劉世靖　謝慶勝　馬犇　張潔　萬杰

摘要：2011年4月到2012年6月，安徽省滁州市外環(huán)世紀(jì)大道，南至京滬高鐵線，東至上海路與鐵路線，西至瑯琊山邊，東西寬3-9km，南北長(zhǎng)約16km，中間窄，南北寬的不規(guī)則多邊形區(qū)域。進(jìn)行了震害預(yù)測(cè)和地震小區(qū)劃等一系列分析評(píng)估工作。根據(jù)項(xiàng)目要求，建立了項(xiàng)目的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，即滁州市震害預(yù)測(cè)與地震小區(qū)劃地理信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)用1：1萬的滁州市城區(qū)圖作為底圖，根據(jù)不同的地圖要素對(duì)其進(jìn)行分層矢量化處理；按照地理要素進(jìn)行編輯和輸入，輸入地理要素的相關(guān)屬性數(shù)據(jù)。界面友好，便于操作，具有編輯、修改、查詢、瀏覽、輸出等功能，更方便、快捷的為城市工程建設(shè)服務(wù)。

關(guān)鍵詞：超圖軟件；數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；震害防御；數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2013）08-1723-04

1 數(shù)據(jù)收集和處理

數(shù)據(jù)是系統(tǒng)中最為基本和重要的組成部分，其完整性和準(zhǔn)確性直接決定系統(tǒng)應(yīng)用結(jié)果的效果和可靠程度。因此，數(shù)據(jù)的收集、整理和錄入過程中，項(xiàng)目組投入了大量的人力、物力，并采取了各種有效手段來保證數(shù)據(jù)庫的質(zhì)量。

1.1 數(shù)據(jù)收集的范圍與內(nèi)容

系統(tǒng)收集、存取的主要信息，是調(diào)查研究的空間范圍；根據(jù)系統(tǒng)的技術(shù)設(shè)計(jì)路線逐一進(jìn)行數(shù)據(jù)的詳細(xì)收集，震害預(yù)測(cè)方面包括，項(xiàng)目介紹，建筑物震害預(yù)測(cè)，生命線工程震害預(yù)測(cè)，地震次生災(zāi)害評(píng)估；震害防御對(duì)策方面：發(fā)展規(guī)劃和土地利用建議。房屋震前防御對(duì)策，生命線系統(tǒng)震前防御對(duì)策，地震次生災(zāi)害防御對(duì)策，震后應(yīng)急對(duì)策。

1.2 數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)糾錯(cuò)

處理的目標(biāo)是利用GIS軟件平臺(tái)，將源數(shù)據(jù)處理成滁城地理信息系統(tǒng)中可用的基礎(chǔ)圖層。從源數(shù)據(jù)中分離出項(xiàng)目區(qū)水系、等高線、山峰、道路、建筑物等SHAPE格式圖層；從UTM坐標(biāo)系統(tǒng)一成經(jīng)緯度坐標(biāo)，并將調(diào)查的屬性數(shù)據(jù)輸入到建筑物圖層，最后導(dǎo)入到超圖工作空間中的數(shù)據(jù)集中。

本項(xiàng)目原始數(shù)據(jù)格式為AutoCAD的DWG格式。項(xiàng)目所需數(shù)據(jù)格式為超圖的數(shù)據(jù)集，因此本項(xiàng)目考慮將DWG格式內(nèi)的層數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為SHAPE格式。然后將轉(zhuǎn)出的圖層與項(xiàng)目區(qū)邊界圖層進(jìn)行空間分析，得到項(xiàng)目區(qū)內(nèi)的建筑物、水系等數(shù)據(jù)。最后將轉(zhuǎn)換出的建筑物生成面，再賦予編碼和樓層等屬性信息。由于收集到的DWG數(shù)據(jù)并不是完美的，其中有部分建筑物有錯(cuò)誤。為此，需要對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行糾錯(cuò)處理。最終將這些數(shù)據(jù)導(dǎo)入超圖數(shù)據(jù)庫，并制作成地圖。

2 地圖制作

本系統(tǒng)數(shù)據(jù)類型均采用超圖空間數(shù)據(jù)庫引擎（SDB 5）形式存儲(chǔ)，包括點(diǎn)、線、面以及部分JPG數(shù)據(jù)均存儲(chǔ)在內(nèi)，約59MB，基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)以1：1萬基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。圖件以地圖工程形式保存。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程

軟件設(shè)計(jì)開發(fā)人員向用戶初步了解需求，然后以文檔形式列出要開發(fā)系統(tǒng)的大功能模塊，初步定好一個(gè)大概的界面框架。下一步進(jìn)行概要設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)對(duì)軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行考慮，包括系統(tǒng)的基本處理流程、系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)、模塊劃分、功能分配、接口設(shè)計(jì)、運(yùn)行設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和出錯(cuò)處理設(shè)計(jì)等，為軟件的詳細(xì)設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)。在概要設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，軟件設(shè)計(jì)開發(fā)人員進(jìn)行軟件系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)。詳細(xì)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)足夠詳細(xì)，能夠根據(jù)詳細(xì)設(shè)計(jì)報(bào)告進(jìn)行編碼。

3.2 系統(tǒng)開發(fā)周期

本系統(tǒng)的軟件開發(fā)大致可以分成四個(gè)主要階段，即：開發(fā)準(zhǔn)備期、開發(fā)期、系統(tǒng)測(cè)試期、系統(tǒng)完成期。

3.3 系統(tǒng)架構(gòu)及各部分功能

3.3.1 系統(tǒng)界面

系統(tǒng)主要功能模塊包括滁城概況、地震小區(qū)劃成果、震害預(yù)測(cè)成果、震災(zāi)防御對(duì)策和系統(tǒng)管理等。

3.3.2 系統(tǒng)功能

3.3.2.1 滁州介紹

本系統(tǒng)采用電子書的形式，遞進(jìn)式從三個(gè)層次介紹了滁州，走進(jìn)滁州—滁州介紹，包括滁州概況、地名來歷、人文景致、山川河流以及區(qū)位交通；滁州市地震局簡(jiǎn)介，包括成立時(shí)間、人員、內(nèi)設(shè)機(jī)構(gòu)、機(jī)構(gòu)職能、“四個(gè)中心”、工作風(fēng)采、直屬臺(tái)站以及周邊臺(tái)站；滁州市歷史地震概況，包括定遠(yuǎn)4.2級(jí)地震以及滁州歷史上烈度達(dá)Ⅳ度以上的地震。

3.3.2.2 地震小區(qū)劃

主要顯示查詢地震小區(qū)劃項(xiàng)目介紹；區(qū)域與近場(chǎng)地震構(gòu)造評(píng)價(jià)，包括大地構(gòu)造分區(qū)圖、新構(gòu)造分區(qū)圖、區(qū)域地震構(gòu)造圖、近場(chǎng)地震構(gòu)造圖；區(qū)域與近場(chǎng)地震活動(dòng)性分析，包括區(qū)域歷史地震目錄、區(qū)域歷史中強(qiáng)震震中分布圖、區(qū)域小震震中分布圖，區(qū)域的地震區(qū)帶劃分圖，近場(chǎng)區(qū)地震震中分布圖，近場(chǎng)區(qū)地震目錄；地震危險(xiǎn)性分析，包括潛源劃分圖，地震動(dòng)衰減關(guān)系圖件，基巖50年超越概率63%、10%、2%的峰值加速度分布圖，基巖峰值加速度反應(yīng)譜曲線圖；場(chǎng)地工程地質(zhì)條件勘測(cè)，包括鉆孔分布圖，動(dòng)三軸樣品測(cè)試成果表，第四系等厚線圖，工程地質(zhì)分區(qū)圖；地震動(dòng)參數(shù)小區(qū)劃，包括地震動(dòng)參數(shù)小區(qū)劃圖，各分區(qū)反應(yīng)譜圖；地震地質(zhì)災(zāi)害小區(qū)劃，包括砂土液化分區(qū)圖，崩塌滑坡分區(qū)圖，見圖1。

3.3.2.3 震害預(yù)測(cè)

主要查詢顯示以下內(nèi)容：震害預(yù)測(cè)項(xiàng)目介紹、建筑物震害預(yù)測(cè)、生命線工程震害預(yù)測(cè)、地震次生災(zāi)害評(píng)估、設(shè)定地震等

設(shè)定地震主要包括：輸入設(shè)定地震參數(shù)（包括震中經(jīng)度、震中緯度、震級(jí)大小、震源深度和破裂方向），系統(tǒng)計(jì)算出該地震的影響場(chǎng)。根據(jù)影響場(chǎng)和建筑物震害預(yù)測(cè)結(jié)果，統(tǒng)計(jì)該地震造成各類建筑物的破壞情況，并計(jì)算出建筑物損失。計(jì)算損失中所用到的建筑物損失比和造價(jià)由人工輸入。設(shè)定地震采用東部橢圓衰減模型，見圖2。

3.3.2.4 震害防御對(duì)策

系統(tǒng)查詢主要顯示以下內(nèi)容：發(fā)展規(guī)劃和土地利用建議、房屋震前防御對(duì)策、生命線系統(tǒng)震前防御對(duì)策、地震次生災(zāi)害防御對(duì)策、震后應(yīng)急對(duì)策；

3.3.3 系統(tǒng)的管理

主要包括對(duì)文件打開、數(shù)據(jù)編輯等；

打開文件主要打開注冊(cè)到系統(tǒng)的各種文件，包括文檔文件、圖片文件、圖層文件和表格文件。

打印主要打印當(dāng)前窗口信息，包括文檔、圖片表格和地圖。

數(shù)據(jù)編輯可以編輯文檔信息、表格信息和空間圖層信息（主要用于對(duì)空間信息的更新維護(hù)，包括對(duì)點(diǎn)、線、面的添加、刪除等操作）。

3.3.4其他功能

專題地圖展示：系統(tǒng)調(diào)用專題地圖，實(shí)現(xiàn)GIS基本功能——放大、縮小、漫游、信息查詢。

分級(jí)顯示地圖信息：系統(tǒng)對(duì)不同顯示比例尺下的顯示內(nèi)容進(jìn)行了分級(jí)，例如對(duì)小比例尺顯示時(shí)，只顯示主要干道要素，對(duì)于次要道路只有在放大到一定的比例尺時(shí)才顯示。對(duì)于建筑物的標(biāo)注也是放大到一定比例尺時(shí)才出現(xiàn)。

邏輯查詢與統(tǒng)計(jì)：用戶輸入一定條件的查詢信息后進(jìn)行查詢。如圖3信息查詢；

并實(shí)現(xiàn)了從結(jié)果中再進(jìn)行查詢的功能。

模糊查詢與統(tǒng)計(jì)：用于輸入要查詢的關(guān)鍵詞，就可以查詢包含此關(guān)鍵詞的屬性信息，進(jìn)而可以查詢對(duì)應(yīng)的空間對(duì)象。如圖4。

圖表統(tǒng)計(jì)：系統(tǒng)對(duì)項(xiàng)目區(qū)內(nèi)的建筑物按結(jié)構(gòu)類型和用途進(jìn)行了圖表統(tǒng)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)建筑物面積和建筑物個(gè)數(shù)的統(tǒng)計(jì)，采用柱狀體或餅形圖的形式進(jìn)行表示。

圖片超鏈：用戶通過點(diǎn)選空間對(duì)象，彈出該對(duì)象所表達(dá)的實(shí)體照片或者雙擊表格記錄，顯示對(duì)應(yīng)記錄所表達(dá)的實(shí)體照片；見圖5、圖6；

空間對(duì)象閃爍：對(duì)查詢到的空間對(duì)象進(jìn)行閃爍顯示，以方便用戶在視野中很快定位到查詢對(duì)象。

4 思考與探索

本系統(tǒng)主要采用的是超圖的軟件平臺(tái)，和ESRI等軟件平臺(tái)比較有較大的不同；本系統(tǒng)采用超圖國產(chǎn)軟件平臺(tái)也是一種有益的探索；同時(shí)，在后期使用過程中發(fā)現(xiàn)，動(dòng)態(tài)設(shè)定震害預(yù)測(cè)的研究區(qū)域，靈活設(shè)定輸出計(jì)算結(jié)果，具有很好的實(shí)用價(jià)值，在以后的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中須加于考慮。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 張逸.軟件設(shè)計(jì)精要與模式[M].北京：電子工業(yè)出版社，2007： 43.

[3] 謝慶勝.滁州市震害預(yù)測(cè)項(xiàng)目中地圖數(shù)據(jù)處理方法研究[J].防災(zāi)科技學(xué)院學(xué)報(bào)·災(zāi)害預(yù)測(cè)與防治研究，2012（4）：38-41.