基于PHP和MySQL的破壞性地震震例數(shù)據(jù)庫設(shè)計與實現(xiàn)

路 堯 , 梁 艷

(1.山西省地震局,山西 太原 030021；2.太原大陸裂谷動力學(xué)國家野外科學(xué)觀測研究站,山西 太原 030025)

0 引言

地震應(yīng)急數(shù)據(jù)庫是地震應(yīng)急指揮的基礎(chǔ)，完善的數(shù)據(jù)庫有助于提高政府的應(yīng)急反應(yīng)能力，減輕地震災(zāi)害損失。中國地震局在“十五”期間組織實施“地震應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)”建設(shè)，建成地震應(yīng)急基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。作為應(yīng)急指揮系統(tǒng)的基礎(chǔ)與核心，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫自建成以來在地震應(yīng)急工作中發(fā)揮出積極的作用[1-2]。地震應(yīng)急基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的各項數(shù)據(jù)，在整個地震應(yīng)急總體流程中起著關(guān)鍵作用，支撐地震應(yīng)急災(zāi)害損失評估系統(tǒng)震后快速估計災(zāi)損、傷亡，判定災(zāi)害發(fā)展趨勢，做出災(zāi)害規(guī)模判斷；為指揮決策者提供參考依據(jù)，有利于應(yīng)急指揮體系的建立與完善；提供災(zāi)區(qū)歷史地震、應(yīng)急事例、背景數(shù)據(jù)等的定量化或圖形化表達(dá)，提高地震應(yīng)急救災(zāi)指揮工作的科學(xué)性與針對性[2]。林國良等基于我國歷史地震資料，以SQL數(shù)據(jù)庫存儲屬性系統(tǒng)，通過關(guān)鍵字段實現(xiàn)屬性數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)間的連接，建立基于烈度點的中國歷史地震資料數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，其關(guān)注點是地震烈度[1]；2013年中國地震局震災(zāi)應(yīng)急救援司組織管理和科研人員，以《中國地震年鑒》提供的資料為主線，編撰出249次有災(zāi)震例的《1966-1989年中國地震災(zāi)害損失資料匯編》《中國大陸地震災(zāi)害損失評估》，豐富了中國歷史地震資料庫，不足是未建立系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，查詢不便；姜立新研究員在2004年應(yīng)用GIS技術(shù)，建立首都圈歷史地震災(zāi)害數(shù)據(jù)庫，給出地震災(zāi)害損失評估數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)。

我國是一個地震多發(fā)國家，有豐富的地震史料記載。20世紀(jì)50年代以來，進(jìn)行過兩次大規(guī)模的地震史料收集整理，目前很多資料仍以紙質(zhì)形式保存[3]。從現(xiàn)有的歷史地震文獻(xiàn)來看，災(zāi)害評估報告內(nèi)容涵蓋地震構(gòu)造背景、地震基本參數(shù)、震情、災(zāi)情、考察、救災(zāi)、重建等基礎(chǔ)資料及應(yīng)急措施、救災(zāi)工作流程、考察獲得的重要科學(xué)認(rèn)識等。若借助相似的歷史地震資料作為參考，需翻閱大量的歷史文獻(xiàn)，影響響應(yīng)速度和工作效率。如果從歷史文獻(xiàn)中提取相關(guān)內(nèi)容，建立一個破壞性地震震例數(shù)據(jù)庫，在發(fā)生破壞性地震時，可實現(xiàn)快速查找到相似的震例作為參考，提高響應(yīng)速度和工作效率。

目前，地震災(zāi)害數(shù)據(jù)庫是一個綜合性數(shù)據(jù)庫，對地震事件的記錄缺少一些重要信息。如，震區(qū)自然環(huán)境情況、房屋結(jié)構(gòu)分布、易損性信息等。因此，建立一個完善的數(shù)據(jù)庫勢在必行。該文通過對1966年以來中國大陸破壞性歷史地震事件的文獻(xiàn)資料，包括《中國震例》《中國大陸地震災(zāi)害損失評估匯編》《中國近現(xiàn)代重大地震事件考證》，及中國地震局官網(wǎng)等相關(guān)資料進(jìn)行匯總，建立破壞性地震震例數(shù)據(jù)庫，構(gòu)建查詢系統(tǒng)(以下簡稱系統(tǒng))。

1 數(shù)據(jù)庫的設(shè)計與實現(xiàn)

先對1966年以來中國大陸破壞性歷史地震的文獻(xiàn)資料進(jìn)行篩選，按照表格形式進(jìn)行分類錄入，形成震例數(shù)據(jù)庫，應(yīng)用MySQL實現(xiàn)以破壞性震例數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的查詢系統(tǒng)。將震例分五部分建表，即地震災(zāi)害損失表、地震烈度表、地震主要特征表、應(yīng)急救援表和建筑物破壞表。同一震例在五張表中具有相同的ID，五張表通過ID相互關(guān)聯(lián)。ID格式由震中所在縣/區(qū)的行政區(qū)劃代碼、發(fā)震日期與發(fā)震時間組合構(gòu)成。如，大同-陽高地震ID為“1402211999110 1212458”。數(shù)據(jù)庫表關(guān)系及各表結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 數(shù)據(jù)庫表關(guān)系

圖1中，地震災(zāi)害損失表中的數(shù)據(jù)主要由地震基本參數(shù)和人員傷亡及經(jīng)濟(jì)損失構(gòu)成，主要根據(jù)地震災(zāi)害評估第一時間所需了解參考的數(shù)據(jù)建立，也為研究地震風(fēng)險提供地震損失數(shù)據(jù)的快速查詢與提??；地震烈度表中的數(shù)據(jù)主要為地震烈度、影響范圍等，為日后研究地震影響場模型提供數(shù)據(jù)的快速查詢與提?。坏卣鹬饕卣鞅淼臄?shù)據(jù)主要由地震造成人員死亡原因，地震對生命線工程、建(構(gòu))筑物造成破壞的特征數(shù)據(jù)構(gòu)成，可為研究災(zāi)害損失提供參考與數(shù)據(jù)樣本支撐；應(yīng)急救援表的數(shù)據(jù)主要由地震應(yīng)急救援的救災(zāi)投入、救援力量、物資等數(shù)據(jù)構(gòu)成，可為決策者提供數(shù)據(jù)參考；建筑物破壞表的數(shù)據(jù)主要由筑、構(gòu)造物的破壞程度數(shù)據(jù)構(gòu)成，為統(tǒng)計房屋在地震災(zāi)害中的平均損失率時提供參考與提取，為快速判斷地震規(guī)模提供依據(jù)。

2 系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)采用B/S三層架構(gòu)。即瀏覽器/服務(wù)器結(jié)構(gòu)(見第45頁圖2)。其中，數(shù)據(jù)層為最底層，應(yīng)用MySQL數(shù)據(jù)庫存儲震例災(zāi)害損失、地震烈度、地震主要特征、應(yīng)急救援、建筑物破壞的信息數(shù)據(jù)；業(yè)務(wù)邏輯層用于連接數(shù)據(jù)層與Web表現(xiàn)層，通過相關(guān)算法功能，對數(shù)據(jù)層抽取的數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯運算，并將運算結(jié)果反饋給信息展示層，通過展示層將數(shù)據(jù)展現(xiàn)給用戶；Web表現(xiàn)層直接面向用戶，用來展示用戶需要的相關(guān)數(shù)據(jù)信息。

圖2 系統(tǒng)三層架構(gòu)設(shè)計圖

2.2 系統(tǒng)功能設(shè)計

系統(tǒng)功能模塊采用PHP語言實現(xiàn)，兩大模塊分別為權(quán)限管理與震例查詢(見圖3)。在權(quán)限管理模塊中，有用戶管理、角色管理、菜單管理3個子模塊。用戶管理用來管理可操作系統(tǒng)的用戶信息，角色管理用來為用戶分配不同的角色(不同級別的用戶擁有的權(quán)限不同)，菜單管理用來管理頁面菜單；在震例查詢模塊中，用戶可根據(jù)時間，如，年、月、日、區(qū)域等條件對震例信息進(jìn)行查詢，也可通過Excel導(dǎo)入功能，批量導(dǎo)入震例信息所對應(yīng)的地震災(zāi)害損失表、地震烈度表、地震主要特征表、應(yīng)急救援表、建筑物破壞表等。同時,可通過模板導(dǎo)出功能，導(dǎo)出需要的內(nèi)容。

圖3 系統(tǒng)功能模塊圖

2.3 系統(tǒng)實現(xiàn)

破壞性地震查詢系統(tǒng)的設(shè)計是將1966年以來的地震損失、地震烈度、地震特征、應(yīng)急救援與建筑物破壞五張表的數(shù)據(jù)導(dǎo)入系統(tǒng)中，通過特定條件進(jìn)行組合，為地震比對查詢時快速獲取有用信息，分兩大模塊，為地震查詢模塊與地震信息管理模塊。

地震查詢模塊主要功能是通過地震名稱、地震編號、震級、發(fā)震時間四項查詢條件，實現(xiàn)對特定信息進(jìn)行單獨查或組合查，并將查詢結(jié)果以Excel的形式導(dǎo)出，便于流轉(zhuǎn)。

地震信息管理模塊用于實現(xiàn)對地震損失、地震強(qiáng)度、地震特征、應(yīng)急救援與建筑物破壞五張表信息的維護(hù)，主要通過模板批量導(dǎo)入、添加某張表及批量刪除，針對大量或少量的數(shù)據(jù)變更進(jìn)行人性化操作設(shè)計，提高工作人員對信息處理的工作效率。

系統(tǒng)完成后，主要內(nèi)容及功能展示如圖4至第46頁圖7所示。

圖4 數(shù)據(jù)庫表部分截圖

圖5 “云南盈江6.1級地震”查詢結(jié)果截圖

圖6 導(dǎo)出功能示意圖

圖7 單條數(shù)據(jù)錄入功能示意圖

3 結(jié)語

通過對《中國震例》《中國大陸地震災(zāi)害損失評估匯編》《中國近現(xiàn)代重大地震事件考證》、中國地震局官網(wǎng)及相關(guān)文獻(xiàn)資料等分析對比，整理1966年以來的破壞性地震震例360余條并形成數(shù)據(jù)表，應(yīng)用PHP和MySQL建立破壞性地震震例數(shù)據(jù)庫查詢系統(tǒng)，對地震應(yīng)急基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)充，使震例資料更加豐富、全面。

由此次地震震例的整理和最后形成數(shù)據(jù)庫的結(jié)果來看，數(shù)據(jù)庫內(nèi)容可滿足使用者的需求，數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)基本為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，缺少對非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的應(yīng)用。如，烈度的矢量化數(shù)據(jù)，原始文獻(xiàn)資料的數(shù)據(jù)等，這些非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)可使數(shù)據(jù)庫更加完整，讓使用者有更好的體驗。因此，數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)需要長期持續(xù)的更新、增減和完善。