地质灾害威胁着人民生命和财产安全，一定程度上制约着地方经济和社会发展。目前，各级地方政府针对性地建立了群测群防体系，取得了丰硕的成果。群测群防概念始于19世纪60年代，最早被应用于地震的防震减灾工作，2004年以来，国务院先后颁布措施，明确规定加强地质灾害的群测群防工作^[1]；并提出要提高地质灾害群测群防水平^[2]。群测群防系统已被广泛深入研究，并应用于地质灾害防治工作之中^[3-5]，是成功预报避让地质灾害、减少人员伤亡最有效方法之一^[6]。

地质灾害群测群防体系是通过一定的组织形式，发动广大群众直接参与，对地质灾害进行多种手段的常规监测，进行应急调查、应急监测，对地质灾害的发生发展进行预报预警，采取避让防治措施，在发生地质灾害时及时地抢险救灾，以达到避免人员伤亡，降低财产损失的目标^[7]。由此可见，群测群防工作的主体是基层人民群众、当地政府与主管部门，其履行的职责可以概括为：明确监测人与责任；宣传防治监测知识；建立巡查、灾情速报等制度；制定报警、紧急避让等措施；编制预案，明确工作程序；建立应急抢救队伍，促进三级群测群防监测网络的建立。

群测群防体系虽已取得了良好效果，但是目前仍存在信息化程度低，技术手段落后等问题，具体表现为：表单还靠手工填写，纸质存档，野外使用不方便；外业仍使用手持GPS、数码相机等工具，工作效率低；预警还通过电话、广播等方式，信息传输不及时，不利于避险救灾；缺少图片和视频材料，内容表达不直观；灾害发生时，资料整合不方便，不利于迅速做出综合研判与决策等。这些问题严重影响了群测群防工作的有效开展。

“互联网+”时代，以网络为支撑，以智能手机或平板为终端，结合北斗、GPS为定位手段的GIS系统，是WebGIS之后又一新的技术热点，被广泛应用于国土资源行业信息化中^[8-10]，为地质灾害群测群防便捷、高效的信息化管理提供了一个新思路。通过文献调研发现，移动GIS虽已实现了在地质灾害数据采集中^[11-13]与巡查业务^[14]中的应用，但是具体以群测群防体系角色为参考，实现地质灾害监测、巡查与调查等业务为一体的综合性应用系统较为少见。为此，本文根据地质灾害群测群防体系中人员角色与任务，设计开发地质灾害群测群防系统，实现移动GIS在地质灾害群测群防中的应用，并开展应用试验。

1 系统设计

群测群防体系由县(区)、乡(镇)和村(组)等三级监测预警机构构成；县(区)级成立地质灾害群测群防体系指挥中心，重点工作为决策指挥和日常巡查；乡(镇)级重点工作为巡查工作；村(组)级重点工作为监测；其他相关部门承担应急调查、气象预警和抢险救灾等工作。体系主要包括基层人民群众、当地政府与主管部门人员，任务可概括为监测、巡查、调查与指挥4个部分。

依据上述需求，地质灾害群测群防系统设计为Web端和移动端两部分。在4G网络、天地图、GPS卫星和其他条件支撑下，监测、巡查与调查工作场景为外业，负责数据采集与传输，拟由移动端实现；常规工作中，Web端负责任务指派，接收采集数据，灾害发生时，可迅速利用信息综合作出决策部署。工作模式如图 1所示。

群测群防人员利用移动端APP进行日常监测与巡查，一旦发现地质灾害(隐患)，迅速完成灾情初报、速报；Web端接收灾情报告信息，并及时指派巡查与应急调查工作；对于正发生灾害的，直接通过系统给APP发送预警信息，领导亦可调阅应急预案进行救援指导工作；工作人员可依据逃生路线，帮助受威胁民众合理避险，完成救援处置后进行跟踪排除隐患；对于未发生灾害的隐患点，Web端可检查日常工作记录，并进行核销确认，未达到核销条件的，纳入日常监测与巡查范围。系统工作流程如图 2所示。

1.1 系统架构设计

系统架构设计分为5个层面，如图 3所示。支撑层为系统所需的设备和运行环境，移动端为安卓平台，服务器使用Linux系统，采用Apache软件和WampServer集成环境；数据层包括天地图、地质灾害属性及相关资料档案数据，Web端和移动端分别采用MySQL和SQLite数据库；服务层为依据逻辑关系抽象出来的功能集合，包括GPS服务、地图服务等；应用层为通过工作事务关系分析，划分的Web端与移动端两个系统；视图层为用户的交互页面。

1.2 系统功能设计

系统依据用户角色划分功能模块，并设置不同权限。如图 4所示，移动端日常监测、险情报告模块使用对象为监测人、责任人，主要实现日常监测和与Web端险情互通，包括定点监测、数据录入、拍照上传等功能。工作巡查、地图影像主要使用对象为县、乡两级巡查人，主要实现巡查工作记录及地图服务功能；应急调查模块主要针对应急专家设置；历史记录模块保留了历史工作记录；政策法规模块保存了相关政策资料；科普常识模块保存了避险、救助等常识资料；公共模块为用户定制模块，可查询人员信息。

2 系统实现的关键技术

系统开发采用的关键技术包括:

1) 基于天地图API接口。以JAR包形式提供各种地图服务的程序接口^[15]，如地图展示、标注、定位服务等，可轻松地构建各类功能丰富、交互性强的地图应用程序。

2) 轻结构化数据编码JSON。既有利于程序处理运算，又易于人工阅读和理解；可以被前后端程序广为使用，能够将地理信息数据进行有效的简化, 具有较高的实用价值^[16]。

3) 离散点聚合技术。天地图封装的接口通过算法计算实现聚合。根据隐患点所在的地理位置，将不同地图层级下，同一个范围内的隐患点聚合到一块，集中显示。

4) Web2.0标准的AJAX开发技术。采用异步运行机制，用户请求的发送和服务器响应的接收互不干扰，实现了底图的快速加载、流畅显示，增强了用户使用体验效果。

5) 离线缓存技术。联网状态下将最新数据缓存到本地，在离线状态仍可调阅。为每条记录设计了非自增型且唯一主键编码(UUID)的标示，避免了重复提交、数据主键冲突的问题。

6) 多种安全保障技术。运用先进的SHA摘要算法、Base64编码、访问权限管理等技术保障数据和系统的安全。

3 系统实现

系统采用PHP语言开发，搭配JavaScript脚本，利用JSON格式实现数据传输；移动端通过AJAX引擎配合天地图移动API接口获取底图；通过加载天地图将地质灾害数据库调取的信息绑定显示。通过上述技术手段，实现了系统功能。

3.1 Web端

Web端主要界面如图 5所示，地图影像模块实现1~18级范围的地形图、卫星图、道路图地图展示功能；信息管理模块提供数据录入、更新与维护功能，还提供预警信息发布功能；任务列表模块实现任务的指派与工作阶段展示，险情报告、应急速报、应急调查、工作巡查和移动端实现互通，当模块接收APP信息时，会有闪烁状态和声音提示，方便使用人员接收与处理；人员管理模块实现人员信息的更新与维护，数据备份模块实现数据备份与恢复功能。

3.2 移动端

移动端主要界面如图 6所示。

1) 现场拍照，数据录入功能。工作人员在距离地质灾害隐患点200 m(可定制)范围内才可进行信息填报，上传功能，避免了工作不实现象，实现了资料的集中汇总，提高了工作效率。

2) 任务接收，信息交互功能。系统及时、完整接收了灾情初报、速报信息，并可迅速完成预警信息发布、任务指派工作，减少了沟通成本。

3) 灾情定位，导航直达功能。使用者可迅速地锁定灾害发生位置，并调用成熟的地图服务，方便选择更准确、快捷的救援路线。

4) 统计汇总，多种分析功能。系统提供距离、缓冲区分析等GIS分析工具，还可实现统计功能，为准确应急决策提供数据基础。

5) 方便检索，及时通讯功能。系统将数据缓存到本地SQLite数据库中，并建立了索引，提供多种查询及检索方式，方便使用。

6) 实时传输，高效应急功能。系统集中存贮了联系方式、历史监测、巡查记录、应急预案、区域防治方案、及政策法规等档案信息，方便使用者及时调阅，迅速开展应急工作。

7) 其他功能。系统还提供天气预报、防灾避险常识、监测业务要点培训等服务功能。

4 结束语

本文通过对地质灾害群测群防体系参与对象的需求分析，设计了功能模块，实现了地质灾害群测群防系统。该系统融合了移动GIS与业务流程，实现了群测群防工作的信息化表达；并组织在合肥市及辖区开展应用试验，试验表明：系统实现了地质灾害监测、调查、巡查、应急等业务的融合，改变了传统落后的工作模式，提高了日常工作效率，可以为地质灾害群测群防常态化监测与应急处置提供技术支持。

实践证明系统具有较强的实用性，但也还存在救援力量信息表达不完整、大比例尺逃生路线上图难等问题。后期研究可以考虑将预警模型嵌入，并做好与无人机实现实时直播互通，系统将有更好的应用前景。