公共卫生应急指挥系统立项建议书

1.系统总体设计1.1系统设计的原则为了确保项目的具有很好的扩展性能，系统遵循确保功能原则、高性能原则、高可靠性原则、经济原则和扩展性原则，统筹规划，分布实施，先确定技术路线，科学选择技术方法，认真进行集成操作。1.1.1确保功能原则是指在系统集成过程中，不允许以减少或降低运行平台和各子系统成果的原有功能为代价。采用相应的技术和手段，进行系统集成时，应保障集成后的统一平台功能不会比集成之前的多个分散式平台的整体功能弱；同样，也应保障集成后的软件系统功能也不会比集成之前在多个平台上分别运行的软件功能总和差。系统功能包括平台功能和应用功能两个方面，平台功能是指系统运行平台集成之后的总体处理能力，应用功能是指与业务密切相关的各个应用子系统的实用功能。任何情况下，都不能以牺牲或限制系统平台和应用功能为代价，进行系统的组装和整合。1.1.2高性能原则是指在系统集成过程中，应尽可能采用相应的技术手段以提高而不是降低系统的性能指标，集成后的整体系统性能应该不低于集成之前分散运行的各子系统的平均性能。如果在集成过程中遇到需要牺牲系统性能的处理时，应该慎重考虑。1.1.3高可靠性原则是指在系统集成过程中，应尽可能采取相应技术手段来提高而不是降低系统的可靠性。保证系统数据的高可用性和提供7*24模式的WEB服务以及高可靠性的数据备份、恢复和容灾机制，系统要采用稳定性高、可用性好的软硬件产品保证系统运行的稳定性，像在网络环境下对空间图形的多用户并发操作要具有较高的稳定性和响应速度，保证系统应用中最低的故障率，确保系统的良好运行。提高运行、运算效率是提高工作效率的重要方面，系统应在适当的部位做适当的优化。1.1.4经济性原则是指在系统集成过程中，尽量利用原有投资，应尽可能采用技术手段效率高的技术。1.1.5灵活性原则是指在系统集成过程中，应尽可能采用灵活的技术手段来实现系统集成的目标，而具体运用何种方法和技术并没有一成不变的约束规则。系统集成的灵活性原则，还允许随着运行环境的变更，灵活机动的调整和修正系统集成的方案，以提高系统集成方案的适用性。另外，也允许在不违背其它系统集成原则的基础上，最大限度的优化集成过程和简化集成技术，以降低系统集成本身的成本。1.1.6可扩展性原则在保证系统实用、稳定的前提下，适当采用先进成熟的主流技术，符合今后的发展方向，延长系统的生命周期。在软件开发思想上，严格按照软件工程的标准和面向对象的理论来设计、开发和管理。采用先进的设计理念和技术，使整个系统的设计处于领先地位，确保系统能够适应现代信息技术高速发展的要求。采用先进的数据库设计方案，体现数据存储及管理的先进性，充分考虑将来数据不断变化增加的需要；采用先进的软件开发解决方案，充分考虑业务内容与流程变更、机构调整、人员变动等；采用先进的网络集成方案，确保一定时间内软硬件的可升级性。1.2地理信息系统组成1.2.1系统设计思路整个系统主要功能包括信息查询显示，统计分析，应急指挥等功能。以WebGIS技术为手段，从系统工程观点出发，实现数据的可视化、空间查询、空间分析、设施分布、空间信息发布等。GIS为其他子系统提供基本的地图展示、空间查询、空间分析服务，同时通过WebService的方式与其他子系统组成，通过信息门户为领导、专家、工作人员提供日程运营、决策支持服务。1.3.2系统的总体框架系统将是一个基于WebGIS环境的多功能、多系统集成的应用系统，它由客户层、Web服务层、应用服务层、数据服务层4个层面组成，其总体结构如图所示。（1）数据库服务层：对应总体框架中的基础信息层，主要实现基于地理信息系统的空间数据采集、传输、存储、管理等功能。数据层可以详细划分为数据库层和数据维护层，也可通过Internet分布式的存放在若干个不同地域的服务器中。社会经济信息非空间数据库元数据空间数据库基础设施信息Web服务用户地理信息网络应用基础地理信息应用服务层数据服务层Internet环境Internet环境Intranet环境地理信息专业分析Internet环境Web服务层客户端层GIS服务数据库层存储具有GIS系统建立的空间数据、空间元数据和专题图数据，以及腰杆动态数据采集的具有空间信息的要干影像数据等。数据维护层利用各种专业工具，进行空间数据的采集、加工、数据匹配、空间元数据管理等工作。（2）应用服务层：提供了一系列的功能独特的组件，实现对数据平台层的管理和根据业务规则的数据分析，向数据表示层提供各种数据请求服务。主要作用是封装业务逻辑和对GIS数据库的访问，通过地图服务的方式向应急响应系统中的其他功能模块提供GIS支持。可以详细划分为公用数据接口层和专业服务接口层。公用数据接口层利用灵活的方式与数据库管理系统连接，通过连接管理数据，并能为下一层提供基本的数据组织形式。各类输入数据的处理、各类空间查询（分层检索、定位检索、区域检索、条件检索、空间关系检索等）属于此层。同时该层还抽象出一些地理信息系统的基本、通用的功能，为上一层提供通用的功能模块，如缓冲区分析、网络分析、DEM分析、图层叠置分析等功能。专业服务接口层在公用数据接口层的基础上，针对应急响应系统的需求开发的各种地图服务包括模型库管理、专业模型研究、专题分析、空间查询设定等。此层作为GIS核心部分，成员对象有良好的扩充性、稳定性，便于功能的扩充，便于与表示层的对接。（3）Web服务层：用Web（如IIS5.0）和WebGIS（如MAPGIS-IMS）建立Web网站，用来解析和响应应用服务层和客户层的请求，并通过访问WebGIS软件，其中部分进程提交给应用服务器。用户也可以通过WEBGIS的地图数据的发布功能，在现场或不再现场都可以获得相关的技术服务。（4）客户层：本层是用户与整个系统的接口，系统的全部功能都要通过浏览器来和用户进行交互。该层位于整个系统的最外层，为系统的最终用户提供服务，是用户使用本系统的界面接口。他通过可视化的用户界面收集用户的输入信息，然后向服务器端发送请求。服务器端根据需要发来的请求，调用相应的应用逻辑组建处理用户的请求，然后向应户显示请求的结果。所有的地图表现界面、文本、报表等业务信息都是通过浏览器来提供，整个客户端软件风格遵循于WEB界面风格，兼顾用户的计算机使用习惯及专业应用要求。2.平台建设及开发模式2.1WebGIS平台选择MapGIS-IMS是中地数码自主研发的新一代网络GIS平台，整合最新的GIS技术、网络通信技术，实现了在互联网GIS有限的资源条件下高性能的空间信息可视化、查询、编辑、空间分析处理等GIS功能。它以MapGIS平台为基础，依托.NET和J2EE开发环境，采用功能强大的编程语言，结合灵活多变的网络编程技术，无论在性能还是网络负载方面都实现了质的飞跃。针对不同用户、不同需求，MapGIS-IMS提供了三个基础版本，分别是专业版、行业版和搜索引擎版，均支持.NET和J2EE开发，可以在UNIX、Linux等其他操作系统中实现WebGIS功能，达到跨平台、多操作系统的使用目的。2.1.1MAPGIS-IMS平台结构2.1.2MAPGIS-IMS行业版平台特点Web服务器Web服务器Web服务器AJAX引擎AJAX引擎AJAX引擎MapGIS平台GIS服务器GIS服务器GIS服务器信息数据地理数据客户端地图显示速度快满足巨大用户访问需求AJAX引擎增强用户体验支持多种开发平台支持地理空间位置搜索适用范围主要功能2.1.2MapGISVirtualEarthMAPGISVirtualEarth（简称MVE）是中地数码推出的拥有自主产权的一套显示三维地球的软件，它以MapGIS平台为基础，基于JAVAApplet技术和JOGL技术开发。采用分布式架构、先进的流传输技术、跨平台、跨网络，具有显示三维真实影像的能力和良好的可扩展性。MapGISVirtualEarth可以实现的GIS功能如下：三维地球漫游、地名国界显示、地球定位跳转、鹰眼功能、标尺功能、方向指引功能、关键字搜索、添加地标、图层叠加、图层控制显示，大规模三维模型的显示、添加点线区以及测量等功能。MAPGISVirtualEarth作为国内可视化三维地球浏览平台，与国内同类产品相比，特点是：GIS功能强大、基于B/S开发模式、具有便捷的二次开发接口、可以用户定制功能、用户自定制城市的三维数据，专业数据检索、以及大规模三维模型显示等。功能特点：基于全球范围的互动空间信息展示平台基于最新的3D引擎，提供便捷的操作方式高程数据支持矢量数据多图层叠加动态地名显示自定义地标丰富的二次开发接口3.功能设计3.1信息查询显示3.1.1公共卫生资源管理将各类医院，体检中心，药店等医疗机构在地图上清晰的显示出来。如点击相关的医疗机构，我们还可以查询到相关的法人信息、值班电话等。医院的床位信息、医卫人员信息、试验检验能力、医疗器械，药品储备等相关信息。3.1.2监测调查数据显示将公共卫生管理管理中所监测的各种传染病的情况通过GIS系统进行展示。将典型居住环境监测和流行病调查的结果直观的展现出来，并且可以分析人群疾病的时间、空间和人群分布，及时发布疫情预警信息，从而在早期采取有针对性的防控措施，积极宣传，发放药品或者免疫疫苗的注射等。为疾病的防御提供线索和手段。3.1.3统计数据显示利用GIS系统我们还可以通过多种形式展示监测调查数据，左图是中国不同类型疾病的空间分布以及构成比例，你可以按数据类别，数据时间段等根据其地理分布直观地赋予不同的颜色。展示的形式可以包括柱状图、饼图、表格、栅格图以及专题图等。这种统计再配合常规的数据表，我们将得到一目了然的结果。3.1.4相关经济与社会信息叠加显示公共卫生管理与人口密度，年龄结构，交通、GDP、产业结构等社会经济因素息息相关，在GIS系统中可以方便地叠加和显示各种经济信息，从而方便决策分析。可将公交线路、自来水管网、医院、社区卫生服务中心、卫生服务站（村医务室）、学校、幼儿园、街道办事处、居委会、派出所、重点企业、宾馆饭店、公共娱乐场所、大型商场等的相关属性信息与地图相关联。行政区划图与疾病分布图叠加显示3.1.5影像图的显示叠加影像图比普通的地图更加直观。将公共卫生数据（如：预案，事件发生地点等）直接以影像图为背景显示，这样，你可以不必了解地图的显示规则就能直接读懂你的数据：预案路线要通过哪个路口？哪家医院最近，哪些重点单位和人群需要设立监测站点？3.1.6重点建筑三维展示对于重点建筑我们需要知道楼房的平面图，每个楼层的平面图，整个楼层的立体布局图。将这些数据（无论是什么数据格式）与公共卫生信息，电子地图全部由GIS集中到数据库中管理，随时调用察看。在地图上看到某个建筑，鼠标点击马上看到其平面/三维布置图。3.1.7业务对象定位定位实现经纬度定位和名称定位，经纬度定位即输入某位置经纬度坐标即可定位到该位置，名称定位是输入某地名称，然后查询数据库，根据查询到的位置信息再进行定位。模拟图如下图所示。数字地球上名称定位经纬度定位到武汉3.1.8属性查看通过属性，查询数据库，将某个对象或建筑物查询出来，然后在地球上以标注形式显示。点击标注后显示在该建筑物内所有业务对象相关信息。通过点击业务对象名称的列表响应一个或多个业务对象，可以查看到业务对象的详细信息。下图是标注信息显示，点击该标注后可以显示详细信息。显示方式分三种：按级别划分、按地区划分、按基准划分。模拟图如下图所示。按地区划分显示模拟图3.1.9地图和业务信息双向查询3.2公共卫生统计分析3.2.1疾病监测预警分析根据对病人的监测采样，通过GIS系统的空间统计分析模型，系统发出了疫情爆发的预警信息。医护人员等可以对于不同级别的高危人群先后进行不同的防治。按设定的标准将各个区域用红、橙、黄等5色填充以显示该区域案发率高低。3.2.2传染病传播分析疾病的发生和传播是与多种致病因素相关的。利用GIS系统，可以将大量的环境，季候，风向，河流，人口，水质等多种信息进行综合分析，通过现代数学模型，特别是非线性规律的分析，并与