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最近几十年来随着全球经济、社会和生态环境的变化,灾害事件的产生,形态和影响呈现出新的特点。种类不断增多、发生频率提高、连锁反应增强、经济损失较大、生态环境受到严重破坏。在这样的背景下,建立现代化的应急管理信息系统成为各个国家应急管理工作研究的核心部分,许多发达国家的应急信息系统已经建成了一系列计算机系统、数据库系统、地理信息系统、卫星定位系统、卫星现场图像传输系统、无人值守机房集中监控系统,无线调度通信系统、无线联动数据传输系统、遥感系统和视频系统的支持。并且在对上述系统进行高度集成的基础上建立了统一的信息接收和处理平台,通过网络实现了信息资源和通讯手段的共享。要实现这个应急救灾信息系统,空间信息技术的相关研究是必不可少的,本文的研究立足于网络空间信息技术,以目前应急管理信息系统研究中没有涉及和研究较少的领域为突破点,以建立一个大空间区域中多个网络节点组成的,具有很强扩展性,安全性和执行效率的应急网络空间信息信息系统为目的。
本文的研究内容和成果有:
对网络应急空间信息系统定义、内涵和研究内容的深入分析,理清了网络应急空间信息系统的结构和需要研究的问题,同时也为本文后面的研究介绍了背景资料。
深入研究了网络应急空间信息系统软件架构。在分析和借鉴了集中式、网格GIS的软件架构和P2P相关软件的架构方式之后,提出了网络应急空间信息系统的逻辑架构和物理架构。这一软件架构的基础是具有独立处理功能和常用空间数据的执行节点。这一软件架构的通信保障体系包括自唤醒消息服务器队列和推拉混合式消息发送机制。前者提高了数据交换的网络资源使用率和安全性;后者以推模式保证通信的及时性,以拉模式校验通信的完备性。
深入研究了网络应急空间信息系统的业务逻辑框架。常见的应急管理信息系统大都只能完成一种或几种突发事件的应急管理工作,适应性差,处理流程变更困难。为了使网络应急空间信息系统能够普遍适用于各种突发事件的管理工作,本文另辟蹊径,从应急管理工作的描述性文档出发,通过语言学研究中语义标注统计的方法,深入研究了应急管理工作语言抽象的规律,成功地提取出了应急管理工作的语言学规律即动词逻辑,它明确指明了各类应急管理工作的通用特征,适用于各类应急管理工作。
深入研究了网络应急空间信息系统中空间数据的迁移机制。在深入分析和比较了空间数据传输的常见数据格式和目前几种高效的数据迁移模式之后,选择GML作为空间数据的交互格式,选择P2SP作为数据的迁移模式。此外,本文针对数据传输的要求,提出了GML的传输型扩展格式,使GML具有了分散传输、快速拼装的能力。
深入研究了网络应急空间信息系统中系统处理流程的迁移机制。本文首先对目前常用的处理流程迁移模式(如元数据模式、插件模式和BPM模式)进行深入地分析和综合的比较,在动词逻辑研究的基础上,选取XML格式来封装处理流程数据,选取解读器模式来实现流程的加载。之后,本文提出了应急流程标记语言(EMXML)的概念,并详细定义了其中的各个内容要素。最后设计了相应的解读器工作流程,构成了完善的应急处理流程迁移机制。
综合应用各项研究成果开发了一个网络应急空间信息系统实例。在网络应急空间信息系统软件架构、业务逻辑框架、数据迁移机制的研究基础上,采用J2EE平台和geobeans网络地图组件,结合公安部边防局的科研项目,开发了一个多地区部署、业务功能广泛的网络应急指挥系统。
总的来说,本文的研究围绕应急管理工作和网络空间信息技术,明确了网络应急空间信息系统的定义、内涵和主要研究内容,综合采用了网格技术、语言学、P2SP网络和BPM流程迁移等相关理论和方法,以网络应急空间信息系统的软件架构研究和业务逻辑框架研究为基础,以网络应急空间信息系统中的空间数据和业务流程数据迁移机制研究为辅助,建立了网络应急空间信息系统建设的主要理论框架,并通过实用系统的开发实践,反证了研究成果的正确性和有效性。