王輝山++林巖釗++吳楠楠

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2017.22.014

摘 要：該文以現(xiàn)有的各類地震應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，利用三維地理信息技術(shù)、WebGIS技術(shù)等先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，設(shè)計(jì)出一個(gè)能夠在震后災(zāi)情采集、空間信息可視化管理、地震影響場(chǎng)三維展現(xiàn)、損失快速評(píng)估等功能于一體的輔助決策系統(tǒng)。地震發(fā)生時(shí)，前方救援人員可以通過移動(dòng)端系統(tǒng)實(shí)時(shí)上報(bào)災(zāi)情，查詢?cè)u(píng)估信息，后方指揮部決策人員可以通過后方服務(wù)端預(yù)判災(zāi)情結(jié)果、實(shí)時(shí)查詢震區(qū)災(zāi)情、完成指揮決策、部署救援力量。

關(guān)鍵詞：地震應(yīng)急 輔助決策 設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：P20 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）08（a）-0014-03

隨著計(jì)算機(jī)信息及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，各級(jí)政府部門為震后輔助決策所需的基礎(chǔ)資料已較為完備，尤其是具備展現(xiàn)直觀地震分布的空間可視化數(shù)據(jù)和震后臺(tái)站儀器生產(chǎn)的數(shù)據(jù)。目前地震預(yù)警與烈度速報(bào)系統(tǒng)已進(jìn)入實(shí)用化推廣普及階段，能夠?yàn)檎鸷缶葹?zāi)快速提供具有較強(qiáng)科學(xué)依據(jù)的參考信息。

目前在地震應(yīng)用系統(tǒng)中缺乏一個(gè)可以真正結(jié)合GIS進(jìn)行震后災(zāi)情采集、空間信息可視化管理、地震影響場(chǎng)三維展現(xiàn)、損失快速評(píng)估、等功能于一體的輔助決策系統(tǒng)。系統(tǒng)主要滿足震后地震現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急人員通過本地區(qū)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與省級(jí)中心后臺(tái)服務(wù)端系統(tǒng)雙向動(dòng)態(tài)通信，實(shí)現(xiàn)震后快速對(duì)震害預(yù)測(cè)結(jié)果、應(yīng)急預(yù)案、輔助決策、應(yīng)急通訊錄等查詢，并可將地震現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)災(zāi)情快速上報(bào)給應(yīng)急指揮部的服務(wù)端（地震三維電子沙盤），為地震應(yīng)急指揮提供科學(xué)依據(jù)。根據(jù)《福建省“十三五”規(guī)劃》中“推進(jìn)城鄉(xiāng)防震減災(zāi)、地質(zhì)災(zāi)害防治”、“支持救災(zāi)物資儲(chǔ)備庫(kù)、應(yīng)急避災(zāi)場(chǎng)所等基礎(chǔ)設(shè)施和救災(zāi)應(yīng)急能力建設(shè)”等指導(dǎo)精神及相關(guān)指導(dǎo)文件，福建省地震局著力構(gòu)建本機(jī)構(gòu)地震輔助決策管理體系，有效應(yīng)對(duì)福建省地震局救災(zāi)的輔助決策，進(jìn)而建立基于移動(dòng)終端的輔助決策系統(tǒng)，對(duì)于提高地震公共安全，保障和諧社會(huì)建設(shè)具有重要意義。

在地震應(yīng)急時(shí)，發(fā)布的信息不僅要為后方指揮決策服務(wù)，還要為前方的救援人員服務(wù)，該文主要研究在原有應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，借鑒目前相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜姨岢龅亩喾N災(zāi)情我國(guó)已經(jīng)發(fā)災(zāi)情獲取與研判方法等多種災(zāi)情獲取方法[1-2]，建設(shè)一套基于移動(dòng)終端的地震應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)則可以為救援人員提供隨時(shí)隨地的服務(wù)，使地震救援指揮服務(wù)的終端得到了進(jìn)一步的延伸與擴(kuò)展[3]。

1 輔助決策系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

1.1 地理信息系統(tǒng)在地震中的應(yīng)用

（1）實(shí)現(xiàn)地理空間數(shù)據(jù)與地震相關(guān)數(shù)據(jù)整合。通過行政區(qū)劃代碼，不僅使地理數(shù)據(jù)庫(kù)空間字段與地震相關(guān)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，而且實(shí)現(xiàn)地理空間數(shù)據(jù)與地震屬性數(shù)據(jù)的整合，以便進(jìn)行區(qū)域地震相關(guān)數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計(jì)分析等。

（2）應(yīng)用地理信息系統(tǒng)等相關(guān)技術(shù)建設(shè)震后現(xiàn)場(chǎng)災(zāi)情信息采集的輔助決策移動(dòng)終端，采集現(xiàn)場(chǎng)災(zāi)情文字、圖片、視頻短片，傳回服務(wù)端。

（3）通過地理信息系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)地震要素信息基于地理空間的可視化表達(dá)，不僅是二維形式展現(xiàn)，而且以三維電子沙盤形式展現(xiàn)其立體影響效果，無(wú)論是地震模擬演練還是真實(shí)地震影響范圍都可直觀展現(xiàn)。同時(shí)，通過電子地圖可以逐級(jí)瀏覽各個(gè)區(qū)域的相關(guān)地震要素信息，通過地理信息系統(tǒng)特有的專題圖表現(xiàn)形式直觀地查看相關(guān)地震要素信息的空間分布情況，從多維角度獲取地震對(duì)地震分布進(jìn)行數(shù)據(jù)探索，獲取深層次的隱含信息。

（4）實(shí)現(xiàn)各類地震要素信息基于地理信息的集成。輔助決策移動(dòng)終端以基于地理位置采集震后災(zāi)情信息為主要業(yè)務(wù)，三維電子沙盤系統(tǒng)以展現(xiàn)地震影響場(chǎng)為主線，通過地理信息系統(tǒng)集成展現(xiàn)各類地震要素信息（現(xiàn)場(chǎng)烈度、預(yù)報(bào)信息、應(yīng)急數(shù)據(jù)等），充分考慮地理位置信息在統(tǒng)計(jì)中的作用與影響。

（5）通過地理信息系統(tǒng)技術(shù)對(duì)震后自救具備輔助作用。地震救援的黃金時(shí)間是發(fā)生地震后的72 h之內(nèi)，在此期間，如何有效組織各部門協(xié)同搜尋幸存者、搶救貴重物資是關(guān)鍵，通過建立輔助決策移動(dòng)終端實(shí)現(xiàn)震后地震應(yīng)急人員在20 min內(nèi)完成震后快速評(píng)估結(jié)果查詢，30 min內(nèi)實(shí)現(xiàn)災(zāi)區(qū)地震災(zāi)情快速上報(bào)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制和離線使用，輔助部門間共同進(jìn)行震后自救。

1.2 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)思路

（1）以核心數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)包含了地理空間庫(kù)及災(zāi)害損失庫(kù)，其中地理空間庫(kù)包含基礎(chǔ)地理信息庫(kù)（由電子沙盤、數(shù)字高程、遙感影像等組成），從地震屬性庫(kù)方面可分為：預(yù)報(bào)與烈度速報(bào)產(chǎn)出庫(kù)、現(xiàn)場(chǎng)災(zāi)情庫(kù)、地震輔助決策庫(kù)三大類，其中預(yù)報(bào)與烈度速報(bào)產(chǎn)出庫(kù)包含地震三要素、預(yù)警信息、儀器烈度、PGA/PGV/PGD、反應(yīng)譜0.3/1.0/3.0等數(shù)據(jù)，現(xiàn)場(chǎng)災(zāi)情庫(kù)包含災(zāi)情照片、災(zāi)情短片及災(zāi)情簡(jiǎn)要描述等數(shù)據(jù)，此外還包含交通數(shù)據(jù)、重大生命線工程數(shù)據(jù)、應(yīng)急人員及水庫(kù)水系等輔助數(shù)據(jù)。

（2）表現(xiàn)形式多樣化。在地震三維電子沙盤中將三維地圖場(chǎng)景作為展現(xiàn)地震電子沙盤的底圖，在此基礎(chǔ)上接入地震屬性要素進(jìn)行聯(lián)動(dòng)開發(fā)，使系統(tǒng)同時(shí)具備地理信息系統(tǒng)的便捷、強(qiáng)大空間分析能力和三維可視化能力；在輔助決策移動(dòng)終端中集成二維地圖底圖，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行災(zāi)情采集。

（3）專題功能?；谳p量級(jí)地理信息系統(tǒng)平臺(tái)，結(jié)合基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)庫(kù)和地震屬性數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)地震專題需求定制所需專題功能。

圖1為系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路。

系統(tǒng)將地震屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)融合，將三維地理信息、地震基礎(chǔ)信息、地震預(yù)警與烈度速報(bào)產(chǎn)出結(jié)果、現(xiàn)場(chǎng)災(zāi)情信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的融合，通過損失快速評(píng)估，應(yīng)用于輔助決策，以開發(fā)包含B/S端三維電子沙盤系統(tǒng)、系統(tǒng)后臺(tái)服務(wù)支撐及輔助決策移動(dòng)終端等形式實(shí)現(xiàn)功能。

2 關(guān)鍵技術(shù)

綜合考慮項(xiàng)目建設(shè)單位的信息化現(xiàn)狀及需求分析，系統(tǒng)建設(shè)建議采用基于Html/JavaScript移動(dòng)終端的應(yīng)用展示層，以三維GIS平臺(tái)（skyline）與spring結(jié)合構(gòu)成的業(yè)務(wù)邏輯層、以O(shè)racle 11g搭載Oracle Spatial數(shù)據(jù)引擎構(gòu)建的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層的總體技術(shù)路線，如圖2所示。endprint

選擇此技術(shù)路線具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)。

（1）采用三層結(jié)構(gòu)的技術(shù)路線，保證了系統(tǒng)具備高性能，系統(tǒng)數(shù)據(jù)不直接面向用戶，而是通過業(yè)務(wù)邏輯層提供給用戶，使系統(tǒng)建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)大大降低。

（2）應(yīng)用展示層針對(duì)輔助決策移動(dòng)終端和地震三維電子沙盤等系統(tǒng)采用Html/JavaScript技術(shù)，對(duì)終端設(shè)備及瀏覽器兼容性強(qiáng)，提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度及用戶交互體驗(yàn)性。

（3）地震電子沙盤系統(tǒng)等業(yè)務(wù)邏輯層采用技術(shù)成熟的三維GIS平臺(tái)（skyline），輔助決策移動(dòng)終端采用輕量級(jí)GIS平臺(tái)進(jìn)行底圖加載，有利于快速構(gòu)建地圖場(chǎng)景，不僅在地震電子沙盤系統(tǒng)立體化展現(xiàn)地震地形場(chǎng)景，還可不間斷快速上報(bào)震區(qū)災(zāi)情信息；采用spring可使系統(tǒng)保持高效運(yùn)行。

（4）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層采用Oracle11g及Oracle Spatial，不僅可以存儲(chǔ)大量的屬性數(shù)據(jù)，還提供了對(duì)地理空間數(shù)據(jù)的支持，數(shù)據(jù)檢索、并發(fā)操作性強(qiáng)。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用

該系統(tǒng)的綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)編程技術(shù)、WebGIS技術(shù)、三維地理信息系統(tǒng)技術(shù)、空間信息網(wǎng)格技術(shù)、實(shí)時(shí)融合技術(shù)及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，建設(shè)了“一庫(kù)一服務(wù)兩系統(tǒng)，一庫(kù)”即數(shù)據(jù)庫(kù)層包含的所有應(yīng)用庫(kù)；“一服務(wù)”即系統(tǒng)融合了震后快速評(píng)估服務(wù)及災(zāi)情上報(bào)服務(wù)；“兩系統(tǒng)”即后臺(tái)的三維電子沙盤系統(tǒng)和前方的移動(dòng)終端系統(tǒng)。兩個(gè)系統(tǒng)用一條總線串聯(lián)起來(lái)，互聯(lián)互通，相輔相成。

4 結(jié)語(yǔ)

該文通過WebGIS技術(shù)及三維地理信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)了地理空間數(shù)據(jù)、地震應(yīng)急基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)及地震信息數(shù)據(jù)大融合，通過一系列先進(jìn)成熟的計(jì)算機(jī)信息技術(shù)將基于烈度的災(zāi)情評(píng)估系統(tǒng)及災(zāi)情收集功能集成在一起建立起一個(gè)基于移動(dòng)終端的輔助決策系統(tǒng)。該系統(tǒng)是“地震應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)”的有力補(bǔ)充，特別是輔助決策系統(tǒng)Android/Ios端為整個(gè)系統(tǒng)提供了必要的輔助工具，但是軟件系統(tǒng)的應(yīng)用還存在改進(jìn)升級(jí)的空間。存在的問題主要是目前輔助決策電子沙盤目前還需安裝三維輔助插件，及軟件運(yùn)行的穩(wěn)定性、易用性和實(shí)用性有待突破性的提高。希望之后通過有力的補(bǔ)充，全面提高該系統(tǒng)的地震應(yīng)急工作能力。

參考文獻(xiàn)

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