基于WebGIS的放射性在线监测预警系统设计与开发

发布时间：2017-09-21 04:19

  本文关键词：基于WebGIS的放射性在线监测预警系统设计与开发

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【摘要】：近年来，核能的不断开发与利用给人类带来了巨大利益的同时，也带来了不少核污染的环境问题，如2011年日本福岛核事故又一次给人类利用核能的安全性敲响了警钟。虽然众多涉核单位都广泛开展了放射性污染监测研究，但他们主要研究放射性环境指标的日常监测，包括各项监测指标的采集和处理。在核事故处置过程中，放射性污染应急监测是放射性监测的重中之重，直接关系到突发的放射性污染环境事件对人类生存所依赖的自然环境造成的污染和对人类生命财产的损失。所以通过构建放射性污染在线监测预警系统，制定应急监测预警方案，控制环境放射性污染，加强核安全意识，保证居住环境安全是一项长远而艰巨的任务。 本课题把先进的地理信息技术引入到放射性污染在线监测预警系统中实现了放射性污染监测预警空间数据的展示与发布，对提高放射性在线监测预警系统的交互性和时效性具有重要作用。本文结合《放射性污染监测预警系统关键技术研究与开发》课题，围绕基于网络地理信息系统技术和Web Service技术开展放射性污染在线监测和应急预警技术的研究，在放射性污染监测数据的管理、空间数据渲染、结果评价、放射性污染监测预警与决策等方面取得了初步成果。 本论文的主要研究内容和创新点如下： 1）针对现有放射性污染监测预警系统在数据共享、监测预警不能一体化等方面的不足，提出一种基于Web Service技术实现监测预警、结果评价与决策支持等业务流程一体化。通过Web Service可以轻松的使用标准的网络协议，把该系统连接到客户端，同时可以方便的与外部硬件平台、移动终端甚至与本系统完全不同的应用程序互相连接起来。在该项技术的基础上，实现监测数据的采集、格式转换、发送、入库以及前台展示等功能，优化了放射性污染在线监测预警系统的扩展性和预警与决策信息发布的交互性。 2）针对现有放射性污染在线监测预警系统在放射性污染后果分析动态表现方面的不足，提出了一种基于ArcGIS的Geoprocessing Service动态渲染技术，实时绘制当前监测区域的等剂量线或等剂量面，供专家参考分析。该技术为工作人员或预警专家发布预警信息、制定应急决策方案提供了有效证据，提升了该系统的预警与决策效率。 3）在WebGIS技术的基础上，基于ExtJS和ArcGIS JavaScript框架开发富互联网应用程序，使该系统具有较好的用户体验和工作效率。在该系统中，把服务器程序主界面分解成许多独立的模块，由不同的js文件组成，这些模块可以对事件进行单独的响应，如和服务器进行交互、与其他模块通信等。本系统设计了四大子功能模块，形成了一套从放射性污染监测预警到变化趋势分析与决策信息发布的全方位放射性污染在线监测预警系统，实现了放射性污染的在线实时监测和监测信息的有效管理。 4）为了增强该系统应对突发情况的能力，防止意外情况或其他不可抗拒的自然灾害（如地震）等突发情况造成有线传输网络损坏，从而导致本系统瘫痪，我们把移动终端纳入监测系统，设计并构建了放射性污染监测预警移动终端应用程序，供日常巡查监测和应急调查用。在该系统中，放射性移动监测终端主要起到两个作用：一方面是在有线网络中断的情况下，巡查人员通过蓝牙与便携式监测仪器通信获取监测数据，并通过WIFI或GPRS上传到系统中心服务器。另一方面是在放射性环境出现异常的情况下，可以通过系统中心向持有该监测终端的工作人员或普通民众推送预警信息，并发布应急策略。当然，系统工作人员之间也可以通过该平台进行互相推送消息达到信息汇报的功能。另外，为了保证科学合理的预警信息发布，该终端应用程序分为专业人员和普通用户两个版本，专业监测人与具有向所有用户推送预警信息的功能，而普通用户不具备这些功能的权限。通过该技术实现了应急监测与预警的功能，并为及时制定应急方案提供了决策支持。
【关键词】：Web GIS 放射性在线监测预警
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TL751
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-21
• 1.1 研究背景10-14
• 1.1.1 放射性在线监测预警技术研究概述11-12
• 1.1.2 地理信息技术简介12-14
• 1.2 国内外研究现状14-16
• 1.3 研究内容和技术路线16-20
• 1.3.1 主要研究内容和研究意义16-18
• 1.3.2 研究思路和技术路线18-20
• 1.4 论文结构安排20-21
• 第2章 放射性在线监测预警系统开发基础21-34
• 2.1 在线监测系统的总体概况21-22
• 2.2 数据采集部分22-23
• 2.2.1 监测指标的选择22
• 2.2.2 监测仪器的选择22-23
• 2.3 放射性应急监测终端23-24
• 2.4 放射性应急预警方案的设计24-25
• 2.5 WEBGIS 系统开发25-33
• 2.5.1 WEBGIS 概述25-27
• 2.5.2 WEBGIS 开发方式概述27-29
• 2.5.2.1 客户端开发技术27-28
• 2.5.2.2 服务端开发技术28-29
• 2.5.3 ARCGIS SERVER 及其核心组件概述29-33
• 2.5.3.1 ARCGIS SERVER29-31
• 2.5.3.2 ARCGIS API FOR JAVASCRIPT31-33
• 2.6 本章小结33-34
• 第3章 放射性在线监测预警系统总体分析与设计34-45
• 3.1 系统的功能需求分析34-36
• 3.1.1 电子地图基本操作功能34-35
• 3.1.2 放射性监测信息 GIS 展示35
• 3.1.3 放射性监测数据查询和统计35
• 3.1.4 放射性污染应急预警功能35-36
• 3.2 系统的总体结构设计36-38
• 3.2.1 放射性在线监测预警系统的开发方式36-37
• 3.2.2 系统的软件架构37-38
• 3.3 系统的总体功能设计38-42
• 3.3.1 系统管理39
• 3.3.2 地图数据管理39-40
• 3.3.3 监测数据的 GIS 展示40-41
• 3.3.4 放射性监测数据查询与统计41
• 3.3.5 放射性监测预警信息发布41-42
• 3.4 系统数据库设计42-44
• 3.4.1 空间数据库设计42
• 3.4.2 属性数据库设计42-44
• 3.5 ANDROID 移动终端的设计44
• 3.6 本章小结44-45
• 第4章 放射性在线监测预警系统实现45-72
• 4.1 开发环境的配置45
• 4.2 系统运行环境45-46
• 4.3 系统主界面设计46-48
• 4.3.1 系统服务器端程序主界面的设计46-47
• 4.3.2 放射性应急移动监测终端主界面的设计47-48
• 4.4 服务器系统功能的实现48-63
• 4.4.1 地图显示和基本操作48-51
• 4.4.2 地图图层的绘制与在线标注51-53
• 4.4.3 系统查询53-55
• 4.4.4 放射性大气扩散模拟55-58
• 4.4.5 放射性监测数据的 GIS 展示及统计查询58-60
• 4.4.6 监测数据的等剂量线绘制60-62
• 4.4.7 动态标绘的实现62-63
• 4.4.8 放射性污染预警信息的发布63
• 4.5 放射性移动监测终端功能的实现63-71
• 4.5.1 地图加载及基本的 GIS 功能实现63-65
• 4.5.2 监测结果上报和消息推送65-69
• 4.5.3 监测信息查询与统计69-71
• 4.6 本章小结71-72
• 结论72-74
• 致谢74-75
• 参考文献75-78
• 攻读学位期间取得学术成果78

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