構(gòu)建WebGIS和人工智能技術(shù)的防震綜合管理系統(tǒng)

周昌賢　鄭韶鵬

摘 要： 作為對(duì)人類人身和財(cái)產(chǎn)危害最嚴(yán)重的自然災(zāi)害，地震災(zāi)害的預(yù)防和管理越來(lái)越受到重視。伴隨著科技的不斷發(fā)展和進(jìn)步，處在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的人們利用各種先進(jìn)技術(shù)來(lái)應(yīng)對(duì)地震災(zāi)害，其中地理信息系統(tǒng)發(fā)展也趨向于結(jié)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的Web空間數(shù)據(jù)瀏覽、查詢及分析等功能，從而逐漸形成了基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的地理信息系統(tǒng)（WebGIS）。WebGIS平臺(tái)的出現(xiàn)將空間數(shù)據(jù)的共享變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，對(duì)防震減災(zāi)工作提供了非常大的幫助。

關(guān)鍵詞： WebGIS； 人工智能技術(shù)； 防震系統(tǒng)； 地震災(zāi)害預(yù)防

中圖分類號(hào)： TN911?34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2014）12?0087?03

Abstract： Earthquake disaster is a natural disaster producing most serious harm to human body and property， so people have paid more and more attention to its prevention and management. Along with the continuous development of science and technology， people in the age of Internet use all kinds of advanced technologies to deal with the earthquake disaster， in which the development of geographic information systems also tend to Web spatial data browse， query and analysis functions combining network technology. A geographic information system based on network technology （WebGIS） has been formed gradually. The appearance of WebGIS platform made the sharing of spatial data to be realized. It is very helpful to earthquake prevention and disaster reduction.

Keywords： WebGIS； artificial intelligence technology； quakeproof system； earthquake disaster prevention

利用地理信息系統(tǒng)等先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和方法來(lái)預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的震災(zāi)，并針對(duì)震災(zāi)情況制定防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃及抗震對(duì)策，從而實(shí)現(xiàn)防震減災(zāi)和震害預(yù)測(cè)的目的[1]。本文通過(guò)對(duì)WebGIS的概念及特點(diǎn)進(jìn)行描述，進(jìn)而論述了系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用的各種知識(shí)，介紹WebGIS和人工智能技術(shù)的防震綜合管理系統(tǒng)的主要功能的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)過(guò)程，總結(jié)分析系統(tǒng)的實(shí)用性。

1 WebGIS的概念及特點(diǎn)

伴隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的單機(jī)模式的GIS系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足人們?cè)贗nternet查詢信息及瀏覽的需求，WebGIS是GIS應(yīng)用Internet技術(shù)逐漸發(fā)展起來(lái)的，主要功能是在互聯(lián)網(wǎng)完成了地理信息的共享，使用戶能夠利用瀏覽器獲取和瀏覽地理信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)及一系列功能服務(wù)[2]。WebGIS結(jié)合了國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和GIS，將空間信息網(wǎng)絡(luò)化變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，不僅能將矢量化的空間信息提供給用戶還能使用戶獲取動(dòng)態(tài)視頻、遙感圖像等多種生動(dòng)形象的信息。WebGIS系統(tǒng)擁有Internet和傳統(tǒng)GIS軟件的優(yōu)點(diǎn)，用戶不必將GIS軟件安裝在本地計(jì)算機(jī)上就能夠在Internet對(duì)GIS應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問(wèn)，并實(shí)現(xiàn)GIS分析，將交互的數(shù)據(jù)及地圖呈現(xiàn)在Internet上。與GIS相比WebGIS不僅擁有成本低、效率高和訪問(wèn)范圍廣的優(yōu)點(diǎn)，還簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的操作步驟，降低了復(fù)雜程度。其主要特點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：具有良好的可擴(kuò)展性；是一種圖形化的超媒體信息系統(tǒng)；能夠完成全球化的客戶和服務(wù)器的應(yīng)用；交互性能非常好；實(shí)現(xiàn)了真正大眾化的GIS；具有跨平臺(tái)特性[3]。

2 系統(tǒng)應(yīng)用的技術(shù)和知識(shí)

服務(wù)器應(yīng)用程序接口、Java編程、插件法及公共網(wǎng)關(guān)借口等技術(shù)方法是實(shí)現(xiàn)WebGIS的基礎(chǔ)，其中支持通信標(biāo)準(zhǔn)是WebGIS體系遵循的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，因此，要想實(shí)現(xiàn)與任何地方的數(shù)據(jù)相連這一標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，就必須支持HTTP及TCP/IP協(xié)議，同時(shí)也為網(wǎng)絡(luò)化體系結(jié)構(gòu)優(yōu)越性奠定了基礎(chǔ)。WebGIS系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)用到了JavaScript語(yǔ)言、HTML語(yǔ)言和ArcXML語(yǔ)言，這些工具就決定了該系統(tǒng)性能的優(yōu)越性[4]。其中，ArcIMS 包括了客戶端和服務(wù)器端兩方面的技術(shù)，主要體系結(jié)構(gòu)詳見(jiàn)圖1。

JavaScript語(yǔ)言屬于腳本語(yǔ)言，具有較高的安全性，其建立在事件驅(qū)動(dòng)及對(duì)象的基礎(chǔ)上形成的，主要作用是能夠在Web頁(yè)面中結(jié)合Java腳本語(yǔ)言和HTML語(yǔ)言對(duì)多個(gè)對(duì)象進(jìn)行鏈接。在HTML 語(yǔ)言中通過(guò)調(diào)入或嵌入的方法實(shí)現(xiàn)了JavaScript語(yǔ)言的應(yīng)用，從而能夠?qū)蛻舳说膽?yīng)用程序進(jìn)行開(kāi)發(fā)。作為WWW的描述語(yǔ)言，HTML（超文本標(biāo)記）語(yǔ)言能夠?qū)⒋娣旁谝慌_(tái)電腦中的圖形或文本同另一臺(tái)電腦中的圖形或文本聯(lián)系起來(lái)，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體。在查詢的過(guò)程中，用戶只需點(diǎn)擊圖標(biāo)或文本，就能夠獲取存在于另一臺(tái)電腦中的相關(guān)的信息[5]。HTML結(jié)構(gòu)含有：需要說(shuō)明具體內(nèi)容的主體、描述瀏覽器需要信息的頭部?jī)纱蟛糠?，其命令能夠?qū)β曇?、文字、表格、?dòng)畫(huà)、連接及圖形等形式的內(nèi)容進(jìn)行說(shuō)明。

3 主要功能的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

3.1 主要功能的設(shè)計(jì)

3.1.1 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

WebGIS系統(tǒng)的核心部位即基礎(chǔ)信息的查詢，該核心使系統(tǒng)不僅有利于防震減災(zāi)工作的進(jìn)行，還能為城市其他行業(yè)提供相應(yīng)的信息查詢，涵蓋了系統(tǒng)構(gòu)建需要的全部數(shù)據(jù)內(nèi)容，是城市管理化和信息化的基礎(chǔ)。該部分在滿足分析功能的基礎(chǔ)上更注重信息的查詢和發(fā)布，發(fā)布基礎(chǔ)信息地圖的設(shè)計(jì)過(guò)程詳見(jiàn)圖2。

3.1.2 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)具有非常重要意義，防震減災(zāi)系統(tǒng)的能否發(fā)揮其作用就在于數(shù)據(jù)庫(kù)的有效程度。數(shù)據(jù)庫(kù)組織過(guò)程中一方面要主意數(shù)據(jù)的特征，另一方面還要保證其應(yīng)用功能。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)合理的管理和方便用戶的目的，就需要對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行分類建庫(kù)，防震減災(zāi)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)可以劃分為地震地質(zhì)專題數(shù)據(jù)庫(kù)及城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)。

3.1.3 系統(tǒng)的主要功能

基礎(chǔ)信息查詢功能、地震專題功能模塊及其模型及系統(tǒng)其他擴(kuò)展功能是WebGIS防震減災(zāi)系統(tǒng)的主要功能。首先，基礎(chǔ)信息查詢功能能夠?qū)⒎勒饻p災(zāi)的屬性及空間位置等有關(guān)信息快捷的在地圖中查詢出來(lái)，并對(duì)查詢結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步的分析和研究[6]。圖層交替顯示和圖例等輔助功能、查找工具和屬性顯示等屬性信息查詢功能、全圖顯示和地圖縮小/放大等基本地圖操作功能、測(cè)量距離和緩沖區(qū)分析等地圖分析基本功能及取消選項(xiàng)和方框選取等地圖元素選取功能等都屬于基礎(chǔ)信息查詢功能的范疇。地震危險(xiǎn)性分析模塊、地震災(zāi)害分析模塊、地震次生災(zāi)害分析模塊和地震人員傷亡預(yù)測(cè)是地震專題功能模塊及其模型的四大內(nèi)容。其中地震危險(xiǎn)性分析是對(duì)某個(gè)研究區(qū)域的低振動(dòng)的水平概率和低振動(dòng)大小的測(cè)定，是防震減災(zāi)工作中的基礎(chǔ)研究；地震災(zāi)害分析模塊又可以劃分為生命線系統(tǒng)震害預(yù)測(cè)、經(jīng)濟(jì)損失、建筑物震害分析、人員傷亡以及地震次生災(zāi)害預(yù)測(cè)個(gè)各方面；毒氣污染、滑坡、細(xì)菌污染、水災(zāi)及滑坡等災(zāi)害都屬于地震次生災(zāi)害，這些地震次災(zāi)是由于直接災(zāi)害發(fā)生破壞了自然原本生態(tài)平衡后而出現(xiàn)的；建筑物質(zhì)量及類型、災(zāi)后救援、地震輕度及地震時(shí)間等多種綜合原因都會(huì)對(duì)地震傷亡人員數(shù)量產(chǎn)生影響[7]。

地理形態(tài)、自然資源、應(yīng)急知識(shí)、生物群系及地震相關(guān)科普知識(shí)等都屬于系統(tǒng)其他擴(kuò)展功能，這些拓展功能使系統(tǒng)的實(shí)用性更強(qiáng)，應(yīng)用的范圍更廣。

3.2 主要功能的實(shí)現(xiàn)

3.2.1 地震危險(xiǎn)性分析功能的實(shí)現(xiàn)

對(duì)地震危險(xiǎn)性進(jìn)行分析即科學(xué)性評(píng)價(jià)某場(chǎng)地的地震影響程度，具體指在地質(zhì)環(huán)境和周圍場(chǎng)地研究的基礎(chǔ)上，通過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析法來(lái)對(duì)該場(chǎng)地遭遇不同程度地震災(zāi)害后的概率，從而評(píng)價(jià)地震安全性?？梢酝ㄟ^(guò)概率性分析法、確定性分析法及經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析法來(lái)進(jìn)行地震危險(xiǎn)性分析工作。其中，對(duì)于地震危險(xiǎn)信預(yù)測(cè)分析的主要流程詳見(jiàn)圖3。

3.2.2 等震線模型及其實(shí)現(xiàn)方法

地震烈度是地震危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)的指標(biāo)，從而通過(guò)等震線將地面破壞程度相似的各點(diǎn)在不同烈度區(qū)域連接勾畫(huà)出來(lái)，等震線形狀多樣，以橢圓形為主。在確定等震線的過(guò)程中主要用到各烈度的短軸和長(zhǎng)軸的半徑及長(zhǎng)軸的方向，受災(zāi)地區(qū)面積由各烈度的短軸和長(zhǎng)軸的半徑?jīng)Q定，震中所在的地震斷裂方向與發(fā)震構(gòu)造走向一致，都是由長(zhǎng)軸的方向決定的[8]。橢圓等震線為任意角度橢圓，生成橢圓的方法并沒(méi)有在ArcIMS中直接顯示出來(lái)，但可以根據(jù)亮點(diǎn)連線生成普通現(xiàn)狀目標(biāo)的功能來(lái)將若干條的直線拼接成橢圓形等震線。

3.2.3 建筑物震害分析功能的實(shí)現(xiàn)

建筑物易損性結(jié)果和地震影響場(chǎng)計(jì)算結(jié)果是建筑物震害分析預(yù)測(cè)和評(píng)估的基礎(chǔ)條件，分別對(duì)鋼混結(jié)構(gòu)、各種形式磚房及廠房等建筑物進(jìn)行震害預(yù)測(cè)。具體步驟是將建筑物類型分布圖層及地震影響場(chǎng)圖層進(jìn)行疊加，分別提取圖層的屬性值，從而重新建立一個(gè)建筑物震害分析疊加圖層，并將最終結(jié)構(gòu)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行發(fā)布，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物的震害分析。

3.2.4 系統(tǒng)主界面的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)流程主要通過(guò)用戶界面體現(xiàn)出來(lái)，對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)窗口即界面，因此用戶使用系統(tǒng)效率由用戶界面的好壞決定[9]。在制作用戶界面時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)：

（1） 提高界面的可讀性，讓用戶能夠清楚了解和閱讀所需要的信息；

（2） 界面中應(yīng)用的術(shù)語(yǔ)要同意和標(biāo)準(zhǔn)；

（3） 做到簡(jiǎn)潔明了，簡(jiǎn)化操作步驟和程序；

（4） 將操作過(guò)程可視化，使客戶掌握操作流程，有目的性的進(jìn)行查詢。

3.3 防震資訊查詢功能

常規(guī)網(wǎng)站的應(yīng)用內(nèi)容是防震資訊查詢功能的基礎(chǔ)，使系統(tǒng)更具有實(shí)用性和廣泛性，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地震應(yīng)急、城市概況、地震科普及相關(guān)震害分析等都屬于常規(guī)應(yīng)用內(nèi)容。生物群系、地理形態(tài)和位置、行政區(qū)及自然災(zāi)害等都屬于城市概況的范疇；全國(guó)地震能量統(tǒng)計(jì)分布圖、全國(guó)歷史地震震中分布圖、全國(guó)地震頻度統(tǒng)計(jì)分析圖、全國(guó)地震烈度區(qū)劃圖及全國(guó)震中分布圖都是地震活動(dòng)的部分；航磁和重力異常分析都屬于相關(guān)分析部分；地震應(yīng)急常識(shí)及應(yīng)急預(yù)案屬于地震應(yīng)急部分；工程場(chǎng)地地震安全評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范、地震數(shù)據(jù)分類與代碼、中國(guó)地震烈度表及地震現(xiàn)場(chǎng)工作調(diào)查規(guī)范等屬于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)部分；地震類型、斷層、地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)等地震相關(guān)信息屬于地震科普部分。

4 結(jié) 語(yǔ)

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，地震應(yīng)急工作的質(zhì)量隨著GIS和計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用得到了很大的提高，我們要跟隨Internet網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)，充分利用WebGIS和人工智能技術(shù)的的優(yōu)勢(shì)，建立基于WebGIS和人工智能技術(shù)的防震綜合管理系統(tǒng)，對(duì)地震信息進(jìn)行合理的管理并提供輔助決策，極大地促進(jìn)了地震基礎(chǔ)信息、預(yù)測(cè)震災(zāi)、制定應(yīng)急方案等工作的開(kāi)展。通過(guò)對(duì)城市防震減災(zāi)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和研究主要成就有以下幾點(diǎn)：

（1） 應(yīng)用專題應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)加強(qiáng)了屬性數(shù)據(jù)和圖形的關(guān)聯(lián)；

（2） 通過(guò)WebGIS法，在科學(xué)理論的基礎(chǔ)上利用JavaScript和ArcIMS 9.1構(gòu)建了WebGIS和人工智能技術(shù)的仿真綜合管理系統(tǒng)；

（3） 用戶在利用系統(tǒng)查詢的過(guò)程中，加深了對(duì)防震減災(zāi)知識(shí)的了解；

（4） 完成了屬性信息的查詢及地圖常用功能的設(shè)計(jì)，具有很強(qiáng)的實(shí)用性；

（5） 將城市危險(xiǎn)性分析及震害分析提供給用戶，實(shí)現(xiàn)了地震相關(guān)信息和應(yīng)對(duì)措施的共享。WebGIS和人工智能技術(shù)的防震綜合管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)地震資料的組織、使用和共用，突破了基于固定地點(diǎn)的單機(jī)基礎(chǔ)上運(yùn)行的局限性，擴(kuò)大適用范圍，在防震救災(zāi)工作中發(fā)揮的作用也越來(lái)越重要。

參考文獻(xiàn)

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3.1.1 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

WebGIS系統(tǒng)的核心部位即基礎(chǔ)信息的查詢，該核心使系統(tǒng)不僅有利于防震減災(zāi)工作的進(jìn)行，還能為城市其他行業(yè)提供相應(yīng)的信息查詢，涵蓋了系統(tǒng)構(gòu)建需要的全部數(shù)據(jù)內(nèi)容，是城市管理化和信息化的基礎(chǔ)。該部分在滿足分析功能的基礎(chǔ)上更注重信息的查詢和發(fā)布，發(fā)布基礎(chǔ)信息地圖的設(shè)計(jì)過(guò)程詳見(jiàn)圖2。

3.1.2 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)具有非常重要意義，防震減災(zāi)系統(tǒng)的能否發(fā)揮其作用就在于數(shù)據(jù)庫(kù)的有效程度。數(shù)據(jù)庫(kù)組織過(guò)程中一方面要主意數(shù)據(jù)的特征，另一方面還要保證其應(yīng)用功能。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)合理的管理和方便用戶的目的，就需要對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行分類建庫(kù)，防震減災(zāi)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)可以劃分為地震地質(zhì)專題數(shù)據(jù)庫(kù)及城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)。

3.1.3 系統(tǒng)的主要功能

基礎(chǔ)信息查詢功能、地震專題功能模塊及其模型及系統(tǒng)其他擴(kuò)展功能是WebGIS防震減災(zāi)系統(tǒng)的主要功能。首先，基礎(chǔ)信息查詢功能能夠?qū)⒎勒饻p災(zāi)的屬性及空間位置等有關(guān)信息快捷的在地圖中查詢出來(lái)，并對(duì)查詢結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步的分析和研究[6]。圖層交替顯示和圖例等輔助功能、查找工具和屬性顯示等屬性信息查詢功能、全圖顯示和地圖縮小/放大等基本地圖操作功能、測(cè)量距離和緩沖區(qū)分析等地圖分析基本功能及取消選項(xiàng)和方框選取等地圖元素選取功能等都屬于基礎(chǔ)信息查詢功能的范疇。地震危險(xiǎn)性分析模塊、地震災(zāi)害分析模塊、地震次生災(zāi)害分析模塊和地震人員傷亡預(yù)測(cè)是地震專題功能模塊及其模型的四大內(nèi)容。其中地震危險(xiǎn)性分析是對(duì)某個(gè)研究區(qū)域的低振動(dòng)的水平概率和低振動(dòng)大小的測(cè)定，是防震減災(zāi)工作中的基礎(chǔ)研究；地震災(zāi)害分析模塊又可以劃分為生命線系統(tǒng)震害預(yù)測(cè)、經(jīng)濟(jì)損失、建筑物震害分析、人員傷亡以及地震次生災(zāi)害預(yù)測(cè)個(gè)各方面；毒氣污染、滑坡、細(xì)菌污染、水災(zāi)及滑坡等災(zāi)害都屬于地震次生災(zāi)害，這些地震次災(zāi)是由于直接災(zāi)害發(fā)生破壞了自然原本生態(tài)平衡后而出現(xiàn)的；建筑物質(zhì)量及類型、災(zāi)后救援、地震輕度及地震時(shí)間等多種綜合原因都會(huì)對(duì)地震傷亡人員數(shù)量產(chǎn)生影響[7]。

地理形態(tài)、自然資源、應(yīng)急知識(shí)、生物群系及地震相關(guān)科普知識(shí)等都屬于系統(tǒng)其他擴(kuò)展功能，這些拓展功能使系統(tǒng)的實(shí)用性更強(qiáng)，應(yīng)用的范圍更廣。

3.2 主要功能的實(shí)現(xiàn)

3.2.1 地震危險(xiǎn)性分析功能的實(shí)現(xiàn)

對(duì)地震危險(xiǎn)性進(jìn)行分析即科學(xué)性評(píng)價(jià)某場(chǎng)地的地震影響程度，具體指在地質(zhì)環(huán)境和周圍場(chǎng)地研究的基礎(chǔ)上，通過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析法來(lái)對(duì)該場(chǎng)地遭遇不同程度地震災(zāi)害后的概率，從而評(píng)價(jià)地震安全性?？梢酝ㄟ^(guò)概率性分析法、確定性分析法及經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析法來(lái)進(jìn)行地震危險(xiǎn)性分析工作。其中，對(duì)于地震危險(xiǎn)信預(yù)測(cè)分析的主要流程詳見(jiàn)圖3。

3.2.2 等震線模型及其實(shí)現(xiàn)方法

地震烈度是地震危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)的指標(biāo)，從而通過(guò)等震線將地面破壞程度相似的各點(diǎn)在不同烈度區(qū)域連接勾畫(huà)出來(lái)，等震線形狀多樣，以橢圓形為主。在確定等震線的過(guò)程中主要用到各烈度的短軸和長(zhǎng)軸的半徑及長(zhǎng)軸的方向，受災(zāi)地區(qū)面積由各烈度的短軸和長(zhǎng)軸的半徑?jīng)Q定，震中所在的地震斷裂方向與發(fā)震構(gòu)造走向一致，都是由長(zhǎng)軸的方向決定的[8]。橢圓等震線為任意角度橢圓，生成橢圓的方法并沒(méi)有在ArcIMS中直接顯示出來(lái)，但可以根據(jù)亮點(diǎn)連線生成普通現(xiàn)狀目標(biāo)的功能來(lái)將若干條的直線拼接成橢圓形等震線。

3.2.3 建筑物震害分析功能的實(shí)現(xiàn)

建筑物易損性結(jié)果和地震影響場(chǎng)計(jì)算結(jié)果是建筑物震害分析預(yù)測(cè)和評(píng)估的基礎(chǔ)條件，分別對(duì)鋼混結(jié)構(gòu)、各種形式磚房及廠房等建筑物進(jìn)行震害預(yù)測(cè)。具體步驟是將建筑物類型分布圖層及地震影響場(chǎng)圖層進(jìn)行疊加，分別提取圖層的屬性值，從而重新建立一個(gè)建筑物震害分析疊加圖層，并將最終結(jié)構(gòu)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行發(fā)布，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物的震害分析。

3.2.4 系統(tǒng)主界面的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)流程主要通過(guò)用戶界面體現(xiàn)出來(lái)，對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)窗口即界面，因此用戶使用系統(tǒng)效率由用戶界面的好壞決定[9]。在制作用戶界面時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)：

（1） 提高界面的可讀性，讓用戶能夠清楚了解和閱讀所需要的信息；

（2） 界面中應(yīng)用的術(shù)語(yǔ)要同意和標(biāo)準(zhǔn)；

（3） 做到簡(jiǎn)潔明了，簡(jiǎn)化操作步驟和程序；

（4） 將操作過(guò)程可視化，使客戶掌握操作流程，有目的性的進(jìn)行查詢。

3.3 防震資訊查詢功能

常規(guī)網(wǎng)站的應(yīng)用內(nèi)容是防震資訊查詢功能的基礎(chǔ)，使系統(tǒng)更具有實(shí)用性和廣泛性，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地震應(yīng)急、城市概況、地震科普及相關(guān)震害分析等都屬于常規(guī)應(yīng)用內(nèi)容。生物群系、地理形態(tài)和位置、行政區(qū)及自然災(zāi)害等都屬于城市概況的范疇；全國(guó)地震能量統(tǒng)計(jì)分布圖、全國(guó)歷史地震震中分布圖、全國(guó)地震頻度統(tǒng)計(jì)分析圖、全國(guó)地震烈度區(qū)劃圖及全國(guó)震中分布圖都是地震活動(dòng)的部分；航磁和重力異常分析都屬于相關(guān)分析部分；地震應(yīng)急常識(shí)及應(yīng)急預(yù)案屬于地震應(yīng)急部分；工程場(chǎng)地地震安全評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范、地震數(shù)據(jù)分類與代碼、中國(guó)地震烈度表及地震現(xiàn)場(chǎng)工作調(diào)查規(guī)范等屬于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)部分；地震類型、斷層、地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)等地震相關(guān)信息屬于地震科普部分。

4 結(jié) 語(yǔ)

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，地震應(yīng)急工作的質(zhì)量隨著GIS和計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用得到了很大的提高，我們要跟隨Internet網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)，充分利用WebGIS和人工智能技術(shù)的的優(yōu)勢(shì)，建立基于WebGIS和人工智能技術(shù)的防震綜合管理系統(tǒng)，對(duì)地震信息進(jìn)行合理的管理并提供輔助決策，極大地促進(jìn)了地震基礎(chǔ)信息、預(yù)測(cè)震災(zāi)、制定應(yīng)急方案等工作的開(kāi)展。通過(guò)對(duì)城市防震減災(zāi)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和研究主要成就有以下幾點(diǎn)：

（1） 應(yīng)用專題應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)加強(qiáng)了屬性數(shù)據(jù)和圖形的關(guān)聯(lián)；

（2） 通過(guò)WebGIS法，在科學(xué)理論的基礎(chǔ)上利用JavaScript和ArcIMS 9.1構(gòu)建了WebGIS和人工智能技術(shù)的仿真綜合管理系統(tǒng)；

（3） 用戶在利用系統(tǒng)查詢的過(guò)程中，加深了對(duì)防震減災(zāi)知識(shí)的了解；

（4） 完成了屬性信息的查詢及地圖常用功能的設(shè)計(jì)，具有很強(qiáng)的實(shí)用性；

（5） 將城市危險(xiǎn)性分析及震害分析提供給用戶，實(shí)現(xiàn)了地震相關(guān)信息和應(yīng)對(duì)措施的共享。WebGIS和人工智能技術(shù)的防震綜合管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)地震資料的組織、使用和共用，突破了基于固定地點(diǎn)的單機(jī)基礎(chǔ)上運(yùn)行的局限性，擴(kuò)大適用范圍，在防震救災(zāi)工作中發(fā)揮的作用也越來(lái)越重要。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉本玉，蘇經(jīng)宇，江見(jiàn)鯨，等.基于 GIS 的防震減災(zāi)決策支持系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].建筑科學(xué)，2012，24（l）：90?97.

[2] 劉煒梅.地理信息系統(tǒng)（GIS）在震災(zāi)評(píng)估中的應(yīng)用[J].山東建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，9（3）：59?63.

[3] 周斌，劉濤，文俊武.GIS 技術(shù)在地震學(xué)研究中的應(yīng)用[J].地球物理學(xué)進(jìn)展，2011（1）：685?688.

[4] 周斌.基于GIS 的防震減災(zāi)計(jì)算機(jī)信息管理及輔助決策系統(tǒng)[J].西北地震學(xué)報(bào)，2010，23（l）：l?8.

[5] 謝建華，陶紅，李培錚.開(kāi)發(fā)WebGIS的一種新技術(shù)：ArcIMS技術(shù)[J].自然雜志，2012（9）：57?60.

[6] 高曉紅.基于GIS的城市防震減災(zāi)信息系統(tǒng)研究[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，2009，12（4）：110?114.

[7] 毛繼國(guó).基于 WebGIS 的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].防災(zāi)技術(shù)高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2010，8（2）：73?76.

[8] 鄔倫，張晶，唐大仕，等.基于WebGIS 的體系結(jié)構(gòu)研究[J].地理學(xué)與國(guó)土研究，2011，11（4）：20?24.

[9] 劉偉慶，徐敬海.基于GIS 的城市防震減災(zāi)信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)[J].南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，23（5）：58?65.

3.1.1 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

WebGIS系統(tǒng)的核心部位即基礎(chǔ)信息的查詢，該核心使系統(tǒng)不僅有利于防震減災(zāi)工作的進(jìn)行，還能為城市其他行業(yè)提供相應(yīng)的信息查詢，涵蓋了系統(tǒng)構(gòu)建需要的全部數(shù)據(jù)內(nèi)容，是城市管理化和信息化的基礎(chǔ)。該部分在滿足分析功能的基礎(chǔ)上更注重信息的查詢和發(fā)布，發(fā)布基礎(chǔ)信息地圖的設(shè)計(jì)過(guò)程詳見(jiàn)圖2。

3.1.2 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)具有非常重要意義，防震減災(zāi)系統(tǒng)的能否發(fā)揮其作用就在于數(shù)據(jù)庫(kù)的有效程度。數(shù)據(jù)庫(kù)組織過(guò)程中一方面要主意數(shù)據(jù)的特征，另一方面還要保證其應(yīng)用功能。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)合理的管理和方便用戶的目的，就需要對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行分類建庫(kù)，防震減災(zāi)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)可以劃分為地震地質(zhì)專題數(shù)據(jù)庫(kù)及城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)。

3.1.3 系統(tǒng)的主要功能

基礎(chǔ)信息查詢功能、地震專題功能模塊及其模型及系統(tǒng)其他擴(kuò)展功能是WebGIS防震減災(zāi)系統(tǒng)的主要功能。首先，基礎(chǔ)信息查詢功能能夠?qū)⒎勒饻p災(zāi)的屬性及空間位置等有關(guān)信息快捷的在地圖中查詢出來(lái)，并對(duì)查詢結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步的分析和研究[6]。圖層交替顯示和圖例等輔助功能、查找工具和屬性顯示等屬性信息查詢功能、全圖顯示和地圖縮小/放大等基本地圖操作功能、測(cè)量距離和緩沖區(qū)分析等地圖分析基本功能及取消選項(xiàng)和方框選取等地圖元素選取功能等都屬于基礎(chǔ)信息查詢功能的范疇。地震危險(xiǎn)性分析模塊、地震災(zāi)害分析模塊、地震次生災(zāi)害分析模塊和地震人員傷亡預(yù)測(cè)是地震專題功能模塊及其模型的四大內(nèi)容。其中地震危險(xiǎn)性分析是對(duì)某個(gè)研究區(qū)域的低振動(dòng)的水平概率和低振動(dòng)大小的測(cè)定，是防震減災(zāi)工作中的基礎(chǔ)研究；地震災(zāi)害分析模塊又可以劃分為生命線系統(tǒng)震害預(yù)測(cè)、經(jīng)濟(jì)損失、建筑物震害分析、人員傷亡以及地震次生災(zāi)害預(yù)測(cè)個(gè)各方面；毒氣污染、滑坡、細(xì)菌污染、水災(zāi)及滑坡等災(zāi)害都屬于地震次生災(zāi)害，這些地震次災(zāi)是由于直接災(zāi)害發(fā)生破壞了自然原本生態(tài)平衡后而出現(xiàn)的；建筑物質(zhì)量及類型、災(zāi)后救援、地震輕度及地震時(shí)間等多種綜合原因都會(huì)對(duì)地震傷亡人員數(shù)量產(chǎn)生影響[7]。

地理形態(tài)、自然資源、應(yīng)急知識(shí)、生物群系及地震相關(guān)科普知識(shí)等都屬于系統(tǒng)其他擴(kuò)展功能，這些拓展功能使系統(tǒng)的實(shí)用性更強(qiáng)，應(yīng)用的范圍更廣。

3.2 主要功能的實(shí)現(xiàn)

3.2.1 地震危險(xiǎn)性分析功能的實(shí)現(xiàn)

對(duì)地震危險(xiǎn)性進(jìn)行分析即科學(xué)性評(píng)價(jià)某場(chǎng)地的地震影響程度，具體指在地質(zhì)環(huán)境和周圍場(chǎng)地研究的基礎(chǔ)上，通過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析法來(lái)對(duì)該場(chǎng)地遭遇不同程度地震災(zāi)害后的概率，從而評(píng)價(jià)地震安全性?？梢酝ㄟ^(guò)概率性分析法、確定性分析法及經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析法來(lái)進(jìn)行地震危險(xiǎn)性分析工作。其中，對(duì)于地震危險(xiǎn)信預(yù)測(cè)分析的主要流程詳見(jiàn)圖3。

3.2.2 等震線模型及其實(shí)現(xiàn)方法

地震烈度是地震危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)的指標(biāo)，從而通過(guò)等震線將地面破壞程度相似的各點(diǎn)在不同烈度區(qū)域連接勾畫(huà)出來(lái)，等震線形狀多樣，以橢圓形為主。在確定等震線的過(guò)程中主要用到各烈度的短軸和長(zhǎng)軸的半徑及長(zhǎng)軸的方向，受災(zāi)地區(qū)面積由各烈度的短軸和長(zhǎng)軸的半徑?jīng)Q定，震中所在的地震斷裂方向與發(fā)震構(gòu)造走向一致，都是由長(zhǎng)軸的方向決定的[8]。橢圓等震線為任意角度橢圓，生成橢圓的方法并沒(méi)有在ArcIMS中直接顯示出來(lái)，但可以根據(jù)亮點(diǎn)連線生成普通現(xiàn)狀目標(biāo)的功能來(lái)將若干條的直線拼接成橢圓形等震線。

3.2.3 建筑物震害分析功能的實(shí)現(xiàn)

建筑物易損性結(jié)果和地震影響場(chǎng)計(jì)算結(jié)果是建筑物震害分析預(yù)測(cè)和評(píng)估的基礎(chǔ)條件，分別對(duì)鋼混結(jié)構(gòu)、各種形式磚房及廠房等建筑物進(jìn)行震害預(yù)測(cè)。具體步驟是將建筑物類型分布圖層及地震影響場(chǎng)圖層進(jìn)行疊加，分別提取圖層的屬性值，從而重新建立一個(gè)建筑物震害分析疊加圖層，并將最終結(jié)構(gòu)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行發(fā)布，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物的震害分析。

3.2.4 系統(tǒng)主界面的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)流程主要通過(guò)用戶界面體現(xiàn)出來(lái)，對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)窗口即界面，因此用戶使用系統(tǒng)效率由用戶界面的好壞決定[9]。在制作用戶界面時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)：

（1） 提高界面的可讀性，讓用戶能夠清楚了解和閱讀所需要的信息；

（2） 界面中應(yīng)用的術(shù)語(yǔ)要同意和標(biāo)準(zhǔn)；

（3） 做到簡(jiǎn)潔明了，簡(jiǎn)化操作步驟和程序；

（4） 將操作過(guò)程可視化，使客戶掌握操作流程，有目的性的進(jìn)行查詢。

3.3 防震資訊查詢功能

常規(guī)網(wǎng)站的應(yīng)用內(nèi)容是防震資訊查詢功能的基礎(chǔ)，使系統(tǒng)更具有實(shí)用性和廣泛性，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地震應(yīng)急、城市概況、地震科普及相關(guān)震害分析等都屬于常規(guī)應(yīng)用內(nèi)容。生物群系、地理形態(tài)和位置、行政區(qū)及自然災(zāi)害等都屬于城市概況的范疇；全國(guó)地震能量統(tǒng)計(jì)分布圖、全國(guó)歷史地震震中分布圖、全國(guó)地震頻度統(tǒng)計(jì)分析圖、全國(guó)地震烈度區(qū)劃圖及全國(guó)震中分布圖都是地震活動(dòng)的部分；航磁和重力異常分析都屬于相關(guān)分析部分；地震應(yīng)急常識(shí)及應(yīng)急預(yù)案屬于地震應(yīng)急部分；工程場(chǎng)地地震安全評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范、地震數(shù)據(jù)分類與代碼、中國(guó)地震烈度表及地震現(xiàn)場(chǎng)工作調(diào)查規(guī)范等屬于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)部分；地震類型、斷層、地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)等地震相關(guān)信息屬于地震科普部分。

4 結(jié) 語(yǔ)

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，地震應(yīng)急工作的質(zhì)量隨著GIS和計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用得到了很大的提高，我們要跟隨Internet網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)，充分利用WebGIS和人工智能技術(shù)的的優(yōu)勢(shì)，建立基于WebGIS和人工智能技術(shù)的防震綜合管理系統(tǒng)，對(duì)地震信息進(jìn)行合理的管理并提供輔助決策，極大地促進(jìn)了地震基礎(chǔ)信息、預(yù)測(cè)震災(zāi)、制定應(yīng)急方案等工作的開(kāi)展。通過(guò)對(duì)城市防震減災(zāi)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和研究主要成就有以下幾點(diǎn)：

（1） 應(yīng)用專題應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)加強(qiáng)了屬性數(shù)據(jù)和圖形的關(guān)聯(lián)；

（2） 通過(guò)WebGIS法，在科學(xué)理論的基礎(chǔ)上利用JavaScript和ArcIMS 9.1構(gòu)建了WebGIS和人工智能技術(shù)的仿真綜合管理系統(tǒng)；

（3） 用戶在利用系統(tǒng)查詢的過(guò)程中，加深了對(duì)防震減災(zāi)知識(shí)的了解；

（4） 完成了屬性信息的查詢及地圖常用功能的設(shè)計(jì)，具有很強(qiáng)的實(shí)用性；

（5） 將城市危險(xiǎn)性分析及震害分析提供給用戶，實(shí)現(xiàn)了地震相關(guān)信息和應(yīng)對(duì)措施的共享。WebGIS和人工智能技術(shù)的防震綜合管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)地震資料的組織、使用和共用，突破了基于固定地點(diǎn)的單機(jī)基礎(chǔ)上運(yùn)行的局限性，擴(kuò)大適用范圍，在防震救災(zāi)工作中發(fā)揮的作用也越來(lái)越重要。

參考文獻(xiàn)

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[2] 劉煒梅.地理信息系統(tǒng)（GIS）在震災(zāi)評(píng)估中的應(yīng)用[J].山東建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，9（3）：59?63.

[3] 周斌，劉濤，文俊武.GIS 技術(shù)在地震學(xué)研究中的應(yīng)用[J].地球物理學(xué)進(jìn)展，2011（1）：685?688.

[4] 周斌.基于GIS 的防震減災(zāi)計(jì)算機(jī)信息管理及輔助決策系統(tǒng)[J].西北地震學(xué)報(bào)，2010，23（l）：l?8.

[5] 謝建華，陶紅，李培錚.開(kāi)發(fā)WebGIS的一種新技術(shù)：ArcIMS技術(shù)[J].自然雜志，2012（9）：57?60.

[6] 高曉紅.基于GIS的城市防震減災(zāi)信息系統(tǒng)研究[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，2009，12（4）：110?114.

[7] 毛繼國(guó).基于 WebGIS 的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].防災(zāi)技術(shù)高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2010，8（2）：73?76.

[8] 鄔倫，張晶，唐大仕，等.基于WebGIS 的體系結(jié)構(gòu)研究[J].地理學(xué)與國(guó)土研究，2011，11（4）：20?24.

[9] 劉偉慶，徐敬海.基于GIS 的城市防震減災(zāi)信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)[J].南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，23（5）：58?65.