)、NET Framework 技術(shù)，體系結(jié)構(gòu)采用B/S構(gòu)架模式，以研究商洛市礦產(chǎn)地理?xiàng)l件以及尾礦資源分布、處理及再利用的技術(shù)方法為目的，完成商洛市尾礦資源管理信息系統(tǒng)的建設(shè)；通過對商洛市尾礦資源信息和地理數(shù)據(jù)的結(jié)合以及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的共享，實(shí)現(xiàn)尾礦資源信息地圖查詢和發(fā)布、尾礦庫綜合安全評價(jià)、數(shù)據(jù)更新和管理、統(tǒng)計(jì)分析以及消息推送等模塊；為商洛市尾礦資源管理及研究工作提供一個高效直觀的信息共享服務(wù)平臺，并為有關(guān)管理和科研部門決策提供技術(shù)支持。

目前已完成商洛市尾礦庫信息的基本展示，可供相關(guān)部門及機(jī)構(gòu)方便查詢，圖3為某區(qū)域尾礦庫后臺管理界面。

圖3 某區(qū)域尾礦庫后臺管理界面

3 結(jié)語

尾礦庫信息化程度是尾礦庫安全管理水平的一項(xiàng)重要指標(biāo)，也成為礦產(chǎn)企業(yè)的綠色發(fā)展水平和水源地生態(tài)安全和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的重要影響因素。本文通過Echarts技術(shù)實(shí)現(xiàn)商洛市尾礦資源管理信息系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)圖形顯示、信息查詢、統(tǒng)計(jì)分析及消息推送等功能；并提出了考慮多因素的尾礦庫綜合安全評價(jià)模型，旨在為相關(guān)的管理及研究部門提供實(shí)時有效的尾礦資源信息及管理決策方案。本系統(tǒng)測試完成后會應(yīng)用在陜西省尾礦資源綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室服務(wù)器上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。將運(yùn)行積累的數(shù)據(jù)進(jìn)行尾礦資源數(shù)據(jù)挖掘等深度分析，本系統(tǒng)還需進(jìn)一步完成。