基于SpringBoot 的藏东南滑坡灾害管理系统设计与实现

黄永芳，郭永刚，2*，李 峰

（1.西藏农牧学院水利土木工程学院，西藏 林芝；2.西藏土木水利电力工程技术研究中心，西藏 林芝）

引言

西藏自治区位于青藏高原西南部，气候条件以西北严寒、东南温暖湿润为主，平均海拔在4 000 m 以上，素有“世界屋脊”之称。藏东南特殊地理环境，形成了不同于低海拔地区的地质灾害机理。该地区发生的地质灾害影响了当地居民的生产生活和经济发展。SpringBoot 框架已应用在各行各业，如赵玺博等[1]学者将其应用在校园管理当中，为校园网的使用增加了便利；邵健伟等[2]学者应用在水利工程中的水文预报，为水库的调度提供了参考数据；余鹏翔等[3]学者将其应用在农业养殖中，提高了养殖大户的养殖技术；林静等[4]学者将其应用在医疗数据中，为科研学者提供了获取数据的便利。SpringBoot 技术的使用能推动地质灾害管理技术向前发展。本研究选取藏东南滑坡地质灾害为主要的研究对象，结合当前的SpringBoot 技术，根据当地的气候情况、地理条件等实际情况，开发出滑坡地质灾害的管理系统。

1 关键技术介绍

1.1 前端开发技术

为了使滑坡管理系统的用户体验感好，在本项目中使用前后端分离的技术。前端有Bootstrap 技术、jQuery 技术等。Bootstrap 技术是基于Java Web 的前端开发框架技术，该技术融合了前端的技术，促进了前端页面的便捷化发展。Bootstrap 技术自身提供了网格系统、链接样式、背景基本结构，CSS 样式设计完备，并且定义了JavaScript 插件，给用户带来不一样的视觉体验。Bootstrap 技术具有鲜明的特色，如具备兼容性，操作简单。jQuery 技术是提供更加简便的代码设计模式。该技术可在多个编辑器中编辑，执行过程分为入口模块、底层支持模块、功能模块。jQuery 技术当前具有独特的选择器和事件处理过程，大大提升了JS 的代码编写。jQuery 技术自身有内置的动画效果，技术开发人员只需要调用对应部分，减少了技术开发人员编写JS 的时间。

1.2 后端开发技术

本系统采用IntelliJ IDEA 软件，该软件兼容多种的后端开发技术，具有灵活的排版功能等优越特性。本系统使用的后端技术有SpringBoot 技术、Mybatist 技术等。SpringBoot 技术的工作执行遵守两个重要的策略，即开箱即用和约定优于配置。SpringBoot 技术开发程序从配置开发环境到部署上线过程操作简单，从工程文件的建立到运行，开发人员只需要联网，全程自动配置Spring 容器，Maven 产生的依赖包可以清理缓存和打包JARS 文件运行上线，创建独立的应用程序。Mybatis 技术是apache 的开源项目，支持存储过程、高级映射和定制化SQL,开发过程为基本初始化、接受调用请求、处理操作请求，三层功能由API 接口层、数据处理层、基础支撑层组成。该技术的使用能提升软件整体的完整性和可开放性。

2 系统设计

2.1 系统整体框架

滑坡的致害因子信息需通过各种数学方法，采用合理的数学模型和方法进行处理，对处理结果进行综合的分析评价，系统总体设计主要包括：输入、输出系统、模型库、方法库管理、图形图像库，系统的数据管理核心是一个分布式数据库，系统的数据及信息处理以各种数学模型为后台通过代码编程实现前台人机交互对话形式操作管理。系统滑坡易发性评价、危险性评价是基于模型库的自动分析系统。见图1。

图1 系统框架

2.2 需求分析

滑坡灾害是岩体内部的剪应力分布不平衡，从而发生滑动。坡体滚落的碎石，能破坏道路设施、交通设施等，故设计滑坡灾害的管理系统，能减少灾害带来的损失。藏东南地区是世界第三极，受欧亚板块与印度洋板块影响，地表不断抬升和隆起，岩体内部地质多样，地表山峰险峻，切割密度大，常年多雨。这些因素都在逐渐孕育滑坡灾害的发生。滑坡灾害需要对其地理位置、构造部位、影响因素进行统计。滑坡管理系统需要有两个使用对象，一个是用户端，用来统计在藏东南各个地区的滑坡发生数据，另一个管理端，是对藏东南地区所有滑坡统计数据进行集合处理，便于后台的算法分析。对滑坡灾害的分析需要统计影响因素的图层信息，按照人为影响因素、水文影响因素、地形影响因素、地理影响因素等进行分类处理。文件数据，需要兼容word、pdf 等格式的文档，且能导入导出。模型数据需要建立滑坡灾害的易发性分区、危险性分区。链接数据是通过引入外链数据，可以便于管理人员获取ArcGIS 图层的原始数据。

2.3 数据库设计

根据需求分析创建系统需要的相应实体类及其属性，各实体类创建相应数据库表存储数据[5]。总的数据分为基础数据、图层数据等，表结构总设计见表1。数据库主要外键关系的ER 关系图，见图2。图中可知，滑坡数据作为其他数据的核心连接，可知滑坡点数据统计的重要性。

表1 数据总表

图2 系统ER 图

3 功能实现

滑坡管理系统分为视图层、业务层、持久层。视图层首页左侧栏目显示所有的目录结构，右侧显示滑坡点的内容展示。点击目录后，分别进入不同的内容页，例如进入图层页后，可看到预测区域滑坡点分布信息图层、滑坡区地形地貌分布图层等。见图3。

图3 视图首页

业务层是业务的逻辑处理，提供接口和接口实现类，提供controller 层调用的方法。调用dao 层接口，接收dao 层返回的数据，完成项目的基本功能设计。使用的注解有@Controller 等。持久层是对数据的存储以及交互，在Dao 层创建mapper 文件，每一个mapper对应数据库创建的表名。用注解方式对方法注入增删改查的语句。使用注解有@MapperScan 等。

4 结论

藏东南地区占地面积广，山群聚集，给滑坡灾害的救援工作带来一定困难，故本研究设计滑坡灾害管理系统，使用Maven 进行项目管理。基于SpringBoot框架开发的项目，mysql 作为底层数据库，前端采用freemarker 模板引擎，Bootstrap 作为前端UI 框架。集成了jpa、mybatis 等框架。实践证明，该系统能够获取监测仪所监测的数据并存入数据库来进行监测数据的增删改查，并且利用模型分析数据来实现预报预测功能。在后续的开发中，会引入神经网络算法、机器学习算法等，加强对后台滑坡数据的算法处理，从而提高滑坡预警的精确度。