在应对危机管理地理事件时候的标注与检索

2014-12-11 10:10:03    来源:中国地理信息产业协会

摘要:本文以要素单元为基本单位,在Google地图服务的支持下,基于ASP.NET+C 网页开发技术、Ajax技术实现了面向危机管理的地理事件的动态标注、快速检索与实时发布。
    越来越频繁的突发公共危机事件日益考验着我国政府的应急处置能力。在应对各种自然灾害和社会危机事件的处理过程中,人们意识到危机决策的重要性以及危机事件信息的及时获取、快速分析、权威发布对危机决策的重要支撑作用[1]。为了应对危机事件的冲击,减少生命和财产损失,保护国家远离包括自然灾害、人为灾害以及恐怖主义行为在内的所有危险,现在各国政府都已经逐步建立起了包括准备、保护、反应、恢复和减灾功能的公共事件应急管理平台[2]。但是从目前国内应对危机事件的现状来看,危机决策更多的还是依靠传统经验和一些简单的统计图表信息[3],对于大量的带有时间标签和位置信息的要素单元的表达手段不足,使广大民众及决策者对整个危机事件的发展脉络和发生地点难以进行全面的认识和把握。

地理事件是在时空数据模型中引入事件的概念而提出的,指引起时空对象发生变化的事件,强调事件发生过程的动态性[4]。本文中的地理事件是指大量带有时间标签和位置信息的与危机事件相关的要素单元。由于这些要素单元信息大部分只是一些文字描述,通常是新闻网页、资讯、视频等,且表现形式过于单调,难以形成直观形象的理解,已经不能适应危机管理的实际需求。地理信息技术的进步特别是WebGIS的蓬勃发展,使将GIS的最新技术成果应用于突发事件的危机管理成为可能。进入Web2.0时代,Google、Microsoft、百度等公司先后推出自己的网络地图服务平台并提供功能完善的二次开发接口[5],地理事件结合网络地图的数字影像就能很好的解决上述问题,给人们提供图文并茂、形象立体、多样化的信息,使危机管理更加可视化、动态化、科学化。

本文在分析常见网络地图服务平台的基础上,考虑到系统的特殊要求,采用Google Maps的标注模块接口,实现了地理事件要素单元的图上自定义标注,并将与标注关联的标题、描述信息和详细信息(新闻、资讯、视频等)存入数据库,同时考虑到要素单元的时间标签,引入时间轴的概念,每个要素单元为时间轴上的一帧数据,时间轴和地理标注可以实现联动,各相关要素单元共同构成一个地理事件。最后实现了地理事件的快速检索,为政府职能部分全面掌握危机事件信息提供辅助决策支持。


1 相关技术背景

1.1 地理事件标注

地理事件标注就是把与位置相关的信息搜集起来,并根据地理坐标按照其表现形式(点标注、线标注、面标注)标注在地图上。目前,Google服务器端存储的地理标注主要是与商业用户相关的点状标注,包含了标注点的简单信息描述;本系统中的地理事件标注主要是用户根据要素单元的表现形式通过鼠标交互的方式添加到地图上的,标注的坐标、类型、样式、标题、描述和详细信息存储在本地数据库中。地理事件的检索主要是针对这类标注进行的。


1.2 Google Maps API

Google Map是Google公司向全球提供的地图服务,包括地标、线条、形状等信息,提供矢量地图、卫星照片、地形图等三种视图,于2005年在谷歌博客上首次公布,并逐渐将覆盖范围扩大至全球[6],它是一款基于浏览器的免费在线地图工具,其广泛使用对互联网及GIS领域产生了重大影响。Google Maps API是谷歌地图的二次开发接口,目前更新至V3版本,开发者可以方便的将谷歌地图数据嵌入到自己的网站中实现个性化应用,添加地标、线条、形状目标或者响应用户的单击事件弹出信息窗口。它提供了两种不同形式的API:Google Maps JavaScript API和Google Maps API for Flash,本文使用的是Google Maps JavaScript API V2。

根据其特性可以将Google Maps API分为两个部分:显示特性,包含的对象有GMap2,GPoint,GIcon和GLatLng;其它特性,包括GControl,GMapPane,GMapType和GOverlay。开发者可以使用它们创建自己的控件、标注和地图类型。以下是Google Maps API中常见的对象[7]:

(1)GMap2:核心类,主要用来创建地图控件和控制地图的基本行为,包含许多方法,如setCenter(),setMapType()等。

(2)GControl:它由一组对象组成,包括GLargeMapControl,GSmallMapControl,GMapTypeControl等。

(3)GMaker:主要用来指示位置和显示信息。

(4)GInfoWindow:使用文本或html显示弹出信息。

(5)GPolyline,GPolygon:分别用来在地图上标注线条和形状目标,他们的属性和方法非常类似。


1.3 AJAX

AJAX即Asynchronous JavaScript and XML(异步的JavaScript与XML技术),指的是一套综合了多项技术的浏览器端网页开发技术[8]。

传统的Web应用允许用户端填写表单,当提交表单时就向Web服务器发送一个请求。服务器接收并处理传来的表单,然后送回一个新的网页,但这个做法浪费了许多带宽,因为在前后两个页面中的大部分HTML代码往往是相同的。由于每次应用的沟通都需要向服务器发送请求,应用的回应时间依赖于服务器的回应时间。这导致了用户界面的回应比本机应用慢得多。

与此不同,AJAX可以仅向服务器发送并取回必须的数据,它使用SOAP或其它一些基于XML的页面服务接口,并在客户端采用JavaScript处理来自服务器的回应。因此在服务器和浏览器之间交换的数据大量减少。提高了服务器的响应速度。同时,很多的处理工作可以在发出请求的客户端机器上完成,因此Web服务器的负荷也减少了。能够使Web应用程序更小、更快、更友好。


2 系统的体系结构设计

系统采用B/S体系结构,主要包括地理事件标注和商业用户标注两个部分,本文主要研究地理事件标注与检索。系统的体系结构如图1所示。



图1 系统体系结构图


用户首先选择要素单元的类型,然后通过鼠标交互的方式添加标注,在弹出的信息框中选择标注的样式、输入标注的标题、描述信息,添加与标注关联的详细信息,最后通过SQL语句连同标注的坐标点信息,创建时间(时间标签)一起存储到SQL Server数据库中。与某一主题相关的所有要素单元共同组成了一个地理事件。

当用户针对某一地理事件进行检索时,所有与该地理事件相关的要素单元就会添加到检索列表中,同时Google Maps API根据要素单元的类型、样式、坐标信息在地图上绘制标注,标注的标题,描述信息通过html显示在标注的GInfoWindow信息框中,时间标签模块根据各要素单元的时间标签顺序在时间轴中绘制时间帧,最终完成地理事件的检索。


3 系统功能设计与实现

3.1 要素单元的数据组织与管理

要素单元是地理事件的基本单位,与实际的每个地理标注相对应。标注的相关信息存储在SQL Server数据库中。当用户添加标注时,标注的样式、坐标、标题、描述、类型、时间标签信息存储在tb_plots表中,标注的详细信息存储在tb_news表中,tb_plots和tb_news通过唯一的GUID相关联。其表结构分别如表1、表2所示:



表1 tb_plots表结构



表2 tb_news表结构


3.2 主要功能模块的设计与实现

系统按其功能主要分为点状要素单元标注、线状要素单元标注、面状要素单元标注和地理事件检索与表达。


(1)点状要素单元标注



图2 点标注及样式


用户点击按钮,在地图上点击,即可在地图上添加点标注,然后在弹出的信息框中输入相关信息,设置标注样式(点标注的样式是一系列png图片,用户可以根据需要扩展其种类),点击确定,完成点状要素单元的标注。同时用户可点击“详细信息”,在弹出的“添加新闻”网页中输入标注的详细信息,关联多媒体资料。详细信息以网页链接的形式与标注点关联。

 


图3 详细信息添加


(2)线状要素单元标注

 


图4线标注及样式


用户点击按钮,在地图上单击一系列点,最后双击即可在地图上添加线标注,在线状要素单元图形样式框中可以设置线条颜色、线条宽度、线条不透明度。其它相关信息的添加如点状要素单元标注。


(3)面状要素单元标注

 


图5面标注及样式


用户点击按钮,在地图上单击一系列点,最后双击即可在地图上添加面标注,在面状要素单元图形样式框中可以设置线条颜色、线条宽度、线条不透明度、填充颜色、填充不透明度。其它相关信息的添加如点状要素单元标注。


(4)地理事件检索与表达

 

图6 地理事件检索与表达


用户针对某一地理事件进行检索时(以马航客机失联事件为例),所有与该地理事件相关的要素单元就会按照点、线、面的顺序添加到左侧的列表中,用户点击列表中的要素单元(中国海警船动用探照灯夜视仪连夜搜寻马航MH370客机)时,该标注会在地图中弹框居中显示,并且时间轴定位到对应时间帧,同样,当用户点击某一时间帧时该时间帧会自动在时间轴中居中,同时该帧对应的地理标注会在地图中居中显示,与标注关联的信息框也会弹出。如果用户要查看该标注的详细信息,可以在信息框中点击“浏览新闻”,详细信息页面将会打开。


4、结束语

本文设计的面向危机管理的地理事件标注与检索系统实现了以要素单元为基本单位的地理事件标注、检索与表达,同时时间标签的引入对呈时间顺序分布的要素单元具有很好的可视化表达效果,方便用户形象、直观、动态的了解地理事件的发展脉络。

系统采用B/S结构,可以方便的部署在网络服务器上,能够为政府职能部门及时获取、快速分析、重点管理危机事件提供平台支持,同时地理事件的发布对广大民众尽早了解事件事实,避免受到社交媒体等不良信息的舆论诱导具有重要意义。


参考文献:

[1] 胡文静.面向危机决策的公共危机信息分析[D].兰州大学硕士学位论文,2009,3-8.

[2] http://www.fema.gov/[EB/OL].

[3] 毛凯.GIS技术在城市危机管理中的应用[J].重庆工商大学学报,2005,15:223-224.

[4] 孟令奎,赵春宇等.基于地理事件时变序列的时空数据模型研究与实现[J].武汉大学学报·信息科学版,2003,28(2):202-206.

[5] 陈海燕,刘珍.基于Google Maps的地理信息标注系统的设计与实现[J].湖南科技大学学报·自然科学版,2009,24(3),87-90.

[6] Maurizio Gibin, Alex Singleton, Richard Milton, Pablo Mateos, Paul Longley. Collaborative Mapping of London Using Google Maps[J]. The London Profiler, UCL WORKING PAPERS SERIES, 2008, 132-135.

[7] Google Maps API[EB/OL], http://code.google.com/intl/en/apis/maps. 

[8] 金灵等.Ajax基础教程[M].北京:人民邮电出版社,2006:71-85.


作者:曹一冰1,李文轩2 ,黄飞3,唐鑫泉4

(1.信息工程大学 地理空间信息学院,河南 郑州 450000;2.61206部队,辽宁 大连 116023;3.78138部队,四川 成都 610036;4.72515部队,山东 济南 250014)


原标题:面向危机管理的地理事件标注与检索


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