安徽省地震應(yīng)急三級響應(yīng)指揮技術(shù)系統(tǒng)研究＊

丁 娟 潘 丹 何 琳

（安徽省地震局，合肥230031）

安徽省地震應(yīng)急三級響應(yīng)指揮技術(shù)系統(tǒng)研究＊

丁 娟 潘 丹 何 琳

（安徽省地震局，合肥230031）

地震應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)是地震應(yīng)急管理最重要的組成部分，有本地化特色的應(yīng)急響應(yīng)指揮技術(shù)系統(tǒng)對提高地震應(yīng)急響應(yīng)效率起到關(guān)鍵性的作用。介紹了基于Arc Engine、MapInfo、Visual Studio 2005、Java和網(wǎng)絡(luò)模型技術(shù)研發(fā)的安徽省地震應(yīng)急三級響應(yīng)指揮技術(shù)系統(tǒng)的需求分析、數(shù)據(jù)庫更新、建筑物震害模型研究、系統(tǒng)研發(fā)與集成、各子系統(tǒng)功能。實(shí)現(xiàn)了省內(nèi)MS3.0以上地震分三級響應(yīng)的功能，實(shí)用性較強(qiáng)，在地震應(yīng)急演練和應(yīng)對安徽省有感地震、輕微破壞性地震以及破壞性地震時發(fā)揮了重要作用。

ArcEngine；地震應(yīng)急；三級響應(yīng)；本地化

引言

1976年唐山地震、2008年汶川地震及2009年玉樹地震是我國建國以來3次損失極其慘重的自然災(zāi)害，給我們帶來了毀滅性災(zāi)難和非常深刻的教訓(xùn)。對于破壞性地震災(zāi)害而言，能在震后及時地對災(zāi)害程度和影響范圍做出估計(jì)，對于提高地震應(yīng)急管理、臨陣指揮和救援工作的效率和針對性起到十分重要的作用，能夠有效地減輕破壞性地震造成的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡[1]。因此，作為地震應(yīng)急管理中最先也是最重要的地震應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)（EERS）的研究也受到國內(nèi)外學(xué)者越來越多的重視。中國地震局在“九五”期間就專門設(shè)立了構(gòu)建地震應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)重點(diǎn)項(xiàng)目；帥向華等[2]初步提出了大陸尺度的交互式全國地震應(yīng)急快速響應(yīng)系統(tǒng)的基本框架。

本文在前人研究工作的基礎(chǔ)上，基于Arc Engine、MapInfo、Visual Studio 2005、Java和網(wǎng)絡(luò)模型技術(shù)等，針對安徽省地質(zhì)地震背景，進(jìn)行了地震應(yīng)急三級響應(yīng)指揮技術(shù)系統(tǒng)本地化研究。

1 系統(tǒng)需求分析

安徽省歷史地震活躍，有感地震相對較多，多次發(fā)生MS3.0～MS4.5的強(qiáng)有感地震或輕微破壞性地震，2006年和2009年分別發(fā)生了定遠(yuǎn)4.2級地震和合肥3.5級地震，地震均對人們的生活造成了一定程度的影響。安徽省發(fā)生的地震可分為有感地震（3.0≤MS＜4.0）、輕微破壞地震（4.0≤MS＜4.5）和破壞性地震（MS≥4.5），各類地震對社會造成的影響、地震的響應(yīng)等級、應(yīng)對流程都有相當(dāng)大的區(qū)別，“十五”建設(shè)的安徽省地震應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)，由于本地化特色不明顯，難以發(fā)揮作用，因此，在系統(tǒng)原有基礎(chǔ)上，對相關(guān)功能進(jìn)行深挖和研究，開發(fā)符合安徽省情的分級響應(yīng)指揮技術(shù)系統(tǒng)，對于應(yīng)急指揮中心現(xiàn)有的系統(tǒng)是極大的補(bǔ)充和完善，實(shí)用性較強(qiáng)，很有意義。震時或應(yīng)急演練時，能夠根據(jù)現(xiàn)場或指揮部需求，產(chǎn)出反映震區(qū)災(zāi)情、地質(zhì)環(huán)境等情況的系列文檔和救援、交通等情況的輔助決策文檔，更加高效地服務(wù)于安徽省的防震減災(zāi)事業(yè)。

2 系統(tǒng)運(yùn)行及操作環(huán)境

（1）操作系統(tǒng)：windows XP或windows 2000；

（2）軟件平臺：ArcEngine[3]、MapInfo、Visual Studio 2005[45]、Java；

（3）開發(fā)環(huán)境：用ArcEngine和Visual Studio 2005完成主體程序各子系統(tǒng)的開發(fā)，個別地震專業(yè)模塊的實(shí)現(xiàn)借助Map Info來完成，系統(tǒng)總體集成的實(shí)現(xiàn)借助Java來完成，充分考慮了用戶的可操作性、程序和開發(fā)語言的效率以及系統(tǒng)維護(hù)的便利性。

3 數(shù)據(jù)收集與整理

地震應(yīng)急三級響應(yīng)指揮技術(shù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫建設(shè)，包括基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)建設(shè)和地震專題數(shù)據(jù)建設(shè)[6]。數(shù)據(jù)在整個地震應(yīng)急的總體流程中起著關(guān)鍵性的作用，是地震應(yīng)急工作的核心環(huán)節(jié)和主要工作內(nèi)容[78]。

針對系統(tǒng)的實(shí)際需求，課題組投入大量精力更新了全省應(yīng)急基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。在收集了全省遙感數(shù)據(jù)，合肥、巢湖、馬鞍山、蕪湖、銅陵5市高分辨率遙感數(shù)據(jù)之后，重點(diǎn)進(jìn)行了合肥市1∶10 000遙感解譯數(shù)據(jù)（含三縣）、地震地質(zhì)環(huán)境數(shù)據(jù)、災(zāi)情速報(bào)網(wǎng)絡(luò)、學(xué)校、醫(yī)院、危險源等重要數(shù)據(jù)的收集、整理、數(shù)字化、入庫等工作。

4 震害矩陣模型研究

國家“十五”建設(shè)期間，安徽省地震應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)作為“中國地震應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)”的組成部分而建立。系統(tǒng)采用中國地震局統(tǒng)一為各省局研制的規(guī)范化、通用化應(yīng)用軟件。其中，建筑物災(zāi)害損失評估模型基于歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析經(jīng)抽樣檢驗(yàn)而確立參數(shù)。時隔多年，量大面廣的群體建筑物在房屋建筑質(zhì)量和數(shù)量方面都發(fā)生了較大變化，重要建筑物也增加不少，這必然造成原有判定建筑物震害等級的震害矩陣模型參數(shù)需重新確定。本文選取馬鞍山和滁州兩市做示范性研究，采取歷史資料、抽樣點(diǎn)調(diào)查和專家意見相結(jié)合（“三結(jié)合”）的方式，研制了兩市建筑物震害矩陣（圖1～圖4為馬鞍山市建筑物震害破壞矩陣）。雖然“三結(jié)合”方式下的模型具有一定的科學(xué)性，但社會總是不斷發(fā)展的，隨著各種社會因素的變化及全社會防震減災(zāi)水平的提高，模型參數(shù)將不斷變化。我們必須不斷摸索，定期檢驗(yàn)?zāi)Ｐ蛥?shù)的合理性，以便能更準(zhǔn)確地對震區(qū)進(jìn)行災(zāi)情評估，更好地服務(wù)于地震應(yīng)急救援工作。

圖1 馬鞍山市單層民宅破壞矩陣

圖2 馬鞍山市不設(shè)防多層磚混破壞矩陣

圖3 馬鞍山市多層磚混破壞矩陣

5 系統(tǒng)研發(fā)與集成

在數(shù)據(jù)更新和模型研究的基礎(chǔ)上，課題組研發(fā)了符合安徽省震情的地震應(yīng)急三級響應(yīng)指揮技術(shù)系統(tǒng)。以便更好應(yīng)對不同級別的地震事件。該系統(tǒng)包含地震快速定位子系統(tǒng)、有感地震應(yīng)急響應(yīng)子系統(tǒng)、輕微破壞地震應(yīng)急響應(yīng)子系統(tǒng)、破壞性地震應(yīng)急快速觸發(fā)子系統(tǒng)、破壞性地震應(yīng)急快速響應(yīng)子系統(tǒng)，集成了地震應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)和地震應(yīng)急快速評估和動態(tài)跟蹤系統(tǒng)，三級（震級MS）響應(yīng)流程圖見圖5。

圖4 馬鞍山市多層鋼筋混凝土破壞矩陣

5.1 地震快速定位子系統(tǒng)

該系統(tǒng)充分采用Visual Studio 2005，在MapInfo GIS平臺上，以地理空間信息為基礎(chǔ)，采用該軟件支持的＊.tab文件格式建立，最后建立集各級空間數(shù)據(jù)于一體的數(shù)據(jù)空間＊.wor文件。能夠?qū)崿F(xiàn)的主要功能有：（1）顯示地圖要素并實(shí)現(xiàn)放大、縮小、漫游、查詢及圖例展示功能；（2）輸入震中坐標(biāo)并實(shí)現(xiàn)震中的空間快速定位；（3）精確測量出震中與圖中任一地點(diǎn)的直線距離，比如，震中與其最近縣政府的直線距離。各獨(dú)立的地理信息數(shù)據(jù)集，最終可表現(xiàn)為一張數(shù)字地圖，它可以涵蓋用戶所需的任何圖層信息，比如居民點(diǎn)、道路、行政區(qū)劃等，具備地圖的各種要素，并且可以進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢、信息分析、圖形疊加等操作。系統(tǒng)簡便易用，雖然簡單，但是很有現(xiàn)實(shí)意義，極大地提高了震后快速響應(yīng)的效率。

圖5 安徽省地震應(yīng)急三級響應(yīng)流程圖

5.2 有感地震應(yīng)急響應(yīng)子系統(tǒng)

有感地震應(yīng)急響應(yīng)子系統(tǒng)實(shí)際上是一個基礎(chǔ)數(shù)據(jù)展示系統(tǒng)。在Visual Studio 2005平臺上，充分借助ArcEngine強(qiáng)大的地圖控制功能，來實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的展示。具體功能是展示全省各種重要圖件及數(shù)據(jù)（包括空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)），并實(shí)現(xiàn)圖件的放大、縮小、漫游、顯示全圖及鷹眼等功能。通過該系統(tǒng)，用戶還可以查詢震區(qū)相關(guān)專題的屬性表和預(yù)案文檔，全面了解震區(qū)相關(guān)經(jīng)濟(jì)社會、地震地質(zhì)等情況。

5.3 輕微破壞地震應(yīng)急響應(yīng)子系統(tǒng)

作為整個系統(tǒng)研發(fā)的重點(diǎn)之一，輕微破壞地震應(yīng)急響應(yīng)子系統(tǒng)用來實(shí)現(xiàn)震級在4.0～4.5之間地震的觸發(fā)及響應(yīng)。課題組依托Arc Engine，開發(fā)了基于Visual Studio 2005的地震觸發(fā)與定位、歷史地震查詢、專題圖制作、災(zāi)情評估、信息發(fā)布等功能模塊，系統(tǒng)主界面如圖6所示，界面簡潔，可操作性強(qiáng)，用戶可以非常方便地實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能的操作。

圖6 輕微破壞地震應(yīng)急響應(yīng)子系統(tǒng)主界面

5.4 破壞性地震應(yīng)急快速觸發(fā)子系統(tǒng)①

破壞性地震應(yīng)急快速觸發(fā)子系統(tǒng)集成了中國地震局統(tǒng)一為各省局下發(fā)的地震應(yīng)急快速觸發(fā)響應(yīng)系統(tǒng)，主要功能是根據(jù)地震發(fā)生的時間、地點(diǎn)、震級、震源深度等要素來觸發(fā)震級在4.5～8.0之間的地震應(yīng)急功能。

5.5 破壞性地震應(yīng)急快速響應(yīng)子系統(tǒng)①

破壞性地震應(yīng)急快速響應(yīng)子系統(tǒng)集成了中國地震局統(tǒng)一為各省局下發(fā)的地震應(yīng)急綜合展示系統(tǒng)，主要功能是為用戶提供一個查詢與下載震級在4.5～8.0之間的地震的簡報(bào)、災(zāi)情評估、各模型報(bào)告、輔助決策報(bào)告等文檔的平臺。

5.6 地震應(yīng)急快速評估與動態(tài)跟蹤子系統(tǒng)①

地震應(yīng)急快速評估與動態(tài)跟蹤子系統(tǒng)集成了中國地震局統(tǒng)一為各省局下發(fā)的地震應(yīng)急快速評估與動態(tài)跟蹤子系統(tǒng)，用來實(shí)現(xiàn)觸發(fā)我國境內(nèi)震級符合“東四西五”標(biāo)準(zhǔn)（即以105°E為界，以東MS≥4.0，以西MS≥5.0）的地震應(yīng)急功能，并生成相關(guān)震情災(zāi)情、震區(qū)基本情況文檔。

6 結(jié)論

安徽地震應(yīng)急三級響應(yīng)指揮技術(shù)系統(tǒng)是根據(jù)安徽省震情而進(jìn)行的本地化研發(fā)，實(shí)用性較強(qiáng)，在地震應(yīng)急演練和應(yīng)對安徽省有感地震和輕微破壞性地震時發(fā)揮了重要作用，大大提高了應(yīng)急響應(yīng)的效率。社會是不斷發(fā)展的，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和其他因素的影響，系統(tǒng)模型和數(shù)據(jù)不是一成不變的，需要與時俱進(jìn)，因此，今后我們還要繼續(xù)做好以下3方面的工作：

（1）繼續(xù)完善全省建筑物震害矩陣模型，根據(jù)各模型研究成果修正系統(tǒng)軟件模型；

（2）繼續(xù)加大力度進(jìn)行數(shù)據(jù)更新，使系統(tǒng)的時效性能不斷得以體現(xiàn)；

（3）繼續(xù)加強(qiáng)震情匯報(bào)文檔、災(zāi)情統(tǒng)計(jì)表及對外信息發(fā)布模板的研制，進(jìn)一步增強(qiáng)各類應(yīng)急文檔的科學(xué)性。

[1] 高杰，馮啟民，吳允濤，等.地震應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)研究.自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，2007，16（6）：180－186

[2] 帥向華，成小平，姜立新.基于ARCVIEW的地震應(yīng)急快速響應(yīng)信息系統(tǒng).地震，2001，21（4）：94－99

[3] 韓鵬，王泉，王鵬，等.地理信息系統(tǒng)開發(fā)Arc Engine方法.湖北：武漢大學(xué)出版社，2008

[4] Andrew Parsons，Nick Randolph，吳雷譯.Visual Studio 2005高級編程.北京：清華大學(xué)出版社，2008

[5] 中文精華合集、國際技術(shù)期刊合集編委會編譯.Visual Studio Magazine.北京：電子工業(yè)出版社，2004

[6] 武安緒，吳培稚，胡新亮，等.基于GIS的震后應(yīng)急快速反應(yīng)與地震現(xiàn)場震情分析.西北地震學(xué)報(bào)，2005，27（增刊）：14－30

[7] 丁娟，潘丹，何琳.安徽省震中快速定位與查詢系統(tǒng).地震地磁觀測與研究，2010，31（1）：128－132

[8] 徐德詩，黃建發(fā).我國地震應(yīng)急與救援發(fā)展的思考.國際地震動態(tài)，2006（10）：1－8

Earthquake emergency command technology system of three－level response in Anhui Province

Ding Juan，Pan Dan，He Lin
（Earthquake Administration of Anhui Province，Hefei 230031，China）

Earthquake emergency response system is the most important part of earthquake emergency management，and emergency response command technology system which has local characteristics plays a key role in improving earthquake emergency response efficiency.The paper introduced requirement analysis，database update，earthquake disaster models of buildings，development ＆integration and the function of each subsystem of earthquake emergency command technology system of three－level response in Anhui Province.The system was developed on the basis of ArcEngine，MapInfo，Visual Studio 2005，Java and network model technology.Earthquakes over MS3.0 in Anhui Province could be responsed by three levels.The system has strong practicality and plays an important role in earthquake emergency maneuver，coping with felt earthquakes，slightly destructive earthquakes and destructive earthquakes.

ArcEngine；earthquake emergency；three－level response；local

P315；

A；

10.3969／j.issn.0235－4975.2012.05.007

2010－12－21；

2011－02－10。

中國地震局地震應(yīng)急青年課題（CEA＿EDEM＿201007），安徽省地震應(yīng)急數(shù)據(jù)庫更新與完善專項(xiàng)（2009ZAX05）和安徽省地震局課題（201044）共同資助。

①根據(jù)安徽省實(shí)際情況，課題組重點(diǎn)開發(fā)了有感地震應(yīng)急響應(yīng)子系統(tǒng)和輕微破壞地震應(yīng)急響應(yīng)子系統(tǒng)。對于文中標(biāo)注“①”的三處，課題組運(yùn)用flash建立鏈接，使用中國地震局開發(fā)的原有功能，重新確定了原來震害矩陣的模型參數(shù)。

（作者電子信箱，丁娟：aheqdingjuan＠163.com）