重大工程地下环境信息系统的设计与实现

地下环境信息系统是运用岩土工程、地理学、计算机图形学、计算数学等多学科理论和方法，以GIS技术为基础，结合数据库处理、C 语言编程、OpenGL编程技术、三维图像处理技术建立的对地下环境信息进行数据综合管理和分析的大型信息管理系统。结合笔者开发的广东省东深供水改造工程地下环境信息系统特点，阐述了重大工程地下环境信息系统的功能特征：探讨了GIS二次开发的主要技术，包括：SQL Server数据库处理技术、OpenGL三维图形编程技术、C Builder面向对象编程技术、MAPGIS二次开发技术等；建立了地层三维模型，并提出了映射变换和插值技术相结合的地层切剖原理，以及在地层三维显示和分析中实用的径向基函数插值、滑动最小二乘插值、分片Lagrange插值等方法；开发了数字制图与分析、地基基础设计计算与稳定性分析、三维空间分析的主要功能；提出了地面结构景观和地下空间一体化分析的研究方向，并初步实现其分析功能。最后，在东深供水改造工程中进行了成功应用。     

基于GIS的水文信息系统的设计与实现

本文在分析GIS与水文领域相结合的基础上，详细阐述了基于GIS的水文信息系统的需求分析，功能及数据库设计，构建了系统的总体架构。然后，采用Visual C＋＋平台进行了系统软件开发，并从图文查询、统计分析、报表显示等多方面讨论GIS技术在水文信息系统中的特色应用。     

地质灾害信息系统的设计与实现

地质灾害信息系统是基于GIS技术的实现地质灾害数据管理信息化的专题型应用信息系统,重点在于解决地质灾害数据信息处理技术和灾害区划空间分析模型两方面的问题.本文在分析地质灾害数据特点的基础上,给出描述地质灾害的数据范畴,从地质灾害数据库系统建设、地质灾害数据信息标准化、地质灾害区划分析评价模型几方面阐述了地质灾害信息系统的设计思想.利用MAPGIS二次开发平台,在VC++5.0MFC方式下进行了该系统的软件开发,对软件系统的信息流程结构、数据结构及基本功能进行了介绍.     

基于MAPGIS的地下管线信息系统设计

借助现代计算机和日益成熟的地理信息系统（ＧＩＳ）技术建立地下管线信息系统,以动态管理地下管线信息数据,是地下管线现代化管理的必然途径．结合地下管线的特点提出了地下管线信息系统设计的一般准则和要点,介绍了基于ＭＡＰＧＩＳ基础平台二次开发的地下管线信息系统ＭＡＰ／ＰＩＰＥ的结构及系统的应用情况．     

GIS技术在地质灾害信息系统中的应用

GIS技术的产生是计算机技术和信息化发展的共同产物。是管理和研究空间数据的技术系统。可以迅速地获取满足应用需要的信息,能以地图、图形或数据的形式表示处理的结果。论文介绍了GIS技术的应用现状,建立基于GIS技术的地质灾害信息系统的必要性,讨论了基于GIS技术应用在地质灾害信息系统的主要功能及系统结构,并就建立地质灾害数据库和建立地质灾害模型做了初步探讨。对于全面掌握一定范围内可能产生的自然灾害的分布,预测和预报可能产生的工程地质灾害,对地质灾害的防御和处理,最终保障社会的安全有着极为重要的作用。由客观世界到信息化世界的认识和抽象过程以及由信息世界返回客观世界的利用改造过程的发展和转化,创造了良好的条件和环境。     

基于GIS思想的探地雷达处理系统

作者借助于地学信息系统的方法思路，编程实现了基于GIS的探地雷达处理系统。可以进行不同雷达系统资料的共享，雷达数据的集成管理，多方法的信息处理技术以及基于Windows界面的成果可视化。     

GIS技术在生态环境地质评价中的应用研究

GIS(Geographic Information System)即地理信息系统,它作为一种特殊的空间信息系统可有效应用于对地球表层空间的相关数据技术分析进程中,对数据进行采集、存储、管理、运算、分析、显示和描述。本文结合GIS技术研究了它在生态环境地质评价中的具体应用,从它的评价思路、技术路线、评价方法以及综合评价预测等多方面展开分析,证明GIS技术在该领域中的应用技术优越性。     

GIS技术在水文水资源领域中的应用探讨

随着国家的发展,水文水资源领域研究工作受到广泛重视,对于现代化技术的应用要求也逐渐提高,在水文水资源领域中,科学应用GIS技术开展数据采集、提取、分析与管理等工作,对区域空间进行分析,发挥动态预测功能,将计算机与通讯技术等作为辅助,能大大提高水资源领域工作智能化程度。本文针对GIS技术在水文水资源领域中的应用功能及特点进行探讨,研究了GIS在水文预报与防洪、水文水资源空间管理与决策、水环境管理、水污染控制以及建设给水管网信息系统等方面的具体应用过程,同时对水资源领域中GIS技术的应用趋势发展进行预测,认为目前GIS对水文水资源空间数据进行处理后,均取得了良好的工作成效,大大提高数据准确性与可靠性,达到了预期目标。     

基于Skyline的三维地理信息系统应用的实践

随着计算机技术和三维数据获取技术、海量数据动态可视化技术的迅速发展,三维GIS逐步从视觉表现的应用范畴走向专题应用,由于三维GIS具有多维信息处理、表达和分析的特点,在政府决策辅助、国土资源分析、城市应急反应、虚拟旅游、智能交通、城市规划与设计、电子商务、地下管线等方面有着十分广阔的领域,特别是在空间信息的社会化服务中,基于三维GIS的应用都有着越来越明显的优越性和不可替代性。本文就基于Skyline的三维地理信息系统建设中的技术路线、系统功能、数据库设计,数据获取、管理、可视化及分析技术方面进行一些初步实践。     

基于GIS的上海市河道变化监测信息系统设计研究

为了对水资源进行有效管理,以现有上海市的河道数据为依据,运用组件技术创建了基于地理信息系统(GIS)的上海市河道变化信息系统的设计及各个功能模块的实现方法,在此基础上,进行了GIS系统集成技术在水资源管理领域的应用研究,这对于合理利用水资源、提高水资源的管理效率具有重要的理论意义和实际应用价值。     

新时期我国煤矿地下空间综合利用现状及展望

我国煤炭资源的长期大规模开采,产生了大量的地下空间,直接一关了之不仅造成地下空间资源浪费,还可能产生一系列安全、环境及经济问题,因此,如何科学、高效地解决煤矿地下空间的综合开发利用问题,对煤炭产业乃至国民经济的发展具有重要现实意义。笔者等以主要产煤省份为代表,结合调研收集的最新生产煤矿和关闭煤矿数据,深入分析了“十三五”期间生产煤矿地下空间和关闭煤矿地下空间总体情况,系统总结了国内外煤矿地下空间在储物、储能等方面的功能化利用现状,指出了当前我国煤矿地下空间利用存在资源数据信息匮乏、整体开发利用率低、相关技术研究工作仍相对滞后、可供推广借鉴的成熟示范工程较少等问题,提出了新时期煤矿地下空间基础数据库建设、利用体系构建、关键技术攻关、示范工程推广4个方面作为重点发展方向。     

地下工程施工监控地质地理信息系统研究

主要设计与实现了地下工程施工监控地质地理信息系统（MGGIS）。首先分析了系统特点、结构、具有的功能以及采用的平台和相关技术,定义了数据的获取和存储格式。然后在此基础上进行了3个功能独立的子系统的详细设计与实现,分别为工程计划显示子系统、平面时空效应子系统和断面图显示子系统。首次提出在RIA技术支持下,实现B/S架构下的工程地质地理信息系统;提出了反映随施工进度变化地下工程及环境空间信息的显示平台技术方案,充分反应了地下工程施工中空间信息具有时空效应的特点,适合地下工程安全风险管理的需要。该系统与同类型地理信息系统平台相比具有使用简单、交互性强、速度快等优点,研究成果已经在北京轨道交通工程安全风险监控系统和南京地铁工程安全风险监控系统等相关项目中得以应用。     

基于面向服务体系结构（SOA）的钾盐资源潜力系统

为了对中国钾盐矿产资源潜力进行全面预测,建立了全国性的钾盐矿产资源潜力预测系统。对收集的钾盐信息进行系统地整理,在Oracle空间数据库中建立面向对象的空间数据模型,基于面向服务体系结构进行系统的框架设计,将属性数据和空间数据的操作发布为Web服务,客户端通过网络调用服务实现空间与属性数据的一体化管理及分析,采用面向对象语言C#和ArcObjects二次开发具体实现本系统。系统可通过Web服务与其他地学系统有机集成,对地学数据基于服务集成与共享及一站式服务具有重要参考价值。     

基于GIS的重大工程地基基础模块设计的关键问题研究

基于GIS（geographical information system）平台开发地基基础设计计算模块是重大工程信息化管理系统的重要研究内容之一,它可以有效利用数据库的动态数据,提高设计计算的效率,从而为工程的设计施工提供技术支撑。研究以岩土力学知识及相关行业设计规范为基础,以MAPGIS地理信息系统为开发平台,采用数据库技术、C＋＋编程技术等信息技术,探讨了桩基设计、复合地基设计、洞室围岩支护设计以及边坡加固设计计算的若干关键问题与可视化实现。该模块可自动调用动态数据库的数据对桩基、复合地基、洞室支护等进行设计计算,对边坡稳定性问题进行分析;并可供数据存储及查询。结合广东省内的重大工程--东深供水改造工程的GIS系统开发,提出了地基基础模块的功能设计与实现方法,阐述了模块设计中的几个关键问题,将研究结果应用于该工程中,取得了较好的效果。     

农业生态环境的数字化研究

土地退化已成为全球性重大的环境问题之一,中国是一个土地退化十分严重的国家,松嫩平原的盐碱荒漠化严重制约农牧业的可持续发展。因此,应用新技术、新方法对农业生态环境进行研究和管理是一项迫切的任务。文章提出农业生态环境的新概念,建立了农业生态环境系统模型,进行模拟研究。由于该方法在信息存储、管理和应用方面存在较大的局限性,笔者继而建立了农业生态环境信息系统模型,扩大对空间信息的应用。但该信息系统缺乏信息共享的功能,而且不能对海量的信息进行空间化、数字化和一体化的管理。笔者以多学科的理论和多种技术方法为基础,借鉴数字地球的研究成果,研制了吉林西部农业生态环境数字信息系统。该系统具有存储、管理海量空间数据的功能和信息共享功能,可在统一的用户界面下进行农业生态环境评价、预测、仿真和规划等方面的系列、连续研究,并可实现模拟结果的可视化。该系统具有扩充性、移植性等优点,因此,具有推广价值。     

Water Resource Development in the Quaternary Ryukyu Limestone Regions of Japan:Application of the GIS to the Site Selection of Underground Dams

Based on the natural and social conditions as well as hydrogeological characteristics of the Ryukyu limestone, a major aquifer in the Ryukyu Islands, a conception of underground dam, was proposed in the early 1970s in order to develop ground water resources in the Quaternary Ryukyu limestone regions of Japan. The practice of nearly thirty years has shown that the underground dam is an environment-friendly and effective way for developing ground water in these regions.To further improve the technology associated with underground dam, the authors introduced related analytic methods. The application of the geographical information system technology to site selection of the underground dam is reported in this paper.     

Information policy and management framework for environmental protection organization with ecosystem conception

Rapid development of information technology has changed people’s attitudes towards information usage. To tender to the public’s expectation, information system must feature facilities to increase the efficiency of information usage using modern information technology. Facing this challenge, it is necessary to establish a sustainable information environment, including information policy, data quality regulations and information management framework to deal with the rapidly increasing environmental data and changing behavior related to data/information usage except upgrading the hardware and software devices. Taking the uniqueness and complexity of environmental data into account, this study proposes a systematic framework based on the principle of life cycle assessment to outline the elements and its associated guidance required for a sustainable information environment. Simultaneously, the concept of information ecology is also embedded into such a planning for the purpose of establishing a self-evolutional information environment. Finally, the environmental protection administration of Taiwan is used as a case study to explain the practice of proposed framework.     

矿山钻孔救援多源信息探测技术研究与应用

矿山钻孔救援是一种新型救援技术,在其救援过程中为快速准确获取钻孔通道信息、被困人员位置距离、灾区气体环境特征,实现井下被困人员与井上救援指挥人员的双向视音频通信,采用多源信息融合、双码流网络视频服务、边缘计算、本安型电路控制及超宽带雷达等技术方法进行理论攻关和技术研发,提出2个关键技术:灾区多种传感器数据实时采集与传输技术、隐蔽空间生命信息探测技术,前者能够实现钻孔救援过程中多源信息的实时探测与呈递,而后者能够实现障碍物后的人员生命信息探测和定位。在此基础上进行样机试制和现场试验,研发出矿山钻孔救援多源信息探测系列设备:大容量便携式本安电源、超宽带雷达探测系统(可穿透障碍物探测生命)、钻孔救援多源信息(视音频、温度、气体环境参数)探测系统,运用该套设备参与山东平邑石膏矿、山东笏山金矿事故救援,均成功探测到被困人员,检测了钻孔通道信息和井下环境信息;在新疆丰源救援事故中对井下涌水、气体环境进行了实时监测,避免了救援人员的二次伤亡。系统包括潜水、视音频环境监测钻孔探测器、基于双绞线的钻孔通信线轮盘、系统监测终端。成果的研发与应用能够为长距离钻孔内多源信息探测提供一定的装备支撑和技术借鉴。      

地下厂房监测信息管理、预测系统的设计与应用

介绍了水电站地下厂房监测信息管理、预测系统软件的设计思想和功能。该软件能够全面存储、分析处理、检索与监测有关的测试数据、地质、地物和施工设计信息等资料,并且具有图形可视化、报表制作、监测数据建模及预测等功能;系统功能齐全,具有自主版权,其总体设计、数据库设计以及系统架构设计合理,有助于实现地下厂房的信息化施工和反馈。