基于ArcGIS Engine 的地震烈度圖動(dòng)態(tài)快速制圖系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)1

趙 真 郭紅梅 張 瑩 廖 華 劉 軍 孫艷萍

1）四川省地震局，成都 610041

2）貴州省地震局，貴陽(yáng) 550000

3）甘肅省地震局，蘭州 730000

引言

地震烈度是指地震對(duì)人工建筑物或地面影響的強(qiáng)弱程度（胡聿賢，2006），即建（構(gòu)）筑物遭受地震影響的破壞程度及地表面變化情況，是衡量地震破壞力的標(biāo)準(zhǔn)之一。地震烈度圖是指一次地震事件后烈度的空間分布情況，直觀反映災(zāi)區(qū)不同地區(qū)的受災(zāi)程度和地震造成的破壞范圍，是政府部門(mén)震后第一時(shí)間了解地震破壞規(guī)模及范圍最直觀的方式，為評(píng)估地震災(zāi)害損失、確定地震應(yīng)急救援方案、部署救援力量、擬定災(zāi)民救助方案和物資發(fā)放等抗震救災(zāi)工作提供科學(xué)依據(jù)（李金香等，2013；王曉青等，2015），因此快速高效產(chǎn)出地震烈度圖具有重要實(shí)踐意義。

目前，地震行業(yè)內(nèi)常用的地震烈度圖生成方法是以地震應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，基于地震應(yīng)急基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)中的靜態(tài)數(shù)據(jù)，在破壞性地震發(fā)生后，根據(jù)地震三要素和地震衰減關(guān)系模型，生成初評(píng)估地震烈度圈，從而產(chǎn)出初評(píng)估地震烈度圖，但存在地震烈度圖圖件制作不規(guī)范，符號(hào)、標(biāo)注、圖面整飾因人而異等問(wèn)題；震后通過(guò)衛(wèi)星遙感、無(wú)人機(jī)遙感、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查等手段不斷獲取災(zāi)情信息，作為烈度圈修正的輔助信息，專(zhuān)業(yè)人員根據(jù)輔助信息采用GIS 軟件以手動(dòng)勾畫(huà)的方式對(duì)烈度圈進(jìn)行修正，生成修正后的地震烈度圖。該方法專(zhuān)業(yè)要求較高，自動(dòng)化程度及制圖效率低，且缺乏全時(shí)程地震烈度圖動(dòng)態(tài)修正及自動(dòng)出圖。

由于地震應(yīng)急救援工作時(shí)間緊迫，震后快速高效產(chǎn)出地震應(yīng)急專(zhuān)題圖十分重要（席楠等，2016）?，F(xiàn)階段，地震應(yīng)急專(zhuān)題圖的快速生成技術(shù)已十分成熟，普遍采用的是模板匹配法，即首先利用專(zhuān)業(yè)的GIS 軟件平臺(tái)，設(shè)計(jì)并研制地震應(yīng)急專(zhuān)題圖模板，然后基于ArcGIS Engine 組件式開(kāi)發(fā)技術(shù)或Python 語(yǔ)言、Arcpy包進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)（魏艷旭等，2014， 2016；孫哲等，2016；韓貞輝等，2020），從而建立脫離GIS 桌面軟件的地震應(yīng)急專(zhuān)題圖快速生成系統(tǒng)。該方法滿(mǎn)足專(zhuān)題圖自動(dòng)化、規(guī)范化輸出流程，在一定程度上提高了地震應(yīng)急專(zhuān)題圖制圖效率。

針對(duì)現(xiàn)有地震烈度圖存在的問(wèn)題，本文基于《地震烈度圖制圖規(guī)范》（GB/T 38226-2019）（中華人民共和國(guó)國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局等，2019）要求，研制不同幅面和版面的地震烈度圖模板，并根據(jù)震后不同時(shí)段動(dòng)態(tài)修正及更新烈度圈的需求，設(shè)置時(shí)間節(jié)點(diǎn)自動(dòng)產(chǎn)出多期地震烈度分布圖。在此基礎(chǔ)上，基于Arc Engine 組件式開(kāi)發(fā)技術(shù)研發(fā)地震烈度圖動(dòng)態(tài)快速制圖系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全時(shí)程地震烈度圖標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化出圖，大大提高了烈度圖制圖效率，為地震應(yīng)急指揮和應(yīng)急救援提供支持。

1 地震烈度圖特點(diǎn)

（1）動(dòng)態(tài)性

地震烈度圖是政府部門(mén)第一時(shí)間了解地震破壞規(guī)模和范圍最直觀的方式，為政府啟動(dòng)應(yīng)急響應(yīng)等級(jí)、應(yīng)急救援部署等提供依據(jù)。因此，對(duì)地震烈度圈的要求首先是快中求準(zhǔn)，滿(mǎn)足地震應(yīng)急時(shí)效性需求。由于剛開(kāi)始地震烈度圈可能不是很“準(zhǔn)”，需要對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)修正。動(dòng)態(tài)修正是指利用地震三要素進(jìn)行地震烈度初評(píng)估后，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、遙感影像、無(wú)人機(jī)影像、微博、微信、手機(jī)短信、災(zāi)情上報(bào)APP 等手段不斷獲取災(zāi)情信息，對(duì)烈度圈進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，使得地震烈度圈在數(shù)量特征和空間分布上與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果接近，輔助應(yīng)急救援決策。

（2）階段性

地震應(yīng)急期一般劃分為應(yīng)急啟動(dòng)、緊急救援和過(guò)渡性安置階段（王海鷹等，2013）。針對(duì)不同階段，地震應(yīng)急圖產(chǎn)出需求不同。在應(yīng)急啟動(dòng)階段，地震烈度圖主要通過(guò)地震動(dòng)衰減關(guān)系或地震烈度經(jīng)驗(yàn)衰減關(guān)系擬合得到，為初步判定地震影響范圍及受災(zāi)規(guī)模，時(shí)效性要求較高，其結(jié)果可能與實(shí)際地震烈度圈的符合程度較低。在緊急救援階段，由于現(xiàn)場(chǎng)反饋的災(zāi)情信息有限，通過(guò)衛(wèi)星遙感、無(wú)人機(jī)遙感、互聯(lián)網(wǎng)、觀測(cè)臺(tái)站等多種途徑獲取災(zāi)情信息，動(dòng)態(tài)修正地震烈度圈，為指揮部提供更準(zhǔn)確的地震烈度圈，以使確定應(yīng)急救援方案、指導(dǎo)救援力量部署等。過(guò)渡性安置階段以災(zāi)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查信息為主，結(jié)合余震數(shù)據(jù)、星機(jī)地多源災(zāi)情信息等，勾畫(huà)最終的地震烈度圈，為震后恢復(fù)重建提供依據(jù)。

（3）易讀性

地震烈度圖是地震災(zāi)區(qū)政府部門(mén)宏觀掌握災(zāi)區(qū)情勢(shì)的重要情報(bào)，是進(jìn)行救災(zāi)決策和工作部署的重要參考依據(jù)。因此，地震烈度圖中應(yīng)展示哪些圖層、用什么符號(hào)表達(dá)均應(yīng)根據(jù)《地震烈度圖制圖規(guī)范》（GB/T 38226-2019）要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，并保證繪制的等震線處于視覺(jué)核心。最后，根據(jù)地震烈度圖標(biāo)題圖、圖件區(qū)、說(shuō)明區(qū)、注釋區(qū)的版式要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，生成標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、易讀性強(qiáng)的地震烈度圖。

2 地震烈度圖動(dòng)態(tài)快速制圖系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于上述地震烈度圖特點(diǎn)，研發(fā)滿(mǎn)足其特點(diǎn)要求的地震烈度圖動(dòng)態(tài)快速制圖系統(tǒng)，服務(wù)于地震應(yīng)急救援、震后損失評(píng)估和恢復(fù)重建等工作。其中，“動(dòng)態(tài)”體現(xiàn)地震烈度圖的階段性和動(dòng)態(tài)性，能根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，自動(dòng)調(diào)用當(dāng)前階段獲取的多源災(zāi)情信息，不斷修正烈度圈，產(chǎn)出多期地震烈度專(zhuān)題圖?！翱焖佟狈从车卣鹆叶葓D的制圖效率，即能在地震發(fā)生后第一時(shí)間迅速產(chǎn)出初評(píng)估烈度圈，隨著各類(lèi)災(zāi)情信息的不斷涌入進(jìn)行動(dòng)態(tài)修正，實(shí)現(xiàn)全時(shí)程地震烈度圖自動(dòng)化出圖?！耙鬃x性”體現(xiàn)在根據(jù)《地震烈度圖制圖規(guī)范》（GB/T 38226-2019）要求研制烈度圖模板，實(shí)現(xiàn)地震烈度圖的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)出。本文將從邏輯結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)功能、業(yè)務(wù)流程、功能模塊耦合分析等方面對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)。

2.1 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

地震烈度圖動(dòng)態(tài)快速制圖系統(tǒng)采用B/S 架構(gòu)模式，由基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)、數(shù)據(jù)資源庫(kù)、應(yīng)用支撐平臺(tái)、應(yīng)用層及信息安全保障體系、運(yùn)行維護(hù)體系、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范系統(tǒng)構(gòu)成（圖1）。

圖1 地震烈度圖動(dòng)態(tài)制圖系統(tǒng)架構(gòu)圖Fig. 1 Architecture diagram of the dynamic mapping system of seismic intensity map

（1）基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)

基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)包括服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心、網(wǎng)絡(luò)、安全、存儲(chǔ)設(shè)施等硬件設(shè)備。

（2）數(shù)據(jù)資源庫(kù)

數(shù)據(jù)資源庫(kù)是通過(guò)解析業(yè)務(wù)邏輯層對(duì)數(shù)據(jù)需求，為系統(tǒng)業(yè)務(wù)提供數(shù)據(jù)的服務(wù)。數(shù)據(jù)資源涵蓋地震烈度圖動(dòng)態(tài)快速生成所需的數(shù)據(jù)，主要包括基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)庫(kù)、基礎(chǔ)屬性數(shù)據(jù)庫(kù)、災(zāi)情信息數(shù)據(jù)庫(kù)、地震烈度模板數(shù)據(jù)庫(kù)、元數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)數(shù)據(jù)類(lèi)型劃分為不同存儲(chǔ)方式，包括文件存儲(chǔ)和DB 存儲(chǔ)。

（3）應(yīng)用支撐平臺(tái)

應(yīng)用支撐平臺(tái)是整體應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)保障，為地震烈度圖動(dòng)態(tài)快速生成提供通信網(wǎng)、ESB 系統(tǒng)總線、報(bào)表工具、操作系統(tǒng)和GIS 系統(tǒng)平臺(tái)等支撐系統(tǒng)運(yùn)行的軟硬件設(shè)備。

（4）應(yīng)用層

業(yè)務(wù)應(yīng)用層集成了多因素控制的地震烈度初評(píng)估子系統(tǒng)、烈度圈動(dòng)態(tài)修正子系統(tǒng)、烈度圖快速制圖子系統(tǒng)、地震烈度一張圖展示子系統(tǒng)。集成后的地震烈度圖快速制圖系統(tǒng)可以在震后第一時(shí)間產(chǎn)出多因素控制的烈度初評(píng)估及在應(yīng)急期內(nèi)按時(shí)間間隔給出融合星機(jī)地多源災(zāi)情信息動(dòng)態(tài)修正地震烈度圈，實(shí)現(xiàn)烈度圈的動(dòng)態(tài)修正和烈度圖快速自動(dòng)出圖，將地震烈度圈和居民地等各類(lèi)基礎(chǔ)信息、遙感影像、救援力量分布、救災(zāi)物資分布、離散災(zāi)情點(diǎn)等信息疊加展示，實(shí)現(xiàn)地震烈度一張圖展示，為地震應(yīng)急指揮和應(yīng)急救援提供直觀的綜合信息展示。

2.2 功能設(shè)計(jì)

地震烈度圖動(dòng)態(tài)快速制圖系統(tǒng)軟件包括多因素控制的地震烈度初評(píng)估模塊、烈度圈動(dòng)態(tài)修正模塊、烈度圖自動(dòng)制圖模塊、地震烈度一張圖展示模塊，具體功能如圖2 所示。

圖2 系統(tǒng)功能圖Fig. 2 System function diagram

（1）多因素控制的烈度初評(píng)估模塊

系統(tǒng)接收到地震速報(bào)自動(dòng)觸發(fā)或手動(dòng)輸入?yún)?shù)觸發(fā)評(píng)估，啟動(dòng)地震烈度快速初評(píng)估，根據(jù)地震三要素獲取震區(qū)附近潛在發(fā)震斷層信息，根據(jù)發(fā)震區(qū)域選擇合適的地震動(dòng)衰減關(guān)系計(jì)算地震動(dòng)參數(shù)，考慮場(chǎng)地局部放大效應(yīng)，利用場(chǎng)地放大系數(shù)校正由衰減關(guān)系計(jì)算的地震動(dòng)參數(shù)，參照《中國(guó)地震烈度表》（GB/T 17742-2008）（中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局等，2009）中的地震烈度與地震動(dòng)參數(shù)的關(guān)系，將其轉(zhuǎn)換為地震烈度，繪制地震烈度等值線，生成初評(píng)估地震烈度圈。

（2）烈度圈動(dòng)態(tài)修正模塊

烈度圈動(dòng)態(tài)修正子系統(tǒng)提供自適應(yīng)修正和專(zhuān)家修正模式。以時(shí)間節(jié)點(diǎn)為軸，每次地震觸發(fā)后持續(xù)監(jiān)聽(tīng)當(dāng)前時(shí)間，到達(dá)預(yù)先設(shè)置的時(shí)間節(jié)點(diǎn)后，系統(tǒng)調(diào)用本次地震獲取的離散烈度點(diǎn)進(jìn)行自適應(yīng)修正，并將每次修正結(jié)果進(jìn)行保存。同時(shí)，到達(dá)或未到時(shí)間節(jié)點(diǎn)時(shí)均可通過(guò)人工干預(yù)進(jìn)行局部修正或自動(dòng)擬合，也可以進(jìn)行基于專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)的烈度圈調(diào)整，主要是將余震序列、地震破裂方向、震源機(jī)制、地形地貌、多源災(zāi)情信息等展示在地圖中，基于專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)用旋轉(zhuǎn)、平移、縮放、點(diǎn)編輯、平滑等工具實(shí)現(xiàn)地震烈度圈的手動(dòng)勾畫(huà)。

（3）烈度圖自動(dòng)制圖模塊

烈度圖自動(dòng)制圖子系統(tǒng)包括專(zhuān)題圖分類(lèi)管理模塊、專(zhuān)題圖模板管理模塊、專(zhuān)題圖輸出參數(shù)管理模塊、專(zhuān)題圖圖冊(cè)管理模塊和專(zhuān)題圖自動(dòng)生成模塊。根據(jù)《地震烈度圖制圖規(guī)范》（GB/T 38226-2019），定制達(dá)到準(zhǔn)出版標(biāo)準(zhǔn)的不同幅面和版面的地震烈度圖模板，在建立烈度圖模板庫(kù)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)模板管理，對(duì)烈度模板庫(kù)進(jìn)行統(tǒng)一管理。針對(duì)每次地震事件生成的專(zhuān)題圖結(jié)果文件進(jìn)行管理，并能導(dǎo)出矢量圖和自動(dòng)打印符合繪制規(guī)范的地震烈度圖，為地震應(yīng)急各階段及應(yīng)急指揮、現(xiàn)場(chǎng)救援、物資調(diào)度、余震趨勢(shì)判斷、恢復(fù)重建等工作提供地震烈度圖。

（4）烈度一張圖展示模塊

烈度一張圖展示子系統(tǒng)包括專(zhuān)題圖展示模塊、專(zhuān)題圖輸出模塊和專(zhuān)題圖圖冊(cè)輸出模塊。專(zhuān)題圖展示模塊將地震烈度圈和居民地等各類(lèi)基礎(chǔ)信息、遙感影像、救援力量分布、救災(zāi)物資分布、離散災(zāi)情點(diǎn)等信息疊加展示，實(shí)現(xiàn)地震烈度一張圖展示，并可投影到應(yīng)急技術(shù)指揮大廳屏幕，為應(yīng)急指揮決策提供依據(jù)。專(zhuān)題圖輸出模塊通過(guò)研制不同震級(jí)、不同幅面和版面的地震烈度圖模板，導(dǎo)出矢量圖并自動(dòng)打印符合繪制規(guī)范的地震烈度圖。專(zhuān)題圖圖冊(cè)輸出模塊可獲取該地震事件產(chǎn)出的全套專(zhuān)題圖圖冊(cè)，支持手動(dòng)選擇或批量輸出矢量圖。

2.3 業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)

利用地震烈度圖動(dòng)態(tài)制圖系統(tǒng)獲取不同階段地震烈度專(zhuān)題圖時(shí)，各功能模塊之間的數(shù)據(jù)流按一定數(shù)據(jù)導(dǎo)向進(jìn)行相互調(diào)用，根據(jù)系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)和功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)系統(tǒng)總體業(yè)務(wù)流程進(jìn)行設(shè)計(jì)，如圖3 所示。

圖3 系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程Fig. 3 System business flow chart

系統(tǒng)實(shí)時(shí)接收地震速報(bào)，隨后自動(dòng)觸發(fā)評(píng)估或手動(dòng)輸入?yún)?shù)觸發(fā)評(píng)估；獲取地震三要素后開(kāi)啟執(zhí)行地震烈度初評(píng)估流程，根據(jù)發(fā)震區(qū)選擇合適的地震動(dòng)衰減模型，計(jì)算每個(gè)公里格網(wǎng)點(diǎn)基巖PGA、PGV 值，結(jié)合場(chǎng)地類(lèi)別分區(qū)數(shù)據(jù)，得到土層放大系數(shù)空間分布，進(jìn)行場(chǎng)地校正，得到地表PGA、PGV 值，依據(jù)《中國(guó)地震烈度表》（GB/T 17742-2008）中的地震烈度與地震動(dòng)參數(shù)關(guān)系進(jìn)行烈度換算，得到地表烈度，并繪制烈度圈等值線，生成初評(píng)估地震烈度圈，調(diào)用地震烈度圖制圖模板，并與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)疊加，產(chǎn)出地震烈度初評(píng)估相關(guān)專(zhuān)題圖。

地震初評(píng)估烈度圈生成后，系統(tǒng)可監(jiān)聽(tīng)修正事件。事件觸發(fā)后，首先判斷該事件是否為專(zhuān)家修正，如果是，則導(dǎo)入余震、震源機(jī)制解、破裂方向、地形地貌等多源數(shù)據(jù)，與烈度圈進(jìn)行疊加顯示，行業(yè)專(zhuān)家基于自身經(jīng)驗(yàn)利用系統(tǒng)提供的修正工具包進(jìn)行手動(dòng)修正，生成烈度圈，并根據(jù)地震烈度圈模板生成專(zhuān)題圖；如果不是，則獲取當(dāng)前地震所接收的災(zāi)情，對(duì)災(zāi)情進(jìn)行預(yù)處理，利用多源災(zāi)情信息與烈度轉(zhuǎn)換模型生成離散烈度點(diǎn)，并判斷修正事件是否進(jìn)行災(zāi)情擬合。如果進(jìn)行災(zāi)情擬合，基于離散烈度點(diǎn)生成烈度圈及專(zhuān)題圖；否則在現(xiàn)有烈度圈的基礎(chǔ)上，基于離散災(zāi)情點(diǎn)進(jìn)行局部自適應(yīng)修正，經(jīng)過(guò)修正后生成專(zhuān)題圖。每次生成專(zhuān)題圖后，用戶(hù)可查看專(zhuān)題圖并下載。系統(tǒng)會(huì)繼續(xù)判斷當(dāng)前地震是否已經(jīng)完成了所有階段的修正，如果完成，則結(jié)束整個(gè)流程，否則回到修正事件的監(jiān)聽(tīng)，繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)下次修正事件。

基于各階段獲得的烈度圈矢量數(shù)據(jù)，將地震烈度圈和居民地等各類(lèi)基礎(chǔ)信息、遙感影像、救援力量分布、救災(zāi)物資分布、離散災(zāi)情點(diǎn)等信息疊加展示，實(shí)現(xiàn)地震烈度一張圖展示，為地震應(yīng)急指揮和應(yīng)急救援提供直觀的綜合信息展示。

2.4 功能模塊耦合分析

本系統(tǒng)采用模塊化思想，各功能模板可以完全獨(dú)立或者具備一定的松散耦合關(guān)系。以業(yè)務(wù)流程為驅(qū)動(dòng)，部分功能模塊需要依賴(lài)其他模塊的分析結(jié)果，如烈度圖自動(dòng)制圖模塊需要依賴(lài)于初評(píng)估模塊生成的初評(píng)估烈度圈或者烈度圈動(dòng)態(tài)修正模塊生成的修正烈度圈。因此，模塊間均采用非直接耦合或者數(shù)據(jù)耦合的方式進(jìn)行關(guān)聯(lián)，以保證各模塊的獨(dú)立性。根據(jù)本系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程和各模塊間數(shù)據(jù)的流動(dòng)，繪制本系統(tǒng)各功能模塊的耦合關(guān)系，如圖4 所示。由圖 4 可知，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生后，直接觸發(fā)地震烈度初評(píng)估模塊生成初評(píng)估矢量烈度圈，該數(shù)據(jù)一方面可以流入烈度圖自動(dòng)制圖模塊，結(jié)合預(yù)先制定的MXD 模板，產(chǎn)出地震烈度專(zhuān)題圖；另一方面可以進(jìn)入烈度一張圖展示模塊，疊加居民地等各類(lèi)基礎(chǔ)信息、災(zāi)情信息、救援力量等信息，在大屏上清晰直觀展示；可以為烈度圈動(dòng)態(tài)修正的輸入，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)災(zāi)情信息和系統(tǒng)提供的修正工具修正后，生成修正烈度圈，作為烈度圖自動(dòng)制圖模塊、烈度一張圖展示模塊和烈度圈動(dòng)態(tài)修正模塊的輸入。

圖4 模塊功能關(guān)系Fig. 4 Module functional relationship

3 地震烈度圖動(dòng)態(tài)快速制圖系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及案例應(yīng)用

在地震烈度圖動(dòng)態(tài)快速制圖系統(tǒng)整體架構(gòu)下，在規(guī)范的地震烈度圖模板庫(kù)研發(fā)基礎(chǔ)上，本文采用B/S模式，基于Arc Engine 組件式開(kāi)發(fā)技術(shù)研發(fā)了地震烈度圖動(dòng)態(tài)快速制圖系統(tǒng)。該系統(tǒng)可在接到正式地震速報(bào)15 min 內(nèi)給出多因素控制的地震烈度快速初評(píng)估結(jié)果，按照6 h、12 h、24 h、36 h、48 h、60 h、72 h 等階段給出地震烈度修正結(jié)果，并根據(jù)研制的地震烈度圖制圖模板，動(dòng)態(tài)產(chǎn)出多期地震烈度專(zhuān)題圖。

3.1 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

該系統(tǒng)采用Spring Boot 微服務(wù)架構(gòu)模型，以前后端分離的開(kāi)發(fā)方式，將系統(tǒng)分為前端工程和后臺(tái)業(yè)務(wù)服務(wù)工程。前端著重頁(yè)面邏輯與用戶(hù)交互體驗(yàn)，后端著重服務(wù)資源提供、自動(dòng)化服務(wù)調(diào)度、數(shù)據(jù)引擎以及專(zhuān)題圖出圖引擎的計(jì)算實(shí)現(xiàn)。以較低粒度的方式，實(shí)現(xiàn)服務(wù)模塊化、專(zhuān)一化，降低后期的維護(hù)成本與難度，同時(shí)提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性。

該系統(tǒng)主界面如圖5 所示，系統(tǒng)左邊界面為主要功能菜單，包括地震烈度初評(píng)估、烈度圈修正、烈度圖制圖和一張圖。界面最上方是標(biāo)題欄，未執(zhí)行任何功能時(shí)當(dāng)前事務(wù)不出現(xiàn)，執(zhí)行某功能時(shí)滾動(dòng)顯示當(dāng)前運(yùn)行節(jié)點(diǎn)。界面主體為地圖窗口，為地震烈度圖動(dòng)態(tài)修正、各類(lèi)信息的可視化提供底圖。地圖窗口上方橫條展示目前使用過(guò)的功能，點(diǎn)擊想要使用的功能名稱(chēng)可以直接跳轉(zhuǎn)到該功能，點(diǎn)擊“×”可使其不顯示在該狀態(tài)欄上，右上方可展示二級(jí)菜單的功能及圖層控制按鈕，控制圖層的顯隱，左上方豎行滾動(dòng)條控制地圖比例尺縮放，左下方為地圖鷹眼。

圖5 系統(tǒng)界面圖Fig. 5 System interface diagram

3.2 案例應(yīng)用

本文通過(guò)歷史地震案例對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行驗(yàn)證，以四川省九寨溝7.0 級(jí)地震為例。收集整理四川省基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、場(chǎng)地分類(lèi)格網(wǎng)數(shù)據(jù)、地質(zhì)構(gòu)造數(shù)據(jù)、九寨溝余震數(shù)據(jù)等信息，并根據(jù)系統(tǒng)制定的災(zāi)情模板模擬九寨溝地震災(zāi)情信息，用于演示地震動(dòng)態(tài)產(chǎn)出各階段地震烈度專(zhuān)題圖產(chǎn)出。

首先，調(diào)用系統(tǒng)地震事件觸發(fā)功能，手動(dòng)輸入九寨溝地震參數(shù)觸發(fā)地震，啟動(dòng)評(píng)估。3 min 內(nèi)根據(jù)多因素控制的地震烈度初評(píng)估模型生成初評(píng)估烈度圈，并在1 min 內(nèi)產(chǎn)出初評(píng)估地震烈度專(zhuān)題圖，如圖6 所示。然后，采用人工干預(yù)的模式導(dǎo)入預(yù)先模擬的災(zāi)情信息并選定時(shí)間階段，2 min 內(nèi)根據(jù)多源災(zāi)情信息與烈度轉(zhuǎn)換模型將其轉(zhuǎn)換成離散烈度點(diǎn)，并基于自適應(yīng)局部修正模型自動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)修正烈度圈，當(dāng)人工判讀離散烈度點(diǎn)在空間均勻分布時(shí)，手動(dòng)觸發(fā)災(zāi)情擬合，1～2 min 完成烈度圈自動(dòng)修正，并保存1 次修正記錄。同時(shí)，在設(shè)定時(shí)間段全過(guò)程中均可進(jìn)行專(zhuān)家修正，并保存每次修正記錄，修正記錄結(jié)果如圖7 所示。最后，將修正烈度圈矢量數(shù)據(jù)疊加到預(yù)先制定的MXD 地震烈度專(zhuān)題圖模板上，并于1 min 內(nèi)產(chǎn)出當(dāng)前階段的地震烈度圖，生成的部分烈度圈專(zhuān)題圖如圖8 所示。

圖6 初評(píng)估烈度圖Fig. 6 Initial assessment of intensity map

圖7 烈度圈修正階段記錄Fig. 7 Record of intensity circle correction phase

圖8 地震烈度專(zhuān)題圖Fig. 8 Thematic map of seismic intensity map

4 結(jié)論

本文介紹了地震烈度圖的基本特點(diǎn)，明確了地震烈度專(zhuān)題圖制作及產(chǎn)出需求，闡述了地震烈度圖動(dòng)態(tài)快速制圖系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、功能設(shè)計(jì)、業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)和各功能模塊耦合關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范研制了滿(mǎn)足要求的地震烈度圖模板，基于Arc Engine 組件式開(kāi)發(fā)技術(shù)研發(fā)了一套地震烈度圖動(dòng)態(tài)制圖系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了地震烈度圖標(biāo)準(zhǔn)化和自動(dòng)化產(chǎn)出。該系統(tǒng)不僅提高了地震烈度圖制圖效率，而且提升了對(duì)烈度圈動(dòng)態(tài)修正的能力，實(shí)現(xiàn)了全時(shí)程地震烈度圖的快速制圖，可以為地震應(yīng)急救援、震后損失評(píng)估、恢復(fù)重建等提供科學(xué)依據(jù)。