第八章 即時展示技術建置
8.2 系統架構規劃 一、 整體系統架構圖
本系統依據前節所述之概念進行系統架構規劃,並依據架構中之 各模組進行建置,如圖 8.2-1所示。
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QPESUMS 介接狀況 環境地質圖
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1、入口首頁:
提供使用者帳號申請書下載功能。
圖 8.2-3 即時展示之入口首頁畫面
2、山崩潛勢展示模組部分:
維持動態山崩潛勢圖展示及歷史豪雨事件山崩潛勢查詢功能。
3、山崩警戒發布模組部分:
(i) 警戒鄉鎮村里或聚落查詢:依修正之山崩潛勢模式所提供之警戒 資訊,提供紅色與黃色警戒村里查詢功能,其可依縣市、鄉鎮、
村里等定位(圖 8.2-4)。
(ii) 警戒村里清單:提供紅色與黃色警戒村里列表功能,列表資料包 含雨量、山崩潛勢值等資料(圖 8.2-5)。
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圖 8.2-4 警戒鄉鎮村里查詢成果畫面
圖 8.2-5 紅、黃警戒村里列表成果畫面 4、山崩基礎圖資模組部分:
(i) 維持各項圖資套疊功能,包含山崩目錄、衛星影像、72 小時雨量 資料、現地調查成果、農航所航照、斜坡單元……等。
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圖 8.2-6 農航所影像套疊畫面
(ii) 點選地圖上之網格後,顯示該位置之降雨組體圖。使用者於地圖 上按下滑鼠右鍵開啟清單後則可開啟雨量組體圖,用以觀察 過去 72 小時之累積雨量。
圖 8.2-7 雨量組體圖開啟畫面
(iii) 點選地圖上點位,顯示該位置之 I3-R24圖(3 小時平均降雨強度-24 小時累積雨量之蛇線圖)。
圖 8.2-8 I3-R24圖顯示畫面
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5.定位查詢模組部分:
維持各項定位功能(包括以土石流潛勢溪流定位、以省道公路里程定位、
以行政區定位、以 WGS84 坐標定位、以 TWD67 坐標定位、以 TWD97 坐 標定位、以經緯度(度分秒)定位、以 Google 搜尋結果定位等)之正常運作。
圖 8.2-9 公路里程查詢定位畫面 圖 8.2-10 行政區定位查詢定位畫面
6.系統與資料管理部分:
提供使用者新增、修改、刪除之管理功能與登入記錄查詢。
圖 8.2-11 使用者管理畫面 三、 即時展示技術-簡易查詢版
簡易查詢版主要提供行政區、土石流潛勢溪流、公路里程及坐標 系統四項查詢方式,取得各關注區域之斜坡單元警戒列表資訊,配合 地圖顯示,並另提供資料列印之功能(圖 8.2-12、圖 8.2-13)。
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圖 8.2-12 簡易版畫面
圖 8.2-13 簡易版行政區域查詢畫面
圖 8.2-14 簡易版土石流潛勢溪查詢畫面
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圖 8.2-15 簡易版公路里程查詢畫面
圖 8.2-16 簡易版公路里程查詢畫面 四、 即時展示技術-手機版
手機版系統提供行政區、土石流潛勢溪流、公路里程、坐標系統及所在 位置之五項查詢方式,取得各關注區域之斜坡單元警戒列表資訊,配合 地圖顯示。
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圖 8.2-17 手機版查詢畫面
圖 8.2-18 手機版依行政區域查詢畫面
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圖 8.2-19 手機版依土石流潛勢溪流查詢畫面
圖 8.2-20 手機版依公路里程查詢畫面
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圖 8.2-21 手機版依坐標查詢畫面
圖 8.2-22 手機版依所在位置查詢畫面
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一、 QPESUMS 與 QPF 節點環境 1. 系統安裝環境
本計畫之展示資訊系統已向氣象局申請 QPESUMS 雨量資料介 接工作,以網格式雨量(1.3 km*1.3 km)進行雨量資料輸入,後續亦規 劃介接國家災害防救科技中心之定量化降雨預測 QPF(Quantitative Precipitation Forecast)資料,為因應兩者資料彙整應用程式的執行環 境,本計畫節點採用 RedHat Linux ES6.0 以上版本之作業系統,又 因 於 資 料 必 須 保 持 可 傳 送 與 通 訊 埠 通 透 狀 態 , 安 裝 時 需 取 消 SELINUX 及 FIREWALL 的防護,並確保 Linux 下磁碟分割的最低 要求:
/var 30GB /mnt2 150GB /root 10GB /home 30GB
除此之外,為顧及節點資料能夠正常供應,資安因應尚需開啟包括:
2x、x2 及 2x667、2x669、2x670 等通訊埠。
2. 安裝作業成果
QPESUMS 節點平台安裝完成後,顯示之主頁面畫面如圖 8.3-1、
圖 8.3-2 所示。
圖 8.3-1 QPESUMS 安裝完成之平台介面 圖 8.3-2 QPESUMS 產品顯示
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二、 動態山崩潛勢資料庫作業流程 1. 斜坡單元及山崩目錄資料庫建置
本系統採用分散式系統架構,用戶端藉由網路瀏覽器進行資料 查詢,透過 OGC 之 WMS 開放的資料存取規範取得開放之對外服務。
除此之外,空間資料以 PostgreSQL 資料庫來建置,依據山崩目錄圖 徵、山崩目錄附屬資料及斜坡單元基本屬性進行空間資料庫規劃,
並以 Shapefile 成果地圖檔配合 FWTools ogr2ogr 之 API 匯入資料庫 (圖 8.3-3)。
圖 8.3-3 FWTools 匯入參數提供參照
進一步 pgAdmin 資料庫管理軟體連上資料庫,可以檢視資料庫建置 成果(圖 8.3-4)。
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圖 8.3-4 資料庫建置成果 2. 動態雨量山崩潛勢圖
動態雨量山崩潛勢必需連結 QPESUMS 與 QPF 所發布之雨量資 料。資料介接連結作業整體流程如圖 8.3-5 所示。
圖 8.3-5 動態雨量山崩潛勢圖資料介接整體流程 (i) 輸入資料
本計畫安裝之 QPESUMS 節點附有兩個功能:其一為接受氣 象局 QPESUMS 所推送(Push)之「觀測雨量」資料(及未來取得國 家災害防救科技中心之 QPF「雨量預測」資料);其二為與空間 相關之「區域雨量空間分佈」資料(圖 8.3-6、圖 8.3-7)。
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圖 8.3-6 QPESUMS 雨量資料轉換 ASCII 顯示
圖 8.3-7 QPESUMS 與空間相關之區域雨量分布資料 (ii) QPESUMS 時序性資料解譯匯入資料庫
依據防災中心每小時的觀測及預估之防災操作需求,由 QPESUMS 推送出來之觀測值(未來加入 QPF 之預報值),解算空 間對應得到定位雨量矩陣(圖 8.3-8)。
圖 8.3-8 QPESUMS 推送資料化算為雨量定位矩陣
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換算為定位矩陣後,進一步開發套疊斜坡單元圖資之空間分 析輔助模組,疊代計算以斜坡單元中心位置處於 QPESUMS 與 QPF 定位矩陣之 Pixel 值作為斜坡單元對應得到之雨量觀測或是 預報值(圖 8.3-9)。
圖 8.3-9 斜坡單元套疊分析演算邏輯 3. 透過資料庫技術建立動態主題圖
因為斜坡單元資料已經匯入空間資料庫中,因此我們針對各斜 坡單元建立一個「QPESUMS 與 QPF 化算套疊運算」表單,這一個 表單將因為 QPESUMS 與 QPF 不斷的推送資料進來而不斷的變動。
透過資料庫 Virtual Table 的資料庫語法技術,我們將斜坡單元圖 層表單與觀測/預報資料的成果進行 Link,建立一個斜坡單元雨量動 態主題圖(Virtual View Thematic Map, 圖 8.3-10)。
圖 8.3-10 以資料庫語法技術建立斜坡單元雨量動態資料主題圖
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4. 潛勢模式圖例(Legend)與 OGC SLD
為使將來潛勢圖資發布服務具有一定的顯示標準,避免不同的 檢視軟體上產生的繪圖誤解,本團隊以 OGC 開放標準的規格描述 SLD(Styled Layer Descriptor),做為系統實施的唯一標準。SLD 是 OGC 制定的用於描述圖層符號化(Symbology)和渲染(Render)樣式的 XML 文件標準,其制訂的目的就是用以解決數值的地理資料顯示在 使用者介面的圖例問題(圖 8.3-11)。
圖 8.3-11 本計畫中建立 OGC SLD 文件範例
依據本計畫演算之山崩潛勢模式,以 SLD 文件建立不同區域之 山崩雨量門檻圖例庫,並以此作為前端展示介面引用之繪圖渲染技 術規格。
5. 資料上架服務
本系統平台上遵循 OGC 標準的 WMS 技術規範進行發布服務 (Register WMS Service)。一般的地圖引擎例如 ESRI ArcGIS 或 MapGuide 等常見平台,前端展示系統的開發大都提供與自己平台溝 通的專用 API,無論其為什麼樣的形式,如 Javascrips 或者是 CGI 的型式,網路的資料供應顯示開發與地圖平台是彼此相依的,因而 形成一種平台上的障礙,一方面系統移植性低;另一方面形成一種 封閉的平台環境。而應用 OGC 的 WMS 規範,後端地圖平台資料的 供應溝通依循著國際上的技術規範標準,任何一種顯圖資料存取介
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