地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)評(píng)估數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與研究

徐博

摘 要：文章采用ArcGIS作為地震空間數(shù)據(jù)制作平臺(tái)，Oracle為空間數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)平臺(tái)，針對(duì)2014—2018年山西地震災(zāi)害預(yù)評(píng)估報(bào)告并參考地震應(yīng)急基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)，制定地震風(fēng)險(xiǎn)預(yù)評(píng)估數(shù)據(jù)分類(lèi)、命名和編碼規(guī)則，探討地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)評(píng)估數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)。

關(guān)鍵詞：ArcGIS;空間數(shù)據(jù)庫(kù);編碼規(guī)則

0? ? 引言

我國(guó)是世界上地震災(zāi)害損失較嚴(yán)重的國(guó)家。開(kāi)展地震災(zāi)害損失與風(fēng)險(xiǎn)預(yù)評(píng)估調(diào)查，是了解地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)、提升震后快速評(píng)估和輔助決策能力、協(xié)助地方政府加強(qiáng)地震應(yīng)急準(zhǔn)備能力的重要抓手。因此，地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)評(píng)估數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文針對(duì)2014—2018年山西地震災(zāi)害預(yù)評(píng)估報(bào)告并參考地震應(yīng)急基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)，開(kāi)展地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)評(píng)估數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與研究，將現(xiàn)有地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)評(píng)估報(bào)告入庫(kù)，為地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和應(yīng)急救援提供數(shù)據(jù)保障。

1 研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線

1.1 研究?jī)?nèi)容

地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)評(píng)估數(shù)據(jù)庫(kù)是指當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，或地震預(yù)報(bào)發(fā)布后，提供人口、經(jīng)濟(jì)、城市地形、公路交通、救災(zāi)隊(duì)伍、通信聯(lián)絡(luò)、地震應(yīng)急預(yù)案、地震風(fēng)險(xiǎn)分析、對(duì)策建議等基礎(chǔ)社會(huì)信息的綜合性數(shù)據(jù)庫(kù)。地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)評(píng)估數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)在地震應(yīng)急響應(yīng)的整個(gè)過(guò)程中發(fā)揮著重要作用[1]，將為政府部門(mén)和地震部門(mén)在發(fā)生地震災(zāi)害后第一時(shí)間內(nèi)做出正確決策并實(shí)施救援提供有力的技術(shù)支持。本文研究的地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)評(píng)估數(shù)據(jù)主要內(nèi)容有：

（1）地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)評(píng)估數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)編碼體系、數(shù)據(jù)格式和空間參考進(jìn)行統(tǒng)一化處理，根據(jù)地震應(yīng)急基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范進(jìn)行轉(zhuǎn)化。

（2）ArcSDE數(shù)據(jù)管理。ArcSDE是Esri為GIS應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)的地理數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，它可以與各種關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)集成來(lái)存儲(chǔ)空間數(shù)據(jù)。空間和非空間數(shù)據(jù)集可以集中存儲(chǔ)在各種關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中。

1.2? 技術(shù)路線

用于災(zāi)害信息提取的遙感數(shù)據(jù)和DEM數(shù)據(jù)均采用柵格數(shù)據(jù)格式，數(shù)據(jù)本身占有較大的存儲(chǔ)空間?；诖耍跀?shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中，決定采用oracle10g作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平臺(tái)。此外，空間數(shù)據(jù)的管理使用Esri ArcSDE10.2作為空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)引擎，應(yīng)用程序通過(guò)ArcSDE用戶管理和訪問(wèn)空間數(shù)據(jù)，系統(tǒng)使用ado.net讀取非空間數(shù)據(jù)[1]。

2?數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

2.1? 概念設(shè)計(jì)

地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)評(píng)估數(shù)據(jù)庫(kù)基本數(shù)據(jù)內(nèi)容包括：

（1）基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)：行政區(qū)劃，地形地貌，氣候特征，歷史地質(zhì)災(zāi)害，地質(zhì)構(gòu)造特征，歷史地震，DEM數(shù)據(jù)，影像數(shù)據(jù)等。

（2）社會(huì)經(jīng)濟(jì)背景數(shù)據(jù)庫(kù)：人口，經(jīng)濟(jì)，建筑物，交通，水庫(kù)，學(xué)校等數(shù)據(jù)入庫(kù)。

（3）調(diào)研數(shù)據(jù)庫(kù)：調(diào)研村人口，房屋結(jié)構(gòu)，照片，房屋構(gòu)造等。

（4）地震危險(xiǎn)性分析數(shù)據(jù)庫(kù)：設(shè)定地震數(shù)據(jù)，人員傷亡評(píng)估，救援力量數(shù)據(jù)，應(yīng)急救援物資數(shù)據(jù)等。

（5）防震減災(zāi)對(duì)策數(shù)據(jù)庫(kù)：救援力量部署數(shù)據(jù)，物資儲(chǔ)備數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)，防震減災(zāi)預(yù)案，醫(yī)療機(jī)構(gòu)分布數(shù)據(jù)等。

地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)評(píng)估數(shù)據(jù)庫(kù)主要包括屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)[2]。

2.2? 基本原則

在進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)建庫(kù)前，必須對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)和編碼。

（1）空間數(shù)據(jù)格式，本文所涉及的空間數(shù)據(jù)一律以shp格式存儲(chǔ)。

（2）坐標(biāo)系統(tǒng)宜采用2000國(guó)家大地坐標(biāo)系（CGCS2000），投影宜采用經(jīng)緯度投影或正軸割圓錐等面積投影。

（3）地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)評(píng)估數(shù)據(jù)庫(kù)行政區(qū)劃數(shù)據(jù)精度和底圖比例尺應(yīng)不小于1：10 000。地震地質(zhì)及地震區(qū)劃數(shù)據(jù)精度和比例尺應(yīng)不小于1：500 000。

（4）行政區(qū)劃空間數(shù)據(jù)必須編碼，屬性數(shù)據(jù)通過(guò)編碼與相應(yīng)的空間數(shù)據(jù)一一對(duì)應(yīng)，完成關(guān)聯(lián)。

（5）數(shù)據(jù)質(zhì)量元素應(yīng)包括完整性、位置準(zhǔn)確性、屬性準(zhǔn)確性、邏輯一致性、現(xiàn)勢(shì)性等內(nèi)容。對(duì)于數(shù)據(jù)源，應(yīng)記錄與數(shù)據(jù)質(zhì)量相關(guān)的數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)內(nèi)容選擇以及數(shù)據(jù)更新和維護(hù)過(guò)程。

2.3? 邏輯設(shè)計(jì)

地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)評(píng)估數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯層次結(jié)構(gòu)分為4個(gè)等級(jí)，總體庫(kù)-分體庫(kù)-邏輯層-物理層，如圖1所示。

（1）總體庫(kù)。包含所有數(shù)據(jù)內(nèi)容的庫(kù)，所有的數(shù)據(jù)要素集和數(shù)據(jù)要素類(lèi)都屬于該庫(kù)，命名為地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)評(píng)估數(shù)據(jù)庫(kù)。

（2）分體庫(kù)。運(yùn)用Oracle對(duì)空間數(shù)據(jù)管理機(jī)制，使用數(shù)據(jù)集（dataset）模型組織空間數(shù)據(jù)，使用表組織非空間數(shù)據(jù)。因而，創(chuàng)建多個(gè)數(shù)據(jù)集來(lái)組織空間數(shù)據(jù)：建立基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)集、專(zhuān)題信息數(shù)據(jù)集、地震危險(xiǎn)性分析數(shù)據(jù)集、DEM數(shù)據(jù)集。

（3）邏輯層。包含分體庫(kù)中的各個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)層，包括行政區(qū)劃，房屋結(jié)構(gòu)，物資儲(chǔ)備等。在ArcSDE的層次中，它屬于數(shù)據(jù)要素類(lèi)（Feature Class）。另外，包含以表（Table）建立的數(shù)據(jù)類(lèi)型編碼的表、社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)的表，以及行政區(qū)劃編碼表等。

（4）物理層。在ArcSDE中，以Shape格式存儲(chǔ)矢量數(shù)據(jù)，一個(gè)Shape可以指代一個(gè)點(diǎn)、一個(gè)面或者一條線。一個(gè)Shape代表地圖上一個(gè)對(duì)象，每個(gè)Shape都可以有自己獨(dú)立的屬性，包括經(jīng)濟(jì)、人口、建筑物等信息。在本數(shù)據(jù)庫(kù)中，除用點(diǎn)、線、面為物理存儲(chǔ)單元外，用表來(lái)存儲(chǔ)各種非空間數(shù)據(jù)[3]。

3 數(shù)據(jù)庫(kù)建庫(kù)

運(yùn)用ArcCatalog對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行入庫(kù)工作。在 oracle 中建立數(shù)據(jù)庫(kù)，ArcCatalog可以通過(guò) ArcSDE通道實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和查詢(xún)。

3.1 空間數(shù)據(jù)入庫(kù)

主要分為添加要素?cái)?shù)據(jù)集（Feature Dataset）和要素?cái)?shù)據(jù)類(lèi)（Feature Class）。

添加要素?cái)?shù)據(jù)集應(yīng)在數(shù)據(jù)庫(kù)中添加一個(gè)統(tǒng)一坐標(biāo)下的多個(gè)圖層數(shù)據(jù)的集合。例如在數(shù)據(jù)庫(kù)中添加一個(gè)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)集，只有構(gòu)建了地理數(shù)據(jù)的堆棧，才能將因子類(lèi)別添加到此數(shù)據(jù)集中。

3.2 表數(shù)據(jù)入庫(kù)

表數(shù)據(jù)的入庫(kù)，就是將屬性數(shù)據(jù)添加到數(shù)據(jù)庫(kù)中。在ArcCatalog目錄樹(shù)中，在需要建立關(guān)系表的數(shù)據(jù)庫(kù)上單擊右鍵，點(diǎn)擊創(chuàng)建，選擇Table命令，從而實(shí)現(xiàn)表數(shù)據(jù)的創(chuàng)建。以后的過(guò)程和單獨(dú)要素類(lèi)的入庫(kù)方式類(lèi)似[3]。

4結(jié)語(yǔ)

隨著軟件工程技術(shù)、GIS技術(shù)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)不斷發(fā)展，為數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)提供了技術(shù)支撐。地震空間數(shù)據(jù)制作平臺(tái)運(yùn)用國(guó)內(nèi)外流行的GIS平臺(tái)-ArcGIS，空間數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)平臺(tái)采用大型關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)-Oracle，實(shí)現(xiàn)了地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)評(píng)估數(shù)據(jù)庫(kù)的創(chuàng)建[4-5]。在建立數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，我們需要利用先進(jìn)的數(shù)據(jù)提取、更新和存儲(chǔ)技術(shù)，關(guān)注數(shù)據(jù)內(nèi)容和結(jié)構(gòu)的概念，為地震救援提供數(shù)據(jù)支持，提高指揮決策的科學(xué)性和正確性。同時(shí)，地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)評(píng)估數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)收集是一項(xiàng)長(zhǎng)期的工作。我們必須與時(shí)俱進(jìn)，吸收各種先進(jìn)的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，不斷豐富和完善地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)評(píng)估數(shù)據(jù)庫(kù)。

[參考文獻(xiàn)]

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（編輯 王永超）