畢節(jié)市防震減災(zāi)地理信息系統(tǒng)建設(shè)概述

李付偉

摘要：本論述以貴州省社發(fā)攻關(guān)項(xiàng)目與畢節(jié)市科技項(xiàng)目為依托，以提高防震減災(zāi)三大體系輔助決策能力為研究重點(diǎn)，結(jié)合畢節(jié)市地震工作實(shí)際，基于3s集成技術(shù)，提出了建立畢節(jié)市防震減災(zāi)地理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路和技術(shù)方法。首先，根據(jù)畢節(jié)市防震減災(zāi)信息化建設(shè)現(xiàn)狀與業(yè)務(wù)需求，論述了建立系統(tǒng)的必要性與主要任務(wù);其次，采用模塊化與結(jié)構(gòu)化的思想，對(duì)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)、軟件架構(gòu)等內(nèi)容做了闡述。最后，對(duì)系統(tǒng)的部分功能做了應(yīng)用演示。

關(guān)鍵詞：框架建設(shè);地理信息;防震減災(zāi);建設(shè)概述

中圖分類號(hào)：P315.09文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0引言

中國(guó)處在環(huán)太平洋地震帶和歐亞地震帶之間，是世界上地震災(zāi)害最嚴(yán)重的國(guó)家之一。每年發(fā)生在中國(guó)的地震次數(shù)約為全世界的1/4，平均每年5級(jí)以上地震發(fā)生30次，地震給我國(guó)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來了巨大的隱患。如何提高各種地震工作服務(wù)能力，確保人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全使我們必須面對(duì)的課題。

經(jīng)過幾十年的發(fā)展，國(guó)家層面已開展了許多地震信息系統(tǒng)的研發(fā)和應(yīng)用工作，各省也相繼建立了省級(jí)的地震應(yīng)急中心，并配置了相應(yīng)的地震輔助決策軟件。地州級(jí)防震減災(zāi)信息化工作近年來也有較大推動(dòng)，如目前開展的畢節(jié)市防震減災(zāi)地理信息系統(tǒng)建設(shè)就是畢節(jié)市科技資助項(xiàng)目。

1系統(tǒng)需求分析

1.1研究區(qū)域概況

畢節(jié)市位于川滇黔結(jié)合部，地處南北地震帶中段小江帶東側(cè)。構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，各種構(gòu)造形跡疊加、相互交錯(cuò)。市轄區(qū)有大小斷裂15處之多，市轄區(qū)時(shí)有地震發(fā)生，主要斷裂有：埡都紫云斷裂、石門坎斷裂、金沙巖孔斷裂等。畢節(jié)市境內(nèi)近50年來發(fā)生4.0級(jí)以上地震多達(dá)15次，2012年發(fā)生5.6級(jí)以上地震2次，2018年發(fā)生4級(jí)以上地震兩次，今年赫章縣又發(fā)生了4.5級(jí)地震一次。僅2012年的“9.7威寧彝良”地震就給我市造成了3.78億的經(jīng)濟(jì)損失，畢節(jié)市內(nèi)小震更是不斷。

因此，結(jié)合畢節(jié)實(shí)際，開發(fā)基于GIS的畢節(jié)市地震綜合管理信息系統(tǒng)，在原有地震輔助決策軟件的基礎(chǔ)上，將地震關(guān)注時(shí)段進(jìn)一步擴(kuò)大，以輔助決策軟件為支撐，初步形成一系列防震減災(zāi)輔助決策建議，才能夠確保我市防震減災(zāi)工作更加科學(xué)、行之有效。

1.2系統(tǒng)目標(biāo)與任務(wù)

畢節(jié)市防震減災(zāi)地理信息系統(tǒng)最重要的內(nèi)涵是運(yùn)用3s集成、空間數(shù)據(jù)庫(kù)、WebGIS等技術(shù)，建構(gòu)一個(gè)一體化信息共享服務(wù)系統(tǒng)，方便畢節(jié)市防震減災(zāi)部門更加科學(xué)高效地開展地震管理工作。系統(tǒng)從不同的渠道獲取畢節(jié)市地震相關(guān)信息，并利用GIS特有的空間分析功能、對(duì)地震有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工分析處理，以提供信息決策和服務(wù)，促進(jìn)畢節(jié)市防震減災(zāi)工作的科學(xué)化、高效化。

2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開發(fā)和實(shí)施各環(huán)節(jié)嚴(yán)格按照制定的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范執(zhí)行，為保證信息系統(tǒng)工作過程的規(guī)范化和信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中遵循以下設(shè)計(jì)思想：

（1）以搭建畢節(jié)市防震減災(zāi)地理信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)與防震減災(zāi)地理信息系統(tǒng)應(yīng)用框架為重點(diǎn)，各個(gè)應(yīng)用子系統(tǒng)逐步實(shí)施、并行開發(fā)，保證項(xiàng)目可行性。

（2）整個(gè)系統(tǒng)的建設(shè)嚴(yán)格按工程化方法來進(jìn)行組織和管理，嚴(yán)格遵守《地震災(zāi)害預(yù)測(cè)及其信息管理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》等國(guó)家的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，做到系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理、功能完善，為系統(tǒng)的后續(xù)發(fā)展留有充分的接口。

（3）按照畢節(jié)市防震減災(zāi)地理信息系統(tǒng)的任務(wù)、需求、功能和主要技術(shù)指標(biāo)要求，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行總體規(guī)劃和科學(xué)的個(gè)性化設(shè)計(jì)。

（4）數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)嚴(yán)格按照信息分類代碼和標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

2.2系統(tǒng)總體框架

通過對(duì)畢節(jié)市防震減災(zāi)地理信息系統(tǒng)框架的總體分析，考慮到系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性的要求，特別是地震相關(guān)數(shù)據(jù)的空間屬性及兼容性、穩(wěn)定性和響應(yīng)速度的要求，系統(tǒng)在軟件配置方面必須盡量考慮技術(shù)上較為成熟或通用的產(chǎn)品。在開發(fā)模式上，采用B/S與C/S相結(jié)合的體系結(jié)構(gòu)，能夠確保滿足應(yīng)用需求，同時(shí)兩者在數(shù)據(jù)流程與業(yè)務(wù)邏輯方面的密切聯(lián)系，可使得整個(gè)系統(tǒng)成為一個(gè)有機(jī)的整體。在開發(fā)平臺(tái)方面，Are—GIS Server是一個(gè)用于構(gòu)建集中管理、支持多用戶的企業(yè)級(jí)GIS應(yīng)用平臺(tái)，提供了豐富的GIS功能。在數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)方面，采用ArrcSDE與Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)，可以滿足地震相關(guān)海量空間屬性與非空間屬性的需求。在運(yùn)行平臺(tái)方面，采用ArcGIS技術(shù)對(duì)空間數(shù)據(jù)及屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、管理、分析、利用，可以滿足空間數(shù)據(jù)庫(kù)的使用需求，生產(chǎn)有關(guān)專題地圖。具體的畢節(jié)市防震減災(zāi)地理信息系統(tǒng)的總體框架如圖1所示。

2.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系

防震減災(zāi)地理信息系統(tǒng)存儲(chǔ)與處理的數(shù)據(jù)包括空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的管理信息系統(tǒng)（MIS）和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）顯然不能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)預(yù)期目標(biāo)，必須采用具有空間數(shù)據(jù)管理和分析功能的GIS作為軟件平臺(tái)。按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)與任務(wù)，畢節(jié)市防震減災(zāi)地理信息系統(tǒng)采用模塊化的整體架構(gòu)，將系統(tǒng)劃分為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)子系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)子系統(tǒng)、震害防御子系統(tǒng)、應(yīng)急救援子系統(tǒng)等，各個(gè)子系統(tǒng)又要進(jìn)一步劃分為功能不同的下一級(jí)子系統(tǒng)。在項(xiàng)目建設(shè)過程中借鑒前人開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，具體結(jié)構(gòu)體系如圖2所示。

（1）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)子系統(tǒng)，包括中國(guó)地震局《地震應(yīng)急基礎(chǔ)數(shù)據(jù)約定（試行）》八大類數(shù)據(jù)：地圖類、地震基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類、工程地震資料類、災(zāi)害影響背景類、社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)類、災(zāi)害相關(guān)因素類、救援力量及應(yīng)急聯(lián)絡(luò)類等數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理。

（2）監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)子系統(tǒng)，包括前兆監(jiān)測(cè)分析、異常處理、歷史地震資料分析與管理及相關(guān)數(shù)據(jù)的空間疊加、運(yùn)算、緩沖分析、可視化信息查詢輸出等功能。

（3）震害防御子系統(tǒng)，包括抗震設(shè)防區(qū)劃、地震危險(xiǎn)性分析、地震損失性分析、重要地物震害預(yù)測(cè)、防災(zāi)減災(zāi)常規(guī)管理工作等功能。

（4）應(yīng)急響應(yīng)子系統(tǒng)，包括災(zāi)害損失評(píng)估、救災(zāi)輔助決策、專家咨詢、知識(shí)庫(kù)、應(yīng)急資源管理、災(zāi)后恢復(fù)重建、各方信息互動(dòng)、文檔等功能。

3應(yīng)用與展示

3.1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)子系統(tǒng)

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)子系統(tǒng)按制定的標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范采集和整理地震相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的統(tǒng)一集成、更新、維護(hù)，為地震管理、決策提供統(tǒng)一的GIs數(shù)據(jù)支持和應(yīng)用服務(wù)，實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的更新、查詢、瀏覽、輸出等功能，該模塊是畢節(jié)市防震減災(zāi)地理信息系統(tǒng)中的重要組成部分。

3.2應(yīng)急響應(yīng)子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)通過GIs技術(shù)供人們了解研究區(qū)內(nèi)的地震情況，并提供查詢。通過此系統(tǒng)更直觀的向用戶表達(dá)減災(zāi)應(yīng)急響應(yīng)結(jié)果，人群疏散最短路徑等，起到?jīng)Q策支持的可視化效果。

4結(jié)束語

4.1存在問題分析

防震減災(zāi)地理信息系統(tǒng)建設(shè)是一個(gè)龐大的工程，同時(shí)3s、空間數(shù)據(jù)庫(kù)等知識(shí)更新速度又快，后續(xù)工作中必須強(qiáng)化人才引進(jìn)、技術(shù)培訓(xùn)、資金投入等方面的工作，才能確保項(xiàng)目如期完成、發(fā)揮效用。但由于畢節(jié)市市社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)落后，造成屬地財(cái)政對(duì)地震工作支持力度有限。同時(shí)基于大環(huán)境，地震部門在同級(jí)政府部門中影響力弱小、部門保護(hù)主義等原因，使得地震管理相關(guān)數(shù)據(jù)收集困難。

4.2系統(tǒng)建設(shè)展望

根據(jù)“分期實(shí)施、逐步完善”的原則，目前已經(jīng)完成了地震應(yīng)急基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)一期工程、地震應(yīng)急分類響應(yīng)系統(tǒng)等子項(xiàng)目。經(jīng)過團(tuán)隊(duì)的共同努力，已經(jīng)做出了一定的成效，如何利用現(xiàn)有成果，不斷完善提高信息化服務(wù)能力，使我市防震減災(zāi)工作更加科學(xué)高效，仍舊是我們努力的方向。本課題主要從建設(shè)防震減災(zāi)地理信息系統(tǒng)的任務(wù)目標(biāo)、總體架構(gòu)、技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法等方面進(jìn)行了論述，在未來后續(xù)開發(fā)建設(shè)工作中涉及的相關(guān)各類地震災(zāi)害評(píng)價(jià)模型、損失模型的構(gòu)建等具體工作還有待更加深入研究。