基于“天地图”的地震应急服务平台设计

张　新,陶坤旺,朱　翊

(1.辽宁工程技术大学 测绘与地理科学学院，辽宁 阜新 123000；2.中国测绘科学研究院，北京 100830)



基于“天地图”的地震应急服务平台设计

张新1,陶坤旺2,朱翊2

(1.辽宁工程技术大学 测绘与地理科学学院，辽宁 阜新 123000；2.中国测绘科学研究院，北京 100830)

摘要：地震应急与社会经济紧密相关，也是防震减灾的重要内容。在总结地震应急相关研究与信息服务的基础上，采用网络技术、GIS技术、数据库技术，设计并开发基于“天地图“的地震应急服务平台，实现震情实时发布、空间查询定位、灾情实时反馈、直接经济损失快速评估、经济人口信息的统计分析等功能。该平台的建立将为震前预测提供完备、现势的数据基础，为震中救援提供可视化的分析平台，为震后恢复重建的资源调配提供数据支持。

关键词：天地图；地震；应急；GIS；信息实时发布

我国地震灾害频繁，其突发性和破坏性给人民群众带来巨大的生命财产损失，严重阻碍经济发展、社会稳定。如何在地震发生后及时为决策者提供直观、可视化的地震信息，使其能宏观准确地把握灾情信息，保证救援的时效性，将灾害损失降到最低；如何让公众从宏观上了解灾情，支援灾区，是地震应急平台如何最大发挥效应的关键所在[1]，也是近年来灾情应急技术努力的方向。

针对地震应急服务研究，许进等人采用Google Maps数据源结合地理信息中间件的方式搭建地震信息系统，实现基于谷歌地图的地震信息可视化[2]；叶燎原、黎江林、门可佩等人从不同角度研究地震灾害快速评估的方法[3-5]；贾胜韬等人研究基于政府GIS 的地震灾害应急系统[6]；为各部门协调统一抗震救灾提供技术支持；帅向华从地震应急信息的分类以及管理模式等方面论述有效管理地震应急信息的关键技术，在此基础上设计开发首长指挥系统[7]；骆成凤等人研究区域突发事件应急指挥平台[8]。

本文依托天地图地图服务，开展地震应急信息服务平台的建设。通过调用天地图提供的在线地理信息服务，进行自身业务的分布式集成，快速构建地震专题应用系统。该系统实现实时发布地震详情、绘制地震烈度图、强化地震空间信息查询与定位服务、现场灾情反馈与标注等功能。系统的建立将为日常灾情管理提供便捷的工具，为震时指挥决策提供辅助支撑手段，为灾后恢复重建提供数据参考。

1地震应急服务平台建设目的

应急平台是以信息技术为支撑的突发公共事件应急保障技术系统，是实施应急预案的工具，其核心在于应用，而应用要与需求、使用目的相结合才能在应急管理中达到事半功倍的效果[9]。地震应急服务平台主要处理实时发布地震参数信息，反馈现场灾情、快速评估直接经济损失等工作，作为“震后一张图”的灾情救援协同工作基础。该系统建设的主要目的如下：

1)实时发布地震参数：国家地震科技发展纲要将“地震和地震烈度的速报与发布”作为重点领域和优先主题；姜立新等人总结国外地震应急指挥系统的特点是“快、准、狠”，其中“准”是指通过各种计算、决策分析等使得其行动准确，救灾措施得力，救灾部署到位[10]。而想达到应急“准”的目标，前提条件是灾害发生后，第一时间发布震中参数信息，例如震中经纬坐标、震源深度、震级、烈度、波及范围等，从而保证精确高效定位受灾地点，为救灾前后方提供详实、可靠的第一手资料。

2)震情灾情随时反馈：地震的突发性、破坏性以及随之而来的次生灾害，势必给灾情应急指挥部署以及现场救援增添不可预想的困难，因此地震应急服务平台预留灾情反馈接口，供现场人员或者公众进行灾情反馈，赋予公众人员信息接受者和信息发布者的双重身份，尝试将地震震情信息和各个途径反馈的实际灾情信息等非敏感信息进行实时标注和展示，建立一个基于公共网络环境的前后方以及公众的一个常规灾情信息沟通渠道，从而为应急指挥部署提供更完备的信息参考。

3)快速评估经济损失：国家地震科技发展纲要指出震害快速评估是地震应急救援工作的实际需求之一，灾损盲估的时效性与准确性将为地震救援指挥决策提供依据，为应急物资的部署提供参考，平衡应急物资指挥调度中“需”与“求”的矛盾，尽可能将损失降到最低，提高救灾抢险的工作效率。

2系统设计

2.1系统结构设计

该平台基于.NET技术开发，采用基于B/S的三层体系架构[11-14]，分为地震应急应用层、地震应急服务层、地震应急数据层，三层体系结构便于系统的维护升级，如图1所示。

图1　基于天地图的地震应急服务平台总体框架

1)地震应急应用层：应用层直接与用户交互，充分利用网络地图与用户交互性强的优势[15]，以Web客户端的形式可视化地震详情，主要以天地图为背景，对地震参数信息以网站形式进行发布，借助于网络平台使公众在第一时间宏观了解地震灾害详情。

2)地震应急服务层：服务层是连接应用层和底层数据库的桥梁，它一方面接受浏览器端的信息服务请求，进行数据处理、地图操作;另一方面处理相应的数据请求，维护管理系统信息。服务层包括空间信息服务和应用服务，其中空间信息服务包括地图服务、空间查询、空间分析等服务，根据客户端不同请求返回相应的地理信息；应用服务包括各种查询分析、缓冲分析、叠加分析等，如利用空间数据与经济数据、人口数据叠加，分析查找地震周边城市的受灾人口分布情况、经济发展信息以及受损情况，从而为灾区救援与重建提供依据。

3)地震应急数据层：数据层主要负责解析逻辑层发出的数据请求，为平台提供数据，并对数据进行维护、访问、更新等。该系统将天地图作为基本数据来源，充分利用天地图数据现势性强、地理底图统一的优势[16,17]，另一方面融合应急基础数据，如地名库、人口数据库、经济数据库，在此基础上叠加地震专题数据，为统计分析、查询定位、评估预测提供数据支持。

2.2系统功能设计

根据系统设计的目的与要求，地震灾情应急信息服务平台主要包括最新地震信息发布、地震专题、地图操作、地震科普4个功能模块区，如图2所示。

图2　地震应急服务平台功能图

1)最新地震发布：以在线天地图为底图，从EQIM(全国速报数据交换平台)实时读取全国地震信息，并以地震图标闪烁形式定位在地图上，地图可交互，可在矢量图、卫星图、地形图之间切换；定位查询功能提供按日期、震级、地名等组合查询，查询结果按震级分级设置符号，按经纬度定位在地图相应位置上。

2)地震专题：地震专题从震中详情、历史地震查询、震中周边人口经济信息、灾情标绘及反馈、灾损评估、绘制地震烈度带5个方面涵盖当前地震信息：

震中详情：详细展示最新重大地震或者是用户感兴趣的某一历史地震，从EQIM读取地震参数信息，列表形式显示震中的周边省、市、县、乡镇及距离，从EQIM读取余震信息并以红色标识显示在地图上，有别于震中动态标识，地图随鼠标移动显示经纬度、海拔等信息。

灾情标绘及反馈：现场人员或公众通过手机按照“所在村庄、乡镇或街道全称+灾情内容”的格式，随时将周边灾情信息以短信形式进行反馈，根据反馈信息的内容，以点、线、面等相应形式将灾情标注在地图上；除此之外，系统还提供常见的标注工具，以供具有登陆权限的人员进行手动灾情标注，如点标注提供地名或经纬度的精确定位标注，线状标注提供直线、折线等常用标注方法，实时提示标注线的长度，同时提供方便的长度计算工具，面状标注提供圆、椭圆、矩形及不规则形状的范围标注方法，实时提示面状标注的面积信息，并提供面积测算工具。

灾损评估：灾害损失评估模型参考黄敏等人的地震损失经济学评估模型[18]。历史地震信息不单纯提供历史地震参数，经济数据人口数据也不是仅仅提供经济人口信息的查询浏览，而是将他们作为地震灾害直接经济损失评估的数据来源。当地震发生后，根据直接经济损失的经济统计学方法，参考当前震中的历史地震信息、各区县的人口经济信息来测算估计当前地震直接经济损失值。虽然盲估值与真实值之间存在一定偏差，但盲估是在地震发生后第一时间估算灾害损失，避免因短时间内无法获取地震现场信息而盲目指挥决策的错误，为指挥决策提供参考，提高救灾抢险的效率。

绘制地震烈度带：具有登陆权限的人员，在登陆成功后，可以绘制、修改地震烈度图。烈度带默认以当前震中为烈度带中心,只要填写烈度带名称、烈度中心经纬坐标、长轴方向、长轴长度以及短轴长度等相关参数信息就可以绘制满足要求的地震烈度带。

3)地图操作：基本的GIS浏览功能，如缩放、全图、面积量算、距离量算、鹰眼图、比例尺、矢量图、影像图、地形图切换等，为地图浏览、信息的可视化提供基本保障。

4)地震科普：用漫画的方式普及地震科普知识，包括震级的测定、地震烈度的讲解、地震发生时如何应对等，简捷易懂、实用，提高公众应对突发地震灾害的能力。

3系统功能实现

基于天地图的地震应急服务平台以Visual Studio 2010(C#)作为集成开发平台，采用B/S的体系结构，服务层采用地理信息公共平台发布的符合OGC标准的地图及要素服务，应用层采用JavaScript、HTML、CSS设计，界面简洁、美观、人性化，数据层从天地图获取地图底图数据，从EQIM获取地震专题数据以及历史地震数据，从MySQL数据库读取人口经济数据。

地震应急服务系统主界面如图3所示，地震列表从EQIM实时读取最新全国及周边的地震信息，按照地震等级分级设置符号标注在地图上；在地震信息查询栏可以按照属性信息进行组合查询或模糊查询。点击地震信息列表后面的星带加号按钮，可以选择性将当前地震加入地震专题，方便查看感兴趣的地震专题信息。

图3　地震应急服务系统主页面

如图4所示，是2014年云南景谷地震专题，默认以当前地震震中为中心，缩放到一定级别显示；以动态地震符号标注震中位置，以列表形式辅助显示地震的发生地点、经纬度信息、震级、深度，以及地震周边城市，大到省、小到乡镇及相应的距离；以红色圆点图标显示当前地震的余震信息，地图可交互，如点击列表栏的省、市、县、乡镇名称，实现自动定位。

图4　重大地震专题主页

如图5所示，灾情实时反馈以绿色图标形式标注反馈信息，点击绿色图标显示灾情的具体内容；图6是根据经纬度进行定位功能，支持两种输入方式进行的纬度定位。

图5　灾情实时反馈

图6　经纬定位

4结束语

本文将地震专题数据、经济数据、人口数据与地理信息公共服务平台基础数据相结合，设计了基于天地图的地震应急服务平台，实现地震灾情信息实时发布、灾情标注与反馈、快速灾损评估、空间信息查询、空间定位等相关功能。本着信息共享的原则，初步建立一个基于公共网络环境的前后方以及公众的一个常规灾情信息沟通渠道，为灾情发布、应急指挥、恢复重建提供可视化、可交互的平台。

该系统只是地震应急指挥的一个子系统，仍然存在诸多待完善之处，例如，灾损快速评估模型仍需改进与完善，要在保证时效的同时提高盲估的准确性；灾情反馈信息如何去除虚假信息，确保标注信息真实性准确性；多源异构数据如何高效维护与管理等。本文在现有基础之上，如何努力弥补存在的不足，保证应急服务的质量与效率，为应急救灾争取更多的宝贵时间，是下一步努力的方向。

参考文献：

[1]高杰,冯启民,吴允涛,等.地震应急响应系统研究[J].自然灾害学报,2007(6):180-186.

[2]许进,王晓明,王娟,等.基于谷歌地图的地震信息可视化应用[J].测绘通报,2013(7):92-94.

[3]叶燎原,彭双云,杨昆.GIS环境下开发城镇地震灾害快速评估系统[J].云南师范大学学报(哲学社会科学版),2014(3):59-64.

[4]黎江林,苏经宇,李宪章.区域地震灾害经济损失评估模型研究[J].工业建筑,2011(S1):1109-1112.

[5]门可佩,崔蕾.中国地震灾害损失评估模型与实证分析研究[J].南京信息工程大学学报(自然科学版),2013(4):369-378.

[6]贾胜韬,张福浩,赵阳阳,等.基于政府GIS的地震灾害应急系统设计与实现[J].测绘科学,2014(5):65-68.

[7]帅向华.地震应急信息管理技术研究和指挥首长信息查询系统实现[J].地震,2006(3):93-98.

[8]骆成凤,张继贤,刘正军,等.新疆维吾尔族自治区突发公共事件应急指挥平台框架设计[J].测绘科学,2008(3):143-145.

[9]范维澄,袁宏永.我国应急平台建设现状分析及对策[J].信息化建设,2006(9):14-17.

[10] 姜立新,聂高众,帅向华,等.我国地震应急指挥技术体系初探[J].自然灾害学报,2003(2):1-6.

[11] 刘焕成,郑淼磊.基于电子政务的灾害应急物资信息平台建设[J].图书情报工作,2011(17):121-125.

[12] 李帅，孙影，苏光日.基于天地图的教育信息服务平台设计与实现[J].测绘与空间地理信息，2015，38(5)：219-221.

[13] 杜福光.地市级地理信息共享服务平台设计[J].测绘工程，2014,23(11)：51-55.

[14] 肖兴国，滕德贵，李超，等.重庆市重大基础设施安全监测云服务平台设计[J].测绘工程，2014,23(6)：67-70.

[15] 冯骏,刘文兵,夏翔.Web2.0下网络地图的发展及存在问题探讨[J].测绘工程,2013，22(2):37-41.

[16] 黄蔚.国家地理信息公共服务平台天地图[J].卫星应用,2014(1):41-44.

[17] 雷林辉.基于数字城市地理空间框架的GIS应用系统建设[J].测绘工程,2013，22(4):48-51.

[18] 黄敏,王健,王慧彦,梁瑞莲.地震损失经济学评估模型灾损参数的统计研究[J].自然灾害学报,2011(2):126-130.

[责任编辑：张德福]

Design of the earthquake emergency service platform based on Map World

ZHANG Xin1,TAO Kunwang2,ZHU Yi2

(1.School of Geomatics,Liaoning Technical University,Fuxin 123000, China;2.Chinese Academy of Surveying and Mapping,Beijing 100830, China)

Abstract：Earthquake emergency is closely related to the social economy,and also the important content of protecting and mitigating earthquake disasters.Summarizing the emergency related research,the paper uses the network technology,GIS technology,database technology to design and develop the earthquake emergency service platform based on Map World.It has realized the real-time release of earthquake disaster,spatial query and location,disaster real-time feedback,assessment of direct economic losses rapidly,statistical and analysis of economic and population,etc.The establishment of the platform will provide data base for the earthquake prediction,visual analysis platform for earthquake relief,and analysis of reconstruction of resource allocation for post-earthquake.

Key words：Map World；earthquake；emergency；GIS；release of information in the first time

中图分类号：P208

文献标识码：A

文章编号：1006-7949(2016)03-0046-05

作者简介：张新(1989-)，女，硕士研究生.

收稿日期：2014-12-22；修回日期：2015-06-20