基于共享模式的地震災(zāi)情集成發(fā)布平臺設(shè)計與實現(xiàn)1

楊天青　姜立新　董　曼　席　楠　劉　欽（中國地震臺網(wǎng)中心，100045）

基于共享模式的地震災(zāi)情集成發(fā)布平臺設(shè)計與實現(xiàn)1

楊天青姜立新董曼席楠劉欽
（中國地震臺網(wǎng)中心，100045）

楊天青，姜立新，董曼，席楠，劉欽，2016.基于共享模式的地震災(zāi)情集成發(fā)布平臺設(shè)計與實現(xiàn).震災(zāi)防御技術(shù)，11（2）：375—383.doi：10.11899/zzfy20160221

本文通過對近年來典型破壞性地震應(yīng)急處置過程及其產(chǎn)生的災(zāi)情信息的分析總結(jié)，針對地震應(yīng)急過程中不同用戶群體對地震災(zāi)情信息的需求、不同工作場景中可用的信息傳播途徑和災(zāi)情信息用戶的雙重身份特點，利用內(nèi)容管理技術(shù)、信息集成發(fā)布技術(shù)、RIA技術(shù)、自適應(yīng)網(wǎng)頁設(shè)計技術(shù)等，設(shè)計實現(xiàn)了基于共享模式的分級分層地震災(zāi)情集成發(fā)布平臺，實現(xiàn)了通過網(wǎng)頁、手機APP、手機微信、短彩信等方式實時快速地發(fā)布地震應(yīng)急過程產(chǎn)生的各類災(zāi)情信息，可為指揮人員、應(yīng)急專業(yè)人員、政府和社會公眾等提供便捷快速的災(zāi)情信息服務(wù)。

地震災(zāi)情信息服務(wù)發(fā)布平臺網(wǎng)頁手機

引言

地震作為一種突發(fā)性自然災(zāi)害，因其具有破壞性大、突發(fā)性強、致災(zāi)面廣、難以準確預(yù)報等特點，往往給人類社會帶來巨大災(zāi)難。為了快速、高效、及時應(yīng)對破壞性地震的應(yīng)急救援工作，減輕地震災(zāi)害損失，我國確定了黨委領(lǐng)導(dǎo)、政府負責(zé)、部門聯(lián)動、軍地協(xié)作、社會參與的應(yīng)急管理體制，抗震救災(zāi)已經(jīng)成為全社會共同面對的問題。地震災(zāi)情信息服務(wù)作為抗震救災(zāi)工作的基礎(chǔ)，其服務(wù)內(nèi)容和服務(wù)方式等將會直接影響抗震救災(zāi)工作的效率。目前國外一些發(fā)達國家非常重視防災(zāi)減災(zāi)公共信息服務(wù)，先后建成了集成度很高的綜合災(zāi)情服務(wù)系統(tǒng)，例如美國的USGS（http://www.usgs.gov）和日本的地震防災(zāi)信息系統(tǒng)（DIS）（Shibayama等，2008），能夠利用匯集到的各類地震災(zāi)情信息，面向不同對象提供災(zāi)情服務(wù)。

國內(nèi)地震應(yīng)急工作起步較晚，災(zāi)情服務(wù)從最初的文件傳遞到后來陸續(xù)發(fā)展的WEB災(zāi)情服務(wù)（張建福等，2005；帥向華，2006），在歷次破壞性地震應(yīng)急工作中發(fā)揮了重要的作用。但是距離當(dāng)前這種協(xié)同聯(lián)動的應(yīng)急模式和社會日漸迫切的應(yīng)急救援災(zāi)情需求還存在一些差距，主要體現(xiàn)為災(zāi)情信息成果分散、信息分類模糊、發(fā)布手段單一、面向不同用戶的信息服務(wù)能力有限等問題。針對上述問題，結(jié)合政府、應(yīng)急人員以及社會媒體對地震災(zāi)情服務(wù)的迫切需求，本文通過對歷史地震災(zāi)情信息內(nèi)容、信息格式、產(chǎn)出單位和主要服務(wù)對象等方面的分析總結(jié)，結(jié)合各類人員的工作場景，并考慮其獲取資訊的便捷性，以災(zāi)情信息共享為基礎(chǔ)，以信息服務(wù)為基本目標，設(shè)計實現(xiàn)了基于SOA技術(shù)架構(gòu)，查閱和推送兩種災(zāi)情服務(wù)方式相結(jié)合的面向不同終端形式的分級災(zāi)情集成發(fā)布平臺，為各級政府、各級抗震救災(zāi)指揮部、各類救援力量、社會公眾等不同用戶提供及時準確的災(zāi)情服務(wù)。

1　設(shè)計思路

地震災(zāi)情動態(tài)發(fā)布平臺主要研究如何通過網(wǎng)頁、手機應(yīng)用、廣播電視以及手機短彩信等途徑，對收集處理的各類地震災(zāi)情信息以文字、圖片等常見的信息形式為載體，面向不同用戶提供全面、準確、及時的災(zāi)情信息服務(wù)，為抗震救災(zāi)工作及時提供科學(xué)合理的依據(jù)。要實現(xiàn)上述目標，就必須做好災(zāi)情內(nèi)容分析、用戶需求分析、災(zāi)情發(fā)布方式設(shè)計三方面內(nèi)容，也就是要回答災(zāi)情發(fā)布平臺設(shè)計的三個關(guān)鍵問題，發(fā)什么？發(fā)給誰？怎么發(fā)？

（1）災(zāi)情信息分類

災(zāi)情信息分類是實現(xiàn)信息及時高效發(fā)布的基礎(chǔ)。地震災(zāi)情信息概括來說，是指與地震本身、應(yīng)急救援及地震災(zāi)害相關(guān)信息的總稱（董曼等，2014）。其信息來源包括應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)分析產(chǎn)出結(jié)果、災(zāi)情速報網(wǎng)收集信息、各行業(yè)反饋信息、網(wǎng)絡(luò)媒體反饋信息、現(xiàn)場調(diào)查反饋信息等多種途徑。具有格式多樣性、內(nèi)容碎片化、時空相關(guān)性等特點。本文主要從服務(wù)于抗震救災(zāi)工作的目的出發(fā)，按照信息內(nèi)容和信息應(yīng)用需求將災(zāi)情信息分為震情信息、震區(qū)背景信息、災(zāi)情信息和應(yīng)急響應(yīng)與救援信息等四大類，如表1所示。

表1　地震災(zāi)情信息分類定義及主要功能Table 1　Classification and main functions of earthquake disaster information

（2）災(zāi)情服務(wù)用戶分析

結(jié)合歷次破壞性地震應(yīng)急處置過程，本文將地震災(zāi)情信息發(fā)布的用戶群體大致分為應(yīng)急指揮人員、應(yīng)急專業(yè)人員、新聞媒體和社會公眾四類，其中應(yīng)急專業(yè)人員包括應(yīng)急專家團隊、現(xiàn)場救援隊伍和現(xiàn)場工作隊等從事震后應(yīng)急工作的相關(guān)人員。由于用戶各自的專業(yè)背景以及在地震應(yīng)急救援工作中所承擔(dān)的任務(wù)和發(fā)揮的作用不同，決定了其對地震災(zāi)情內(nèi)容的需求存在較大差異性。同時用戶所處地的工作環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)條件也決定了其能夠依托的災(zāi)情獲取途徑。針對不同用戶群體的災(zāi)情需求以及獲取途徑分析結(jié)果如表2所示。

表2　不同用戶群體的災(zāi)情需求以及獲取途徑Table 2　Requirement and access method of different user groups for earthquake disaster information

（3）災(zāi)情發(fā)布模式設(shè)計

通過上述地震災(zāi)情信息內(nèi)容和災(zāi)情信息用戶分析可知，由于不同的用戶群體在地震應(yīng)急處置過程中的角色和所處環(huán)境的不同，導(dǎo)致其對災(zāi)情信息內(nèi)容的關(guān)注點也各不相同，所能夠依托的信息獲取途徑也存在較大差異。因此要設(shè)計既能夠為地震應(yīng)急指揮人員、應(yīng)急專業(yè)人員進行救援決策和災(zāi)害規(guī)模研判等提供信息支撐，又能向新聞媒體提供地震災(zāi)害與救援進展相關(guān)的報道素材，還要向社會公眾提供災(zāi)情發(fā)展態(tài)勢以及如何避險等內(nèi)容的多層次災(zāi)情信息發(fā)布平臺，就要求該平臺信息發(fā)布內(nèi)容豐富、層次分明、重點突出、途徑多樣。為達到上述目標，根據(jù)地震災(zāi)情信息的內(nèi)容和格式特點，結(jié)合地震應(yīng)急中能夠利用的災(zāi)情獲取終端形式與網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，本文設(shè)計了網(wǎng)站發(fā)布、手機APP、微信和手機短信及彩信等四種災(zāi)情發(fā)布模式。不同類型的用戶可根據(jù)其權(quán)限分級獲取不同的災(zāi)情內(nèi)容。網(wǎng)站和手機APP發(fā)布內(nèi)容覆蓋全部地震災(zāi)情信息，其中網(wǎng)站為應(yīng)急人員和公眾媒體設(shè)計了不同的災(zāi)情發(fā)布內(nèi)容界面，手機APP主要面向應(yīng)急首長和應(yīng)急人員服務(wù)。微信主要發(fā)布災(zāi)情動態(tài)和應(yīng)急工作動態(tài)，面向全體訂閱用戶開放。短、彩信主要用于向部分應(yīng)急人員發(fā)布重要信息提醒。

2　業(yè)務(wù)流程

根據(jù)地震應(yīng)急處置業(yè)務(wù)流程和信息發(fā)布流程，地震災(zāi)情動態(tài)發(fā)布系統(tǒng)主要以地震事件為主線，將地震應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)、災(zāi)情收集系統(tǒng)、災(zāi)情專題圖快速生成系統(tǒng)、地震動快速判定系統(tǒng)以及行業(yè)動態(tài)等途徑收集到的各類災(zāi)情信息，按照災(zāi)情信息分類與編碼規(guī)則進行內(nèi)容管理和分類，依托應(yīng)急處置工作時序?qū)?zāi)情推送至災(zāi)情發(fā)布服務(wù)器，按照災(zāi)情分級發(fā)布規(guī)則進行審核發(fā)布，結(jié)合不同類型用戶的服務(wù)規(guī)則進行災(zāi)情內(nèi)容的訂閱與推送設(shè)置。災(zāi)情信息發(fā)布業(yè)務(wù)流程如圖1所示。

圖1　地震災(zāi)情發(fā)布業(yè)務(wù)流程Fig.1　Flow chart of the Earthquake Disaster Information Publishing

考慮各類災(zāi)情數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)來源和數(shù)據(jù)傳輸方式等，采用手動與自動相結(jié)合的方式發(fā)布災(zāi)情信息。對于格式化的災(zāi)情信息采用系統(tǒng)自動發(fā)布；對于非格式化的災(zāi)情信息采用人工手動發(fā)布。

3　體系架構(gòu)設(shè)計

基于共享模式的地震災(zāi)情集成發(fā)布平臺體系架構(gòu)設(shè)計主要考慮數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲、系統(tǒng)訪問便捷、結(jié)果展示直觀、災(zāi)情信息共享、發(fā)布手段多樣、業(yè)務(wù)可擴展性強、維護方便等需求，同時考慮平臺所依托的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境復(fù)雜（該平臺主體依托行業(yè)網(wǎng)，發(fā)布途徑有互聯(lián)網(wǎng)途徑、移動互聯(lián)網(wǎng)、SMS短信途徑、GPRS彩信途徑等）等特點，地震災(zāi)情集成發(fā)布平臺系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計必須遵循相關(guān)的信息安全體系和標準規(guī)范體系。本文借助SOA體系架構(gòu)對松散耦合粗粒度應(yīng)用組件的分布式部署和管理的優(yōu)勢，設(shè)計實現(xiàn)了基于SOA架構(gòu)的，包含應(yīng)用交互層、信息發(fā)布渠道、信息服務(wù)層、數(shù)據(jù)綜合分析層、數(shù)據(jù)資源層、支撐層和基礎(chǔ)設(shè)施層等多層地震災(zāi)情集成發(fā)布技術(shù)架構(gòu)。系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。

應(yīng)用交互層是應(yīng)用功能的集成展示和用戶交互界面，主要包括按照不同災(zāi)情欄目分類展示的圖文災(zāi)情信息、突出破壞性地震的大震專題災(zāi)情信息展示、基于百度地圖的震中位置展示以及歷史地震災(zāi)情信息展示、資源共享界面、基于百度地圖的實時災(zāi)情分布等。

信息發(fā)布渠道主要包括網(wǎng)站Portal、手機App、微信推送、短彩信發(fā)布接口和資源共享目錄。

信息服務(wù)層實現(xiàn)災(zāi)情信息共享管理、地震事件管理、信息發(fā)布管理、信息主動推送等。

數(shù)據(jù)綜合分析層主要負責(zé)完成數(shù)據(jù)查詢、上報災(zāi)情代碼解析、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)分析、可視化地圖展示。

數(shù)據(jù)資源層主要包括基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、災(zāi)情數(shù)據(jù)、地震專題數(shù)據(jù)；基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)主要用于基礎(chǔ)空間地圖服務(wù)，災(zāi)情數(shù)據(jù)主要包括技術(shù)系統(tǒng)產(chǎn)出的格式化災(zāi)情以及上傳共享的非格式化災(zāi)情；地震專題數(shù)據(jù)主要指通過速報系統(tǒng)接收的地震參數(shù)、歷史地震以及其他地震相關(guān)災(zāi)害數(shù)據(jù)等。

支撐層包括J2EE基礎(chǔ)架構(gòu)、Apache Tomcat、MySQL數(shù)據(jù)庫、百度地圖API。

基礎(chǔ)設(shè)施層包括固定的公網(wǎng)IP網(wǎng)絡(luò)支持、服務(wù)器、數(shù)據(jù)存儲設(shè)備、備份、短彩信網(wǎng)關(guān)和基礎(chǔ)軟件。

圖2　地震災(zāi)情動態(tài)發(fā)布平臺體系架構(gòu)圖Fig.2　Architecture diagram of dynamic publishing platform of earthquake disaster

4　關(guān)鍵技術(shù)

（1）基于共享模式的災(zāi)情集成發(fā)布方式

破壞性地震應(yīng)急處置是一個需要多學(xué)科、多部門協(xié)同應(yīng)對的突發(fā)性自然災(zāi)害事件，圍繞地震災(zāi)害和地震應(yīng)急救援所產(chǎn)生的各類災(zāi)情信息往往分散于不同單位或部門，而每個單位或部門在地震應(yīng)急過程中既是災(zāi)情信息需求者也是災(zāi)情信息的提供者?；跒?zāi)情用戶這種雙重身份特點，本文設(shè)計的災(zāi)情發(fā)布模式是一種基于共享模式的災(zāi)情發(fā)布方式，一方面用戶作為災(zāi)情需求者，根據(jù)自身用戶權(quán)限通過網(wǎng)頁或手機等方式查閱相關(guān)災(zāi)情信息，也可以直接訪問災(zāi)情共享目錄查閱下載共享文件；另一方面用戶作為災(zāi)情提供者，可以將自身或本單位采集的災(zāi)情信息共享到災(zāi)情服務(wù)器，利用手機APP、手機微信或客戶端網(wǎng)頁上傳方式等將采集到的規(guī)范格式的災(zāi)情信息直接反饋到災(zāi)情數(shù)據(jù)庫中或災(zāi)情共享目錄，并按照災(zāi)情信息命名規(guī)范進行文件命名，通過內(nèi)容管理服務(wù)進行災(zāi)情內(nèi)容的統(tǒng)一管理、分類與下載服務(wù)。面向移動端的災(zāi)情服務(wù)主要通過災(zāi)情發(fā)布后臺管理服務(wù)將用戶訂閱或按照發(fā)布規(guī)則推送的災(zāi)情內(nèi)容，通過不同的接口適配器提供給用戶，具體災(zāi)情發(fā)布技術(shù)流程如圖3所示。

圖3　基于共享模式的災(zāi)情發(fā)布技術(shù)流程Fig.3　Flowchart of the disaster infromation releasement based on the sharing mode

（2）基于RIA技術(shù)的WebGIS空間災(zāi)情展示與在線標繪

RIA（Rich Internet Applications，即豐富互聯(lián)網(wǎng)程序）具有高度互動性、豐富用戶體驗以及功能強大的客戶端。該技術(shù)的提出有效克服了傳統(tǒng)WebGIS界面展示單調(diào)、交互能力弱的局限性。RIA體系不僅具有傳統(tǒng)Web應(yīng)用程序靈活性部署的特性，同時還具有類似于桌面應(yīng)用程序的豐富體驗。將RIA與GIS技術(shù)相結(jié)合，不僅帶來了豐富的表現(xiàn)能力，同時也提高了客戶端的數(shù)據(jù)處理能力。由于該平臺面向處于不同工作場景的用戶群體服務(wù)，在地震災(zāi)區(qū)現(xiàn)場采集災(zāi)情的應(yīng)急人員不僅希望了解本人上報的災(zāi)情信息，也需要了解其它災(zāi)情采集者上報的災(zāi)情信息，同時處于后方的應(yīng)急指揮人員也需要隨時根據(jù)災(zāi)情的發(fā)展態(tài)勢做出動態(tài)評估與災(zāi)情標繪，所以災(zāi)情信息的空間展示與在線標繪功能也成了目前地震災(zāi)情發(fā)布設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)。本文主要利用RIA技術(shù)實現(xiàn)了基于百度地圖API的在線災(zāi)情信息空間定位展示與災(zāi)情標注。用戶不僅可以通過網(wǎng)頁在線查看各個災(zāi)情上報信息點的位置、上報信息內(nèi)容和采集人信息，還可以利用常用的點線面在線標繪方式進行災(zāi)情標注，同時也可以通過手機APP或手機微信方式查看上報災(zāi)情的空間分布。

（3）后臺發(fā)布信息分級自適應(yīng)網(wǎng)頁技術(shù)

自適應(yīng)網(wǎng)頁設(shè)計（Adaptive Web Design）指能使網(wǎng)頁自適應(yīng)顯示在不同大小終端設(shè)備上的新網(wǎng)頁設(shè)計方式及技術(shù)。流體網(wǎng)格（Fluid Grid）和媒體查詢（Media Query）是較為常用的兩大自適應(yīng)技術(shù)，前者主要使用百分比來控制元素的尺寸大小，而后者主要通過指定條件告訴瀏覽器選擇何種頁面樣式（Ethan Marcotte，2010）。本文設(shè)計的地震災(zāi)情集成發(fā)布平臺既要面向傳統(tǒng)的網(wǎng)站用戶，也要面向使用不同屏幕的移動終端用戶，為了達到良好的用戶體驗，本文主要采用流體網(wǎng)格技術(shù)將發(fā)布到移動終端上的圖片信息和發(fā)布到網(wǎng)頁的信息進行自適應(yīng)調(diào)整，對發(fā)布到手機的圖片進行自動壓縮處理。

5　功能設(shè)計

地震災(zāi)情發(fā)布模式與平臺建設(shè)是研究通過網(wǎng)絡(luò)、短信等渠道以文字、表格、圖片、專題圖等形式對地震災(zāi)情處理所產(chǎn)生的各種地震災(zāi)情信息進行實時快速發(fā)布的技術(shù)，為應(yīng)急人員和社會公眾等提供快速的災(zāi)情信息服務(wù)，提高信息溝通、交流和信息共享的效率。系統(tǒng)功能按照基于RIA技術(shù)的震情動態(tài)跟蹤信息地圖展示平臺、以地震事件為中心的地震信息發(fā)布服務(wù)、多來源信息融合處理服務(wù)組件、災(zāi)情信息處理中間件及地震災(zāi)情發(fā)布人員作業(yè)后臺五個部分進行組織，具體功能模塊包括災(zāi)情發(fā)布后臺管理模塊、災(zāi)情發(fā)布前臺展示網(wǎng)站、地震災(zāi)情發(fā)布手機APP和災(zāi)情微信發(fā)布模塊四個部分（如圖4所示）。

圖4　地震災(zāi)情動態(tài)發(fā)布平臺功能模塊圖Fig.4　The function modules of earthquake disaster dynamic publishing platform

災(zāi)情后臺管理模塊實現(xiàn)了災(zāi)情分類管理、欄目管理、用戶管理、信息發(fā)布對象管理、信息發(fā)布審核管理、災(zāi)情調(diào)查信息錄入、余震信息讀入、地震事件管理等功能模塊。

災(zāi)情發(fā)布網(wǎng)站前臺設(shè)置最新分類地震信息，大震專題、歷史地震信息、最新地震災(zāi)情上報信息地理分布圖展示、工作文件共享、用戶登錄鑒權(quán)功能。

手機客戶端軟件基于Android開發(fā)，手機軟件集成了災(zāi)情上報及災(zāi)情信息發(fā)布接收客戶端和災(zāi)情分布圖展示功能。災(zāi)情上報包括基于調(diào)查問卷的災(zāi)情烈度編碼上報和災(zāi)情調(diào)查詳碼上報。

災(zāi)情微信發(fā)布模塊主要實現(xiàn)災(zāi)情信息推送模塊和用戶災(zāi)情反饋模塊。

6　應(yīng)用與討論

地震是一種突發(fā)性自然災(zāi)害災(zāi)種，震后災(zāi)害涉及面廣、破壞性強，抗震救災(zāi)是需要全社會力量共同參與的事情。當(dāng)今社會是信息社會，及時了解相關(guān)信息是一切工作開展的基礎(chǔ)，抗震救災(zāi)工作尤其如此，只有準確把握災(zāi)情信息和災(zāi)情發(fā)展態(tài)勢，應(yīng)急決策者才能科學(xué)快速地實施救援工作；只有了解避難場所位置以及撤離路線、救援物資分發(fā)地點以及醫(yī)療救助點分布等信息，災(zāi)區(qū)民眾才能有效開展避難與自救互救。因此，只有將準確的地震災(zāi)情信息科學(xué)及時地發(fā)布到不同用戶群體以及社會各個角落，才能實現(xiàn)全民救災(zāi)，才能產(chǎn)生最有效的救災(zāi)效果（聶高眾等，2012）。本文通過分析總結(jié)典型破壞性地震的地震災(zāi)情信息和應(yīng)急救援經(jīng)驗，結(jié)合處在不同場景的用戶群體可用的災(zāi)情獲取方式，設(shè)計實現(xiàn)了基于共享模式的地震災(zāi)情集成發(fā)布平臺，可以實現(xiàn)通過網(wǎng)頁、手機APP、手機微信、短彩信等方式向不同的用戶群體實時快速地發(fā)布地震應(yīng)急過程產(chǎn)生的各類地震災(zāi)情信息。該平臺建成后已經(jīng)在2014年云南魯?shù)?.5級地震、景谷地震6.6級地震和新疆皮山6.5級地震應(yīng)急工作中得到應(yīng)用，為應(yīng)急人員、政府和社會公眾等提供了便捷快速的災(zāi)情信息服務(wù)，提高了信息溝通、交流和共享的效率。

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Yang Tianqing，Jiang Lixin，Dong Man，Xi Nan and Liu Qin
（China Earthquake Networks Center，Beijing 100045，China）

In this paper，we summarize emergency response processes and the resulting disaster information of typical destructive earthquakes in recent years.Then we use technologies such as content management to design and implement integrated publishing platform for hierarchical earthquake disaster，information integration，RIA，adaptive Web Design and so on，which can release all kinds of disaster information produced during earthquake emergency process through webpage，mobile phone APP，mobile phone wechat and short MMS in real-time.This platform can meet the needs of different users for earthquake disaster information during earthquake emergency response，provide various information share approaches for different working scenario，and adapt to characteristics of the dual identity of the disaster information users.Moreover，the platform can also provide convenient and fast information service for the command staff，emergency personnel，government and the public.

Earthquake disaster；Information service；publishing platform；Web page；Mobile phone

“十二五”國家科技支撐計劃項目（2014BAK03B01-05）；中國地震局政策研究課題（CEA-ZC/2-04-03/2015）

2015-10-26

楊天青，女，生于1978年。高級工程師。主要從事地震災(zāi)害與地震應(yīng)急等方面的研究。E-mail：ytq@seis.ac.cn