东北森林航空消防地理信息系统介绍
??? 針對東北森林航空系統的業務要求,東北航空護林中心地理信息系統包含三個子系統:指揮中心子系統、WebGIS子系統和移動前線指揮子系統。
??? 1、指揮中心子系統
??? 指揮中心子系統包括:地理要素查詢、航護專題數據管理、中心態勢信息管理、航管調度管理、飛行航線管理、熱點分布、火災定位、火災分析、三維飛行模擬。
??? 2、WebGIS子系統
??? WebGIS子系統包括:地理要素查詢、航護專題數據查看、態勢信息查看、飛行動態實時監控、熱點分布查詢和飛行航線查看。
??? 3、移動前線指揮子系統(簡稱“移動前指子系統”)
??? 移動前線指揮子系統包括:地理要素查詢、航護專題數據查看、移動態勢信息管理、飛行實時跟蹤、飛行航線查看、熱點分布、火災定位、火災分析和移動數據同步。
??? 業務應用功能
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??? 基礎應用功能
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??? 基礎平臺
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??? 應用數據
??? 二、基礎平臺??? 采用ESRI ArcGIS套件作為系統的基礎平臺,其中包括ArcEditor、ArcView、ArcIMS和ArcSDE等基礎空間數據應用和數據管理軟件。
??? 1、ArcEditor、ArcView
??? ArcInfo、ArcEditor、ArcView把傳統的空間數據編輯、查詢、顯示、分析、報表和制圖等功能集成到一個簡單的可擴展應用框架上,它承擔著以地圖為核心的應用。其支持廣泛的地理數據源,如Coverages、Shapefiles、GeoDatabase等,提供最基本的空間數據的操作和應用,同時它又是一個可擴展的、開放式的應用軟件框架,可根據用戶的具體應用需求,用標準的開發環境如VBA、VC++等擴展其功能。本系統中包括指揮中心和前線指揮系統的基礎開發平臺都基于ArcMap。
??? 2、ArcObjects
??? ArcObjects是一組供開發應用人員使用的制圖與GIS功能組件,使用支持com的編程語言(如Vb、Vc++等)擴展空間數據的應用,使用ArcObjects可以開發出更實用更具特色的應用系統。
??? 3、ArcIMS
??? ArcIMS是一個基于Internet的GIS,它允許集中建立大范圍的GIS空間數據,并將數據應用的結果提供給內部和廣大Internet上的用戶。其包括客戶端和服務器兩方面的技術,擴展了普通站點,能提供GIS數據和應用IP服務,是本系統中的WebGIS開發的基礎平臺。
??? 4、ArcSDE
??? ArcSDE是ESRI公司推出的一種高效率的空間數據引擎,用它可以與多種商業大型數據庫如Oracle, SQL Server連接, 并指導DBMS存儲和管理空間數據。ArcSDE提供對海量數據的存儲與管理,利用商業關系型數據庫在數據存儲、數據完整性等方面的先進手段,將海量數據有機的組織和管理起來。同時,ArcSDE支持多用戶并發訪問。
??? 5、Oracle9i 9.2
??? 綜合信息系統使用ArcSDE 地理數據庫(GeoDatabase)模型存儲地理信息數據,GeoDatabase是一套先進的使用面向對象的方法存儲地理信息要素的方法,空間數據及其屬性數據在物理上統一存儲在大型關系型數據庫中。Oracle9i數據庫是業界領先的關系型數據庫,對GeoDatabase地理信息數據庫有很好的支持,可滿足最具挑戰性的業務可靠性和可擴充性的要求。
??? 三、空間數據的組織與管理
??? 空間數據分為五類,分別是:空間基礎信息、空間專題信息、航護專題信息、航護業務信息和元數據。
?? 1、空間基礎信息
?? 空間數據地圖范圍包括東北三省(黑龍江省、吉林省、遼寧省)、內蒙古自治區東部地區、部分華北地區(北京、天津、河北、山西)。1:400萬、1:100萬和1:25萬比例尺的基礎地理數據。數據以要素種類分層存放,包括行政區、居民地、道路、鐵路、等高線、水系等要素。1:10萬比例尺的道路、水系地理數據,以要素種類分層存放,包括公路、水系。
??? 2、空間專題信息
??? 1:25萬比例尺的數字高程數據(DEM)。1:25萬DEM數據由1:25萬矢量數據中的等高線、水系、地貌等多種要素計算生成,是進行三維地貌顯示、高程計算和地形分析的基礎數據。數據的柵格值表示地面的高程值。文件格式為Arcinfo GRID格式。
??? TM衛星圖像。采用陸地衛星TM/ETM影像數據的2、3、4或3、4、5波段合成,利用地形圖進行幾何糾正,分省鑲嵌、行政邊界疊加、分縣切割等處理制作而成。圖像分辨率為30米,文件格式為TIF。
??? 3、航護專題信息
??? 1:400萬、1:10萬比例尺的土地利用數據。該數據采用LANDSAT? TM遙感圖像信息源判讀解譯,結合野外抽樣調查,嚴格按照土地資源分類系統分類標準,目視解譯制作而成。文件格式為Arcinfo Coverage,數據以要素種類分層存放。
??? 林業基礎設施數據。林業基礎設施信息包括航站、機降點、加油點、物資儲備庫、防火機構、防火指揮部、撲火專業隊基地、了望塔、防火檢查站、防火通訊基地、防火氣象站、蓄水池等信息。這類信息均為點狀空間數據,利用對應的簡單表單,通過網絡地理信息子系統中的基礎設施數據管理功能,進行數據維護。
??? 航護管制數據。航護管制信息包括國境線10km警告線、禁飛區、限制區、穿云圖和機場信息(跑道方向、坐標等)。
??? 4、航護業務信息
??? 防火監測信息。防火專題信息包括監測熱點信息、火場信息、火場遙感影像等信息。這類信息通過森林防火信息系統里的林火監測模塊進行數據更新。
?? 態勢信息。態勢信息包括撲火力量分布圖、防火設施設備資源圖、火場態勢圖、重點火險區圖、重點火險區預案圖等。這類信息通過地理信息系統的態勢管理進行制作和維護,并可以發布到管理信息系統上供更多用戶查看。
??? 航管信息。航管信息包括機場航線圖、航空飛行路線圖、航路寬度圖、航護高程標記、航路最高標記、飛行實時動態、飛行指揮預案等。
?? 5、元數據信息
??? 所謂元數據是對數據的描述數據,元數據標準的制定、存儲管理和發布應用,是本系統應用的重要數據源,也是系統信息查詢和應用的向導,每一類信息都有其元數據,必須根據各類信息的內容和應用方向制定本系統的元數據標準,其中空間基礎地理信息元數據可參照國字標準,其余的各類信息的元數據內容和結構可根據實際情況制定。
?? 6、數據組織
?? 本系統數據管理統一以數據庫的方式進行組織管理和存儲,對于空間數據(空間基礎地理數據和空間專題數據)應用ESRI提供的ArcSDE管理存儲或PGDB方式存儲,其余信息直接用關系數據庫的方式管理和存儲。
??? ArcSDE管理存儲。ArcSDE是一個連續的空間數據模型,應用這一個模型,用矢量數據庫管理空間數據,并且ArcSDE可以提供對空間、非空間數據進行等效率的操作和數據服務,ArcSDE采用客戶/服務器的計算體系結構,支持多用戶并發地對同一數據進行操作。ArcSDE既支持矢量型空間數據,也支持柵格型的空間數據。
??? PGDB管理存儲。用小型關系數據庫管理空間數據,并提供對空間、非空間數據進行等效率的操作和數據服務。
??? 關系數據庫管理存儲。對于非空間數據,直接應用關系數據庫(本系統采用Oracle關系數據庫管理系統)進行管理,其數據結構根據各類數據的內容和結構建立關系表,并對各關系表建立索引,提高檢索效率。
??? 四、系統功能
??? 有效的管理多種比例尺矢量圖和柵格圖,滿足海量數據的查詢檢索,并實現地圖量算、態勢制作、航管調度、航線管理、跟蹤監測、熱點分布查詢、火災定位、火災分析、三維飛行模擬等業務功能。
?? 1、二維地圖基礎功能
?? 地圖檢索。系統提供了三種地圖檢索方式,方便地圖的管理及查詢 。用戶可以指定所要檢索的圖種/圖層,查詢結果自動調整為適合的比例尺顯示。用戶通過設置的經緯度范圍得到所要顯示的地圖。用戶須輸入要檢索地圖的左上角和右下角的經緯度,即可得到所要查詢的地圖。根據用戶輸入的地點名稱檢索對應地圖。根據用戶輸入的中心點坐標和范圍檢索對應地圖。
??? 制圖符號化及配色方案控制。基礎矢量地圖的制圖符號顯示及配色方案控制和熱點圖的制圖符號顯示及配色方案控制。系統中的熱點圖上的制圖符號顯示及配色方案由系統按照《森林防火指揮系統符號標準》自動生成,無須用戶干預。標繪成果圖和態勢圖的制圖符號顯示及配色方案控制,標繪成果圖、態勢圖使用系統的標繪符號庫生成。
??? 圖層控制。鑒于系統所使用的地圖文檔類型眾多,本系統使用分級圖層組(LayerGroup)來增強對圖層的控制與管理。包括圖層疊放順序控制、圖層的可見性控制、按比例尺自動切換調圖、焦點控制、圖層透明度控制、臨時圖層控制。
??? 標注控制。用戶可以選擇指定某個字段的圖層屬性信息對該圖層進行標注。如:對省界圖層,可以通過指定字段為標注字段。對標注的文字顯示,用戶可以有兩種方式進行控制。用戶可以對標注文字信息設置錨點,強迫標注文字信息的位置調整只能圍繞該錨點進行。用戶可以設置任意形狀的一段曲線(僅對屏幕可見),標注文字信息按該曲線的方向/走向排列。
?? 圖例控制。圖例的控制由系統自動完成。系統可以根據當前地圖文檔中的每層地圖的配色及符號化顯示相應的圖例。
??? 地圖功能。放大/縮小/平移/全圖。。基于面狀行政界線圖層制作鷹眼圖(Overview),幫助用戶在地圖漫游時確定當前所在區域。二維地圖上的鷹眼圖有兩種:ArcMap自帶的鷹眼圖和用來顯示最臨近區域鷹眼圖。
?? 地圖量算。當打開地圖文檔后,任何時刻用戶鼠標所在位置坐標均可自動在狀態欄處顯示。連續點擊地圖上所要量測的線段的兩個端點,即可看到距離量算結果。通過空間要素選擇工具選擇要參與計算面積的地圖范圍,面積量算包括指定要素面積量算和自定義區域面積量算。可以在地圖上動態添加地圖經緯格網,并可以設置格網間隔。
??? 地圖信息查詢。針對一些專題數據可以進行屬性查詢,包括熱點信息查詢、火場信息查詢、物資儲備庫查詢、防火機構查詢、防火指揮部查詢、撲火專業隊基地查詢、航站查詢、了望塔查詢、防火檢查站查詢、輪勤點查詢、防火通訊基地查詢、人工蓄水池查詢等。
??? 2、三維地圖基礎功能
??? 三維地圖的檢索??? 。系統提供兩種三維地圖檢索方式,方便地圖的管理及查詢 。用戶可以指定所要檢索的圖種/圖層,查詢結果自動調整為適合的比例尺顯示。初始化時系統自動載入1:400萬三維地圖,可通過放大縮小等基礎功能進行三維地圖的檢索。通過指揮中心子系統、前線指揮子系統二維應用的地圖管理,根據當時二維應用的地圖顯示范圍生成三維地圖。
??? 圖層控制。三維地圖的圖層控制功能與二維地圖的圖層控制相同。包括圖層順序調度、圖層疊放順序控制、圖層的可見性控制、焦點控制、圖層透明度控制、臨時圖層控制。
??? 地圖功能???? 。三維放大/縮小/漫游/全圖、模型翻滾/旋轉、高程夸大系數設置、三維模型光照角度選擇。
??? 地圖信息查詢。針對所有可見矢量圖層featurelayer,查看制定位置的屬性信息。系統提供選擇區域的方式(矩形),顯示選擇區域內的要素屬性信息。
??? 3、航護專題數據管理
??? 航護專題數據包括土地利用、林業基礎設施和航護管制信息。其中林業基礎設施信息均為點狀空間數據,可以進行數據更新;土地利用和航護管制信息僅可用來查看。
??? 林業基礎設施類別管理。林業基礎設施類別包括航站、機降點、加油點、物資儲備庫、防火機構、防火指揮部、撲火專業隊基地、了望塔、防火檢查站、防火通訊基地、防火氣象站、蓄水池等。維護人員可以維護(增加、修改、刪除)其類別信息,并可為各類別指定對應的地圖符號、顏色。
??? 林業基礎設施數據維護。這類信息均為點狀空間數據,利用對應的簡單表單,通過網絡地理信息子系統中的基礎設置數據管理功能,進行遠程數據維護。
??? 航護專題數據查詢。用戶可以通過設置多種條件組合查詢專題信息,系統將滿足條件的信息標繪到地圖上。
??? 4、態勢標繪管理
??? 在二維地圖功能的基礎上實現標繪功能,用于制作各種航護業務圖。業務圖種類包括航線圖、基礎設備資源圖、火場態勢圖、火災分布圖、火險等級預報圖、重點火險區圖、重點火險區預案圖等,信息種類可以有管理員進行增加和修改。
??? 標繪符號管理。用戶可根據需要在標繪圖層上選擇添加相應的標繪符號,所有的標繪符號均可依比例尺的變化而自動設置/保持符號大小。標繪符號主要分為以下五種類型:點狀符號、線狀符號,面狀符號(多邊形)、文本符號及標繪箭頭符號。
??? 標繪符號調整。本系統的符號均針對固定的森林防火標繪元素建立,可以自動根據地圖的顯示比例尺調整大小/線寬度,并有固定的顏色,故用戶不需進行通常的對標繪符號的顏色,比例,線寬度等符號元素的修改。
??? 創建態勢圖。創建一個新的標繪圖層(即用于承載客戶繪制的標繪符號的圖層),開始進行態勢圖的標繪。信息包括:類型、狀態、名稱、說明等,系統自動將創建人、創建時間、最終修改人、最終修改時間、上次修改時間保存在態勢圖的信息中。態勢圖類型包括:撲火力量分布圖、防火設施設備資源圖、火場態勢圖、火災分布圖(春防、秋防、全年)、火險等級預報圖、重點火險區圖、重點火險區預案圖等,管理員可以進行維護。
??? 態勢信息動態演示。根據態勢圖上各信息的生命周期,以動畫的方式演示態勢的變化過程,實現火勢蔓延,撲火力量的調動,撲火過程的模擬回放。此外,通過錄制按鈕還可以將態勢動態演示的過程錄制成視頻文件保存在本地磁盤。
??? 5、航管調度管理
??? 飛行指揮預案。根據每天的飛行計劃(起飛時間、飛行航線)和飛機具體情況(飛機機型、飛行速度等),在地圖上模擬指定時間段內飛機(單架或多架)的飛行情況。通過飛行指揮預案,可以直觀地預先了解飛行航線制定的是否合理,查看飛行計劃中有無重復航行巡視的區域,以便減少飛機飛行的浪費。
??? 飛行航線變更。臨時改變航線時,結合原計劃航線,生成新的飛行計劃航線。通過飛行指揮預案可以對新航線進行飛行模擬。
??? 飛行動態實時監控。利用北斗雙星定位系統實時監控所有飛機的飛行動態,并將飛機動態顯示在地形圖上,監控人員可以隨時查詢所有被監控飛機的實際情況,包括機型、機號、坐標、高度、速度、角度等。
??? 6、飛行航線管理
??? 飛行航線制作。每航期開航前,可以預先制作的固定巡護航線,設定每個航線的名稱、各轉點,以及航線預使用的顏色等。具有復制功能,可以將其他航期的航線全部復制到當前航期,從而提高工作效率。
??? 飛行航線分析。根據航路寬度值制作航路圖,計算航路內最高高程點,并可查詢各高度層內的高程標記。通過對指定航線的分析,可以進一步掌握航線的周邊情況,以保證飛機飛行的安全。
??? 飛行航線查閱。將預先制作好的飛行航線顯示在電子地圖上,其目的是查看制定的飛行航線中有無重復航行巡視的區域,以便減少飛機飛行的浪費。
??? 7、熱點分布
??? 熱點查詢。用戶可以通過設置多種條件組合查詢監測熱點信息,系統將滿足條件的熱點標繪到地圖上。
熱點定位。可從地圖上直接定位到指定的監測熱點,系統將自動地圖顯示范圍以保證最佳的顯示效果。
??? 熱點詳細信息。通過查看功能,可以查看指定熱點的詳細信息,包括熱點經緯度、要素面積、所處地類,以及熱點所在的監測圖像原件、熱點反饋信息等信息。
??? 8、火災定位
??? 利用火災監測信息、GPS定位信息、雙星系統定位信息等,實現火災現場的地點定位。
??? 9、火災評估
??? 用1:10萬土地利用現狀圖和林業基礎設施等信息,對火災受害地區進行災后分析,計算火災的過火面積和過火林地面積,分析各種林地的損失面積、各類林業基礎設施的損壞情況等,實現火災直接損失情況的快速評估。
??? 10、三維飛行模擬
??? 鼠標控制飛行。通過鼠標的操作進行飛行模擬,飛行控制包括:飛行速度控制、飛行方向控制、飛行高度控制。
?? 利用二維地圖制作飛行路線。通過二維地圖手工制作飛行路線,并設置好飛行高度,在三維地圖上根據該路線進行模擬飛行。
??? 飛行路線的記錄與回放。可將飛行過程中的路線記錄下來,并通過回放功能進行飛行模擬的再現。
??? 11、系統接口
??? GPS接口。取GPS數據流/數據文件中的經緯度坐標;在二維基礎地圖上以GPS點符號顯示所加載的GPS數據。
??? 雙星定位系統接口。在二維基礎地圖上以跟蹤點符號顯示所監控的雙星各普通終端。向雙星各普通終端發送短報文。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的东北森林航空消防地理信息系统介绍的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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