基于 GIS的土石坝安全评价系统设计与实现

习永强,李天文,程晨健

(西北大学 城市与环境学院,陕西西安 710127)

现阶段,今年是我国十二五规划的第一年,水利建设作为今年的中央一号文件,是发展的重中之重。对土石坝的安全评价作为水利建设一个重要组成部分,也就成为现阶段的一次重要任务。为加强土石坝安全管理,保障人民生命财产安全和建设事业的顺利发展,中央政府和地方各级政府加强了水利信息化的建设。[1]基于 GIS的土石坝安全监测会商系统正是水利信息化建设的一部分,该系统可以对土石坝及水库的一系列信息进行采集、存储、处理以及模拟等,除了这些基本功能之外,会商系统区别于其他系统最重要的一点是该系统可以实现多个专家同时进行在线评估,然后由会议主持人总结所有专家的评估得出相关结论,以对土石坝的安全风险管理起到决策支持作用。[2]

1 开发平台及技术

1.1 ASP.NET简介

ASP是A ctive Server Page的缩写,意为“动态服务器页面”。ASP是微软公司开发的代替 CGI脚本程序的一种应用,它可以与数据库和其它程序进行交互,是一种简单、方便的编程工具。ASP的网页文件的格式是.asp,现在常用于各种动态网站中,ASP是一种服务器端脚本编写环境,可以用来创建和运行动态网页或 Web应用程序。[3]ASP网页可以包含 HTML标记、普通文本、脚本命令以及 COM组件等。利用ASP可以向网页中添加交互式内容(如在线表单),也可以创建使用 HTML网页作为用户界面的 web应用程序。

1.2 SQL SERVER 2005

SQL是英文 Structured Query Language的缩写,意思为结构化查询语言。SQL语言的主要功能就是同各种数据库建立联系,进行沟通。按照 ANSI(美国国家标准协会)的规定,SQL被作为关系型数据库管理系统的标准语言。SQL语句可以用来执行各种各样的操作,例如更新数据库中的数据,从数据库中提取数据等。目前,绝大多数流行的关系型数据库管理系统,如 Oracle,Sybase,Microsoft SQL Server,Access等都采用了SQL语言标准。[4]虽然很多数据库都对 SQL语句进行了再开发和扩展,但是包括 Select,Insert,Update,Delete,Create,以及 Drop在内的标准的 SQL命令仍然可以被用来完成几乎所有的数据库操作。

2 系统简介

2.1 主要功能

该系统主要功能有:

(1)热点属性信息的查询

(2)历史水位信息的动态模拟显示

(3)专家异地会商

(4)会议主持(管理员)

系统通过这些功能,实现网上信息的快速共享与传递,最终对土石坝管理工作起到决策支持作用。

2.2 主要界面

该系统的主界面如图 1所示:

图1 主界面

2.3 主要平台

开发语言:Asp.Net

数据库:Sq l Server 2005

开发环境:M icrsoft Visual Stidio 2005

3 系统设计实现

3.1 专家评分系统

1)相关操作

专家登录以后,可以进入到专家评分界面 hshsystem.aspx,专家根据所列出的项目点击后面的“开始评分”进行评分,评分依据是根据专家自身的专业知识经验及每个项目的权重值,点击“确定”后专家的评分信息就录入到数据库,点击“评分结果”可以查看当前的评分结果,以及系统根据现阶段的评估值判断出的安全等级、辅助决策等。会议支持人登录后进入管理系统可以对评分系统进行综合管理,如对评估过程的控制等。其总体流程如图 3-1所示:

图2 专家评估系统流程图

2)实现过程:

在专家评估模块中,主要是数据库的绑定、数据表的更新和计算、风险等级的判断及辅助决策等。界面如图 3所示:

GridView与 SQL SERVER里数据表的绑定是通过代码编写实现的,通过对 GridView的编辑列选项对显示的字段进行绑定,使得在 GridView中选择性的显示某些字段或者隐藏某些字段。然后在 GridView中添加CommandField字段,选择编辑列并添加到 GridView中,并为编辑字段编写程序语言。再将某些不需要编辑的绑定列的 ReadOn ly属性设置为 true,以为了不对该字段进行编辑操作。

为了验证专家在评估过程中输入的值是否符合该字段中数据库中的数据类型,这里也同样用到了 CompareValidator验证控件,当输入数据不符合特定数据类型时,会显示提示信息。

图3 专家评估模块界面

专家对各项评分的输入值称为标准分,该项的得分为标准分与该项权重值的乘积。[5]评分结束后点击“评分结果”查看各项当前评分的平均值。平均值先是从数据库里计算当前已有几位专家进行评分,再根据数据库里的总值除以评分完成的人数所得。最终系统根据各项平均值的和算出总体的值,用以判断更高层次的风险等级以及土石坝的整体安全风险等级。

在该模块中,管理员的作用也非常重要,管理员起到对评估过程的控制作用。管理员通过首页登录进入管理系统界面。点击“开始评分”后系统将对后台数据库里的相关数据进行初始化,以便于得到更加可靠性的数据。管理员还可以查看当前完成评分的评委人数、当前评分的整体情况、以及整体的风险等级等内容,从而更好的把握评估过程的稳定性。

3.2 热点属性信息查询

1)相关操作

用户通过点击网页上的热点,可以动态的链接到数据库,查看该点的属性数据。例如,当点击观测点 4时,页面弹出一个类似于对话框的界面,显示了观测点 4的属性信息,如图 3所示。热点查询使得用户对信息的获取更加的方便、快捷。

图4 热点属性信息查询

2)实现过程

上图中热点属性信息的界面实为一个 Panel,这个 Panel链接了一个数据库,用于动态显示某个点的属性数据,这个Panel初始 Visible设为 false,当单击“观测点 4”时触发事件,将 Panel的 Visib le属性改为 true,同时从数据库中动态检测到该点并将其显示出来。图片上的“观测点 4”等热点为LinkButton控件,通过把 LinkButton的属性设置为透明后即可得到界面上的效果。

LinkButton和 HyperLink都是用来做超级链接的按钮,但两者却有着很大的区别,当用户点击控件时:HyperLink控件会立即将用户“导航”到目标 URL,不会与服务器发生数据响应。LinkButton控件则首先将数据发送到服务器,然后将用户导航到目标 URL。当用户点击观测点时,需要在数据库中对该点信息进行查询检索,所以应该 LinkButton控件。

3)相关数据库

该模块中用到 safe数据库中的 infor表,infor表是用来存储观测点的系列属性数据,如图 5所示:

图5 in for数据表

在页面上显示的时候通过字段的绑定来选择性的显示特定字段,操作如图 6所示:

图6 GridView的绑定

选择 “BoundField”,单 击 “添 加 ”输 入 “HeaderText” 和“DateField”,用来显示标题及内部绑定字段。将“自动生成字段”的选择取消,则实现了字段的绑定。此外,还必须通过代码的编写来实现数据库的绑定。

3.3 历史信息查询

1)相关操作

用户通过页面上部的导航条进入历史查询页面historicaldata.aspx,可以对土石坝已有的某段时间的历史信息进行查询,这里主要针对水位信息做出动态显示,根据输入的起始时间和截止时间将该时间段的历史水位信息以图表形式绘制出来。输出结果如图 7所示:

图7 历史水位信息查询报表

(2)实现过程:

用户进入历史信息查询页面后,首先需要对需要查询的信息进行条件选择。输入起始时间和截止时间,选择图表模式,填写完毕后点击“查看报表”,如图 8所示:

图8 历史水位信息查询界面

用户输入起始时间及截止时间时,用到 CompareValidator验证控件,该控件可以验证用户输入的数据类型,这里设置为“date”类型,当用户输入数据为非日期类型时会提示出错。

在动态图表的显示方面,选择了 CrystalReportViewer控件。CrystalReport(水晶报表)是业内最专业、功能最强的报表系统,它除了强大的报表功能外,最大的优势是实现了与绝大多数流行开发工具的集成和接口。在开发和生成报表时结合水晶报表,往往能事半功倍。CrystalReportViewer正是CrystalReport下面一个很常用的控件。

新建一个ViewReport.aspx页面,在页面里添加一个 CrystalReportViewer控件。再新建一个水晶报表文件类型,命名为 item report.rp t,接着使用报表设计专家,选择 ADO并选择SQL链接文件。接下来是登录数据源的系列信息填写,包括登录用户名、密码、数据库名称等。紧接着选择需要报告的数据及显示的信息,这里选择 height表中的的 itemDate和itemHeight两个字段,一直点击完成后。再次选择报表专家,在弹出的窗口中选择数据选项卡,在数据可用字段中选择itemDate,并且可以在文本页中,设置适当的报表标题。

表1 字段资源管理器新建的参数字段

由于要根据输入的日期来动态显示报表,因此我们要设置参数字段。在报表设计器的

字段资源管理器中,选择参数字段,鼠标右击选择“新建”,新建三个参数字段,如表 1所示。

最后,要设置相关的查询公式,在除报表页眉的区域,鼠标右键点击,在弹出菜单中选择“报表 |选定公式|记录”,输入公式,如图 9所示:

在公式编辑器中,分为左中右三部分,左边的是报表的字段,中间的是相关的功能函数,最右边的是运算符,双击其中选中的部分,则可以添加到下部的公式显示区域中。最后,保存建立的公式。

图9 查询公式编辑

(3)相关数据库:

该模块中主要用到 safe数据库中的 height数据表,如图10所示:

图10 height数据表

4 开发总结

经过开发,该系统基本实现了 GIS技术在土石坝安全评价专家会商系统方面的应用。实现了热点属性信息查询、动态水位的模拟、专家异地会商等一系列的主要功能,能够初步应用到实际工作中,为土石坝安全管理提供决策支持。

该系统的实现也证明了 GIS技术可以以多种形式体现出来,为我们的日常工作及管理提供服务,如工程、商业、经济等方面,而并不仅仅局限于地理学科。由此可见,GIS技术在我们的生产生活中是大有用途的。

[1]戚安邦.项目管理十大风险[M].北京:中国经济出版社,2004.

[2]高俊峰,闾国年,刘晓玫等.基于地理数据库模型的流域数据模型设计[J].现代测绘,2004,27(5).

[3]崔阳,王华.基于 GIS的城市地下管线数据结构设计[J].地理空间信息,2008,6(3):9-12.

[4]刘振岩.基于 ASP.NET的 Web程序设计[M].北京:电子工业出版社,2006.

[5]张学会.山西省夹马口灌区的水利管理信息化[J].中国农村水利水电,2004(1):51-52.

[6]邱集煦.小型水库土石坝防渗处理方案选择[J].水利科技,2010(3):42-43.