基于WebGIS的滑坡监测数据管理分析系统设计与实现

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滑坡是我国发生最为频繁的地质灾害,直接威胁着人们的生命财产安全。十四五规划中提出了需要增强公共设施应对地质灾害的能力,并构建应急指挥信息和综合监测预警网络体系,以提高防灾减灾抗灾救灾能力。迫切需要对滑坡等地质灾害展开监测工作,构建滑坡监测数据管理与分析系统,并能够为滑坡地质灾害预警预报、治理、生态修复、成因分析等工作提供基础数据资料。文中主要从滑坡监测数据管理和分析角度出发,综合考虑了系统功能的可扩展性、系统运行和维护的便利性等方面,采用B/S架构模式作为系统整体架构,结合Vue和Django以前后端分离方式设计并实现了基于WebGIS的滑坡监测数据管理与分析系统。在系统搭建过程中,先是探讨和分析了构建WebGIS系统所涉及的相关技术方法,然后研究了滑坡监测方法、数据处理方法和ARIMA时间序列预测算法,最后结合My SQL等数据库技术、Vue Cesium地图引擎模块和Web图形技术等来完成整个系统搭建。论文主要研究成果如下:(1)研究了对滑坡监测数据整理、预处理和分析的流程方法,利用Python结合Pandas、Stats Models等模块实现对滑坡监测数据的自动化处理和ARIMA时间序列预测分析等方法。其中自动化处理包括监测数据的处理方法、基于3σ法则的异常值检测方法和Hermit插值方法等,并在系统后端中进行封装和使用;(2)结合系统需求分析,首先从系统设计目标、系统功能设计和系统架构设计三个方面对系统进行了总体设计,然后对数据库选择进行分析,最后综合比较下选取My SQL数据库来实现对滑坡监测数据及其相关信息的存储,并设计了8个数据库信息表;(3)在系统后台中,使用Django实现了对滑坡监测数据的信息化管理,设置仅当用户通过JWT认证后,系统前台才能获取到系统后台提供的RESTful API接口数据。在系统前台中,利用Vue结合Web图形技术实现对RESTful API接口数据的可视化以及通过Vue Cesium去实现一些GIS相关功能;(4)通过VueCesium实现了量算工具、绘制工具、调用在线地图服务和本地地图服务等功能,还实现在Web地图中即可清晰直观地展示出监测设备的空间位置、运行状态和预警预报状态以及滑坡的预警预报状态等。论文中已基本实现了系统功能设计中的所有功能,并将南川区李家湾滑坡监测项目中的部分监测数据上传至系统数据库中,并对系统功能进行了测试,结果表明系统运行性能良好,已基本符合预期要求。但对于系统界面、部分功能以及系统性能优化等方面,还需要进一步去完善。
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