公路地质灾害危险性评价与防治系统SDSS设计

空间决策支持系统的四库是指模型库、方法库、知识库、数据库这四库。其中模型库、方法库实质是用于决策支持的模型字典和方法字典，知识库存储的信息主要为知识规则，数据库存储的是各模型、方法输入（接口）及输出数据。用户接口是一组程序，其以模型为主导通过调用方法、数据、知识以实现公路地质灾害评价中的智能决策及群体决策。

（1）模型库及模型库管理系统。模型是以某种形式对一个系统的本质属性的描述，以揭示系统的功能、行为及其变化规律，同时向决策者提供更有效的决策手段。模型库是提供模型存储和表示模式的计算机系统。天山公路灾害防治决策子系统是以模型驱动，因此模型库是系统的重要组成部分。系统支持用户从数据库中提取相关数据，从方法库中提取对应的方法，通过计算、推理、比较、选择来分析斜坡、泥石流和水毁的稳定性状态。

地质灾害危险性评价过程中涉及大量的模型，这些模型之间并非相互独立，相反，一个任务往往需要多个模型相互协作才能完成，而一个模型也有可能被多次调用，因此需要建立一个模型库管理系统。模型库管理系统支持对模型的各种操作，如模型运行管理和模型组合，还包括建立、删除、修改和查询。建立新的模型时应在模型库管理系统中录入该模型的应用程序名称，源程序文件名称，帮助文件名称，访问的数据库类型和名称，输入输出的内容和临时文件名称，调用哪些模型和方法，被哪些模型调用等。删除和修改这些信息时应保持系统的完整性，查询模型时则打开相应模型的帮助文件，给用户以详尽的介绍。

（2）方法库及方法库管理系统。方法是指基本算法、数据值预处理、统计检验、统计分析、数值模拟等计算方法，而方法库是各种方法的容器，提供了通用计算、分析、加工处理的能力。在天山公路灾害防治决策子系统中，用户可以根据建模需要从模型库中调出模型，从方法库中选择相应算法，从数据库中提取数据，然后进行计算，输出计算结果。方法库的建立使方法软件实现资源共享，使不同模型可共享同一类方法程序，同一模型可调用多种方法建模，从而提高模型运行效率，节省系统开支。

方法库管理系统是对方法进行管理的软件系统，支持对方法的各种操作，包括建立、删除、修改和查询。利用方法库管理系统，可以随时向方法库中加入新的方法，包括完全新建的方法和组合生成的方法。系统提供统一的接口和适当的执行环境（输入/输出，空间分配等），可以将多种语言编制的方法加以整理入库，能够把库程序和系统程序语言连接起来。(www.xing528.com)

（3）知识库及知识库管理系统。天山公路地质稳定性评价过程中，包含大量的不确定因素的半结构化决策问题，这就需要问题求解的专门知识，除了大量的简单事实外，还包括各种规则和过程性的知识。知识库是领域内陈述性知识和过程性知识的集合，是天山公路灾害防治决策子系统的核心部件之一，库中的知识来源主要有两类，一类是以问题形式抽取的，另一类是解决上述问题的领域专家知识。

知识库中知识有两类，一类是确定性知识，另一类是不确定性知识。前者是领域的事实，通过对国内外大量文献资料进行综合分析整理而获得。后者是通过天山公路工程地质病害研究项目各子研究（包括滑坡、泥石流、水毁、崩塌、碎落及生态环境方面）进行的工程地质调查、现场测试、室内外试验，进行深入的机理分析而获得，包括各类灾害的防治原则、防治对策、防治措施和工程实例等知识。这类知识采用诸如决策树、贝叶斯、遗传算法、神经网络等方法抽取知识。防护的方法与不同地质灾害的参数密切相关，这就构成了因素。而各类灾害本身的差异也使得防护方法不同，这就构成了规则。不同的因素和不同的规则决定着不同的防护方法，防护方法的特点及其描述就是结果。据此，系统的知识库同样也是有因素、规则和结果三个部分组成。

（4）数据库及数据库管理系统。天山公路灾害防治决策子系统涉及大量各种类型数据库，从类型上分有属性数据库、空间数据库、影像库等，从数据状态上分数据库包括静态数据库和动态数据库。静态数据库用来存放系统的初始数据，动态数据库则用来存放系统运行过程中产生的数据，包括推理过程数据和推理结果。数据库是天山公路路害防治决策子系统的一个重要组成部分，存储的是各模型、方法输入（接口）及输出数据，还包括图形数据。

（5）四库一体。由于模型库管理系统、知识库管理系统和方法库管理系统的不完善，单独开发这些管理系统又要浪费过多的人力物力，而数据库与数据库管理系统近年来已经非常成熟和稳定，功能也日趋强大，完全可以用数据库管理系统代替上述模型库管理系统、知识库管理系统和方法库管理系统，因此天山公路灾害防治决策子系统采用四库一体的设计思路，也即把模型库、方法库、知识库和数据库统一起来，将模型、方法、知识和数据都存放在数据库中，统一由数据库管理系统管理。这样不仅避免了开发模型库管理系统、知识库管理系统和方法库管理系统，而且可以简化系统复杂度以提高系统响应速度。