PHP技术下滑坡实时监测在线发布系统开发

　　摘要：在分析PHP特点的基础上, 提出利用PHP技术, 结合Highcharts图表组件, 以Adobe Dreamweaver为开发平台, 建立基于界面层、业务逻辑层、数据访问层的3层结构框架的地质灾害监测数据实时发布系统。通过登录身份验证、监测数据查询、动态监测曲线发布等说明实时发布系统的实现过程, 并给出了一个基于此设计建立的实例。

　　关键词：PHP; Adobe Dreamweaver; 滑坡监测数据; 实时发布系统;

　　Abstract：This paper analyzed the characteristics of PHP, then suggested that with PHP technology, the Highcharts chart and the web design and development of Adobe Dreamweaver, a real-time monitoring data of landslide web publishing system could be established, which had 3-layer structure based on the user interface layer, business logic layer and data access layer. Then the implementation process of the real-time publishing system was illustrated through the login authentication, data query, and the release of dynamic monitoring curve. Finally, an example of this design was given.

　　Keyword：PHP; Adobe Dreamweaver; monitoring data of landslide; real-time web publishing system;

　　20世纪80年代以来, 随着人类的不断发展, 人类对环境的影响也越来越大, 致使地质灾害越发严重, 地质灾害发生的规模、数量和分布范围呈上升趋势, 给人类带来的损失也越来越大[1]。目前地质灾害已成为严重制约我国经济发展的重要因素之一, 而滑坡是我国发生规模最大、最频繁、最常见的地质灾害之一。滑坡对工程建设的危害很大, 轻则影响施工进度, 重则会破坏建筑物结构。滑坡能使交通中断, 影响铁路的正常运输;大规模的滑坡, 更可以掩埋村庄, 阻塞河道, 摧毁公路[2]。因此, 对滑坡实施监测是防灾减灾的一项重要措施。目前相关部门也已经建立了一些比较大的、典型的地质灾害实时监测系统, 但是却很少有一个比较方便简单的平台来供人们了解查看最新的灾害情况, 而如何将这些实时的监测资料采用一定的方式和平台进行发布显得尤为重要。

　　随着网络与信息化技术的发展, Internet得到了普及, 生活中大部分民众都知道怎么浏览Internet, 所以通过Internet采用PHP技术可以很方便地建立滑坡监测数据网上实时发布系统[3]。传统Internet发布数据基本是静态html页面, 更新数据必须重新手动修改页面内容, 无法做到实时自动更新, 而利用PHP脚本语言和数据库连接可以实现页面的自动实时更新, 从而实现滑坡监测数据的实时发布, 并且安装成本低, 运行十分稳定[4]。因此, 本文利用PHP技术开发设计了滑坡实时监测数据网上发布系统。

　　1、发布系统结构模型设计

　　数据发布系统的整体架构采用基于PHP的Browser/Server结构, 即浏览器/服务器机构, 它是一种具有三层模式 (3-Tier) 的应用系统结构[5], 可将系统分为用户界面层 (表示层) 、业务逻辑层 (中间层) 、数据访问层 (数据层) , 开发平台采用Adobe Dreamweaver。系统结构模型如图1所示。

　　1.1、用户界面层

　　用户界面层是数据发布系统的客户端, 是系统展现给用户的由鼠标和键盘支持的全汉字视窗界面[6]。它为用户提供人机交互界面, 担负着人和程序之间的对话, 接收用户的请求, 并返回数据, 把业务逻辑层返回的最新数据按界面层设计展现给用户。

　　1.2、业务逻辑层

　　业务逻辑层主要负责对数据层的操作, 它处于数据库服务层与用户界面层中间, 起到了数据交换中承上启下的作用。利用PHP技术, 结合Highcharts图表组件, 业务逻辑层可以把界面层的操作命令进行执行, 并快速取得数据库中的实时数据动态生成图表。

图1 系统结构模型

　　1.3、数据访问层

　　数据层主要是对原始数据 (数据库或者文本文件等存放数据的形式) 的操作层, 具体为业务逻辑层和表示层提供数据服务。数据层由数据库Microosoft SQL Server 2005提供各类基础数据、滑坡实时数据存储和检索。本文采用PHP技术实现对数据库文件的访问。

　　2、发布系统的构建

　　2.1、数据来源

　　滑坡灾害隐患点的监测有很多方法, 主要是通过监测滑坡体变形的情况来判断是否会产生滑动, 通常采用宏观与微观结合的方法进行[7]。宏观监测内容主要有:滚石、滑坡裂隙、建筑物裂缝、泉水动态、钻孔、井水水位及水压力、地表隆起、位移 (如沟谷变窄) 、地面沉降、塌陷等变化情况。微观监测主要是采用精密仪器进行大地变形测量, 所采用的综合手段有:采用GPS监测、星载合成孔径雷达干涉测量等技术手段监测地表的位移量[8];采用人工测量和自动水位监测仪监测地下水动态;采用钻孔倾斜仪和TDR光波自动测斜仪进行深部位移监测[9];采用自动雨量计监测滑坡体周围的降雨量。上面的这些检测方法所得到的监测数据, 最终会通过网络远程传输到接收站, 接收站再对数据进行分析处理, 得到滑坡的三维位移量、位移方向、位移速率等。

　　2.2、数据表设计

　　通过分析数据来源, 我们可以知道主要有地表位移、深部位移、地下水位和降雨量4个数据源, 再加上滑坡的基本情况介绍, 总共设计5个数据表。其中地表位移和深部位移数据表主要包括统一编号、监测仪器编号、监测时间、X位移、Y位移、Z位移等信息;地下水位和降雨量数据表则包括统一编号、监测仪器编号、监测时间、监测数据等信息;滑坡基本情况表包括滑坡的统一编号、位置、名称、规模、经纬度等信息。

　　2.3、系统功能设计

　　利用PHP技术来提取数据库中的数据并以一定的格式打包发送给客户端浏览器, 然后通过html解析数据, 实现应用模块对象对数据库对象的完全映射, 生成时间-位移曲线, 显示在用户查询界面, 并且每隔一分钟刷新一次, 即完成数据的实时发布。考虑数据有可能会涉密, 系统要求进行登录验证, 如果没有验证则只能查看一个监测点位的变化, 其他的查询功能也无法使用。本系统主要模块如下:用户登录验证模块、某监测手段下的实时曲线模块、某监测手段下的实时监测数据查询模块、灾害情况介绍模块、数据下载模块、三维显示模块。每个模块都是相互独立的, 保证互不干扰。图2反映了系统各个模块之间的关系和工作流程。

图2 系统流程图

　　3、发布系统的实现

　　3.1、用户登录验证

　　系统采用form表单提交验证, 当用户未登录访问本系统的数据查询页面时 (不涉密页面可以在不登陆状态下访问) , 页面会自动阻止, 系统将被重新定向到一个登录的页面 (load.php) 。在用户提供了自己的用户名和密码后, 系统会通过PHP连接数据库并把用户提供的数据和数据库中用户表的数据进行对比验证。如果符合条件则系统允许用户浏览监测数据, 否则将定向到“联系我们”页面, 考虑到系统安全, 网站不实行自主注册, 需要联系我们获取用户名和密码。获得我们审核通过以后, 用户就可以登录系统, 浏览滑坡灾害监测点的基本情况及其各类监测手段的基本情况、相应的实时监测曲线和数据等内容。

　　3.2、滑坡监测数据实时发布

　　当一个用户的浏览器发出一个HTTP请求, 请求特定的web页面, 页面首先把请求提交到PHP脚本文件中处理, PHP再把请求提交给web服务器。web服务器接收到PHP页面的请求后, 检索数据库中的数据文件, 并将其传递给PHP引擎处理。PHP脚本主要包括了连接数据库和执行查询的命令, SQL服务器接收到数据库查询的请求, 开始处理这个查询, 并将查询结果返回给PHP引擎。PHP引擎完成了脚本的运行后, 将该html返回web服务器。web服务器再将html返回给客户端浏览器, 用户就可以看到响应后的结果页面。在PHP环境下, 以Adobe Dreamweaver作为开发平台, 其实现数据库连接并查询相关数据代码如下:

　　3.3、滑坡监测数据曲线实时发布

　　滑坡监测数据实时曲线基于Highcharts图表组件实现, Highcharts是用纯Java Script编写的一个图表库, 能够简单便捷地在web网站或是web应用程序添加有交互性的图表, 并且免费提供给个人学习、个人网站和非商业用途使用。该组件功能强大, 性能稳定, 响应速度快, 可以将客户端的数据查询生成图表后以html的形式传送到客户端。组件还提供图表输出、导出为PDF/PNG/JPG/SVG格式等功能, 支持图表的缩放。其实现的主要代码如下:

图3 GPS监测数据

　　3.4、发布系统实现实例

　　塔子坪滑坡位于四川省都江堰市虹口乡东南部, 经过多年的整修、加固后, 目前该滑坡体已经相对稳定。但在“5·12”地震以后, 考虑到加固挡墙可能被破坏, 该区降雨量也较多, 如果发生滑坡, 对山下的居民区将造成巨大破坏, 故设立了GPS实时监测站进行监测, 并将监测数据处理后存入数据库中 (图3) 。我们把设计的发布系统应用到该滑坡上, 建立并实现了都江堰塔子坪滑波灾害隐患点实时监测数据网上发布系统 (图4) 。

图4 塔子坪滑坡实时监测数据网上发布系统

　　4、结论

　　通过实地应用验证了滑波灾害隐患点实时监测数据网上发布系统的可行性, 说明通过Internet采用最新的PHP技术和Highcharts图表组件, 可以便利地建立集实时的多类型滑坡灾害动态监测数据和灾害点基础资料于一体的图文并茂的滑坡灾害网上实时发布系统。用户可以在任何时候任何有网络的地方登录滑坡实时监测数据网上发布系统查看相关滑坡的监测情况, 同时系统可以为滑坡灾害的预警预报提供决策辅助信息, 这也是政策决策部门灾情评估和民众了解实时灾情的最为快捷和广泛的途径。

　　参考文献
　　[1]殷坤龙, 韩再生, 李志中.国际滑坡研究的新进展[J].水文地质工程地质, 2000, 27 (5) :1-3.
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　　[3]窦长娥.基于.NET的地理空间数据网络发布技术及应用[D].浙江杭州:浙江大学, 2006.
　　[4]杨秀元, 董时俊, 吴龙生.滑坡实时监测与数据Web共享[C]//第三届全国岩土与工程学术大会论文集.2009.
　　[5]李文生, 潘世兵.基于Web的多层客户/服务器数据库应用程序[J].计算机应用研究, 2001, (2) :107-108, 131.
　　[6]张像源.基于ASP.NET的滑坡实时监测数据网上发布系统设计与实现[J].中国地质灾害与防治学报, 2005, 16 (4) :124-127.
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