防震減災電子預防系統的研究分析

周昌賢

摘 要： 地震是所有自然災害中危害性較大的一種，對人民生命和財產安全有很大危險，應用電子系統即基于GIS的防震減災系統能有效地減輕地震產生的災害，有很大的實用性。加強對電子防震減災系統的研究，研制基于GIS的防震減災的管理和智能分析，能提高地震災害預防系統計算分析的準確性，從而為社會做出貢獻。在此通過對基于WebGIS的防震減災系統的研究，分析了系統的功能、構成以及使用的效果。

關鍵詞： 地震； 防震減災； WebGIS； 智能分析

中圖分類號： TN964?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）04?0087?03

Study on electronic system of quake prevention and disaster reduction

ZHOU Chang?xian

（Xiamen Research Center of Seismology Survey， Xiamen 361021， China）

Abstract： Earthquake is one of the natural disasters with greater harmfulness. It can cause much harm to humans lives and properties. The System of quake prevention and disaster reduction （SQDR） based on GIS can effectively reduce the disaster caused by quake. To strengthen the research of SQDR based on GIS， management and intelligent analyzing of quake prevention and disaster reduction can improve the calculation analysis accuracy of SQDR， and do contribution to human society. The function， composition and effectiveness of SQDR based on WebGIS are analyzed in this paper.

Keywords： earthquake； quake prevention and disaster reduction； WebGIS； intelligent analysis

地理信息系統（GIS）作為一種能儲存并處理信息的技術，能夠將數據庫和計算機圖形結合起來。我國在1990年開始就已經將GIS技術應用到防震減災領域，進行了防震減災的示范應用研究。在GIS不斷廣泛應用的同時，WebGIS在防震減災中也逐漸發揮重大的作用[1]。

1 系統的總體設計

1.1 系統建設目標

一套完善的分布式，空間型防震減災信息和輔助決策支持系統是WebGIS基礎之上的防震減災所要達到的目標。上述所要建成的系統主體是Web服務，支撐保證由GIS技術完成，根據實際的地理信息加之多媒體數據的整理采集，在實際工作中當地的空間和屬性數據的基礎之上，集合了數據的管理、分析、查詢和表達這幾項重要功能和作用，采用編程語言，協助數據庫技術支持，達到了圖文并茂的效果[2]。盡管WebGIS擁有如此明顯的優勢，但是缺點也不容忽視，即其短暫的發展和應用歷史，因此對其還需加大力度進行開發與研究，爭取利用快速發展的科學技術在完全利用好其現有功能的基礎之上有更大的發展和進步。

1.2 系統總體構成

防震減災系統以WebGIS為基礎，依托不同城市的防震減災網站，主要功能有：基本信息、地圖更新、震災預測、地震科普、應急措施、法律法規及減災論壇等。常規的網站包括：地震科普、法律法規以及減災論壇方面的內容。而基于WebGIS開發應用功能有：基本信息、地圖更新、震災預測、應急措施等。研制防震減災系統時，對其實用性也進行觀察，通過觀察系統的安全性保護措施、地圖的快速更新方法以及開發系統功能的技巧中WebGIS的應用，從而評估防震減災系統的可行性。

2 系統的主要功能及實現方法

本系統的WebGIS的平臺的開發引進了ESRI公司的ArcIMS3.1，Java Serverlet引擎是Allaire JRun3.0，而Web服務器是IIS4.0，除此之外，由SUN公司的JRE1.3.0.02以及JDK1.3.0.02提供Java環境[3]。

系統的技術功能主要有：支持2個部分的前臺和后臺的信息發布設計；支持Html和Java兩種類型的瀏覽器方式；實際傳輸于網絡平臺上的矢量和柵格兩種數據格式的圖形數據；震害預測分析或地震應急人員類的專業人員和行政領導以及普通公眾類的非專業人員2種類型的使用對象。

3 對基礎信息的發布、查詢及分析

3.1 基礎信息模塊內容

通常情況下，由政府部門組織調動全社會的眾多力量，充斥大量的人力，物力資源，花費數月甚至多少年的時間來獲取防震減災的基礎資料。可是必須認識到諸如地震此類的自然災害發生的次數畢竟不會太多，所以需要用“平震結合”的太多對待上述收集到的基礎信息，從而不僅能夠為防震減災帶來實際操作效益，更在此基礎上提供更多的信息服務城市其他行業的查詢工作，在一定程度上提升了城市的現代化進程和信息化管理力度。基于以上原因，本文特此開展關于基礎信息的查詢和分析的研究。工程場地、群體或單體建筑物、地震環境、救災基本信息以及包括輸氣、油、電、水等的生命線系統等都屬于基本信息模塊的內容，而每個信息模塊都是由許多與之對應的信息圖層構成的。防震減災的基礎信息量非常大，基礎信息模塊中的圖層又可以分為屬性信息（包含多個字段）和空間信息。各個消防隊的任務劃分、醫療單位、次生災害源、重點保護單位、公安派出所責任以及震災人民的安置場所等圖層都屬于救災基本信息的范疇；像地震構造分區、儀器記錄地震、破壞性地震以及主要活動斷裂等圖層都屬于地震環境的范疇[4]。

3.2 功能設計方法

進行信息的發布和查詢是基礎信息模塊的主要作用，在此基礎上還附有基本的分析作用。在設計用戶頁面的時候應該注意使用者不僅包括專業性人員還有非專業行人員，所以要采用瘦客戶端，胖服務器的模式，即應用存在于ArcIMS Designer中Custom HTML Viwer進行。因為一些信息具有保密性，在設計時應該加上一些類似于查詢權限的控制措施。圖1為發布基礎信息地圖的設計過程。

3.3 客戶端功能的構成和使用方法

屬性信息的查詢、地圖的基本操作、分析地圖、地圖元素的選取以及類似打印地圖、圖例、鷹眼圖、網站鏈接、圖層交替顯示等的輔助功能都是基礎信息模塊的客戶端功能。WebGIS的這些功能方便了工作人員對防震減災基礎信息的查詢和研究分析工作，可以快速地在電子地圖上了解地震的屬性信息和空間位置，提高工作效率，有效的降低地震產生的災害。

3.4 震害預測及危險評估的分析

3.4.1 功能設計方法

單機版GIS的震害預測的功能可以借助WebGIS進行擴展。首先，單機環境下快速分析震害損失的具體操作是結合地震臺網觀測所給出的關于震中，震級的參數，加之各類分析結果諸如生命線系統和建筑物等目標物易損性以及地震危險程度等，最后采用GIS的分析計算和圖層疊加功能來計算得出震害預測結果。這之后，開展更新，轉換，組織和發布震害預測圖庫的工作，并且此工作在服務器端進行。這樣最終，震害預測的結果會被有授權的各級客戶端的用戶進行實時的調閱查詢以及數據的多功能化處理[5]。

圖1 基礎信息地圖發布主要設計過程

3.4.2 預測地震危害模塊內容

可以說飛速發展的WebGIS軟件和Internet網絡技術可謂在硬件以及軟件上都給予其前所未有的有利條件。目前甚至能夠在WebGIS的軟件功能的協助下擴充基于GIS，單機版的防震減災系統的功能。所以，本文開展了針對“震害預測或評估”的研究。

通過對地震災害進行預測分析工作，從而采取應對措施能夠有效的減輕震災，為地震保險和企業、城市的發展規劃提供了科學依據以及基本的技術性資料。進行地震災害的預測是專業研究人員、企業單位以及行政主管部門研究分析地震信息，制定相關政策，采取措施的基礎，所以建立一個開放性的防震減災電子系統是非常必要的。基于WebGIS的防震減災系統不僅能技術人員對地震災害的預測和查詢，更有利于充分發揮發揮我國的震災救援技術，具有很高的實用性。

4 客戶端功能組成及使用方法

震害預測或評估版塊下面分設多個子模塊，具體有：生命線系統震害（電力、供水、輸油、輸氣、通訊、道路等系統），特殊設備震害，建筑物震害等，并且上述三個子模塊中每個又都涵蓋眾多信息圖層，因此所承載的信息量豐富而且復雜。由此要想全面多角度地在研究區域了解地震災害的分布情況，必須經由對信息的挖掘，加工和分析來達到[6]。

4.1 網絡在地震應急工作中的應用

4.1.1 地震應急模塊內容

地震應急工作的質量隨著GIS和計算機技術的廣泛應用得到了很大的提高，地震應急部門通過GIS中的數據庫功能能夠將救災信息（供應電路的分布、管道的走向、排水系統以及建筑物外形等信息）利用電子地圖的方式進行分享和傳播，還可以將防震救災信息進行篩選、組織，使信息更具邏輯性，并根據整合后的信息建模分析地震災害，進行震災救助演習等工作。因為Internet網絡具有分布廣泛、滲透性強的優點，所以對防震救災工作有很大的幫助。但是這種地震救災系統的實施有很大的限制，是基于固定地點的單機基礎上運行的，不能要求救災人員聚集到一個地點進行基礎信息的查詢和分析，對此還應該不斷的進行研究分析，擴大適用范圍，發揮系統的最大作用。

4.1.2 網上查詢地震的應急預案

多媒體信息及超鏈接是Web技術的重要功能，服務器在描述網絡資源時采用HTML（超級文本標記語言），因為HTML文檔能處理文本和圖形，并利用文檔中的鏈接將圖形和文本連接到其他文檔中，具有交互性，能夠滿足客戶在較短的時間內尋找要需要的信息[7]。地震的應急人員可以在地震發生后，網絡可用的條件下，在不同的區域內通過防震減災網絡在客戶端上找到地震的應急措施方案，在超鏈接的幫助下明確工作內容和需要采取的具體急救方法。

4.2 WebGIS在地震應急工作中的應用

地震應急工作中WebGIS系統的應用主要是通過網上的電子地圖來快速查詢信息從而協助震后應急反應工作的開展。具體譬如，查詢了解對受災人員的安置場所的分布，規模等屬性，及時做出針對救災的疏散受災人員的方案；知曉對于消防責任分區以及生命線系統搶修分區的具體安排規劃；由WebGIS做出最佳路徑分析，及時趕往受災地點爭取最佳救災時間和力度。

5 結 語

地震應急工作的質量隨著GIS和計算機技術的廣泛應用得到了很大的提高，WebGIS在防震救災工作中發揮的作用也越來越重要。基于WebGIS的防震救災系統通過ArcIMS平臺進行開發，極大地促進了地震基礎信息、預測震災、制定應急方案等工作的開展，能有效地幫助防震救災工作的進行。但是這種地震救災系統的實施有很大的限制，是基于固定地點的單機基礎上運行的，還應該不斷的進行研究分析，擴大適用范圍，發揮系統的最大作用。

參考文獻

[1] 曲春燕，葉洪，劉治.網絡地理信息系統（WebGIS）在地震研究中的應用[J].地震學報，2012，24（l）：90?97.

[2] 朱煌武，黃曉崗，沈業龍.合肥防震減災計算機信息管理系統：我國城市防震減災示范研究與應用介紹[J].自然災害學報，2009（3）：59?63.

[3] 徐敬海，劉偉慶，鄧民憲.GIS技術在城市防震減災的應用[D].南京：東南大學，2002.

[4] 姚寶華，謝禮立，陶夏新.基于WebGIS的防震減災系統研究及其實現方法[J].地震工程與工程震動，2010，23（l）：l?8.

[5] 宋曉宇，單新建.Map Objects 2.0在地震災害損失評估系統開發中的應用淺析[J].地震地磁觀測與研究，2011，23（5）：58?65.

[6] 帥向華，姜立新，成小平.利用WebGIS實現地震災害信息數據的管理[J].自然災害學報，2009（4）：110?114.

[7] 李先梅.GIS在防震減災中應用的發展趨勢研究[J].防災技術高等專科學校學報，2010，8（2）：73?76.

3.2 功能設計方法

進行信息的發布和查詢是基礎信息模塊的主要作用，在此基礎上還附有基本的分析作用。在設計用戶頁面的時候應該注意使用者不僅包括專業性人員還有非專業行人員，所以要采用瘦客戶端，胖服務器的模式，即應用存在于ArcIMS Designer中Custom HTML Viwer進行。因為一些信息具有保密性，在設計時應該加上一些類似于查詢權限的控制措施。圖1為發布基礎信息地圖的設計過程。

3.3 客戶端功能的構成和使用方法

屬性信息的查詢、地圖的基本操作、分析地圖、地圖元素的選取以及類似打印地圖、圖例、鷹眼圖、網站鏈接、圖層交替顯示等的輔助功能都是基礎信息模塊的客戶端功能。WebGIS的這些功能方便了工作人員對防震減災基礎信息的查詢和研究分析工作，可以快速地在電子地圖上了解地震的屬性信息和空間位置，提高工作效率，有效的降低地震產生的災害。

3.4 震害預測及危險評估的分析

3.4.1 功能設計方法

單機版GIS的震害預測的功能可以借助WebGIS進行擴展。首先，單機環境下快速分析震害損失的具體操作是結合地震臺網觀測所給出的關于震中，震級的參數，加之各類分析結果諸如生命線系統和建筑物等目標物易損性以及地震危險程度等，最后采用GIS的分析計算和圖層疊加功能來計算得出震害預測結果。這之后，開展更新，轉換，組織和發布震害預測圖庫的工作，并且此工作在服務器端進行。這樣最終，震害預測的結果會被有授權的各級客戶端的用戶進行實時的調閱查詢以及數據的多功能化處理[5]。

圖1 基礎信息地圖發布主要設計過程

3.4.2 預測地震危害模塊內容

可以說飛速發展的WebGIS軟件和Internet網絡技術可謂在硬件以及軟件上都給予其前所未有的有利條件。目前甚至能夠在WebGIS的軟件功能的協助下擴充基于GIS，單機版的防震減災系統的功能。所以，本文開展了針對“震害預測或評估”的研究。

通過對地震災害進行預測分析工作，從而采取應對措施能夠有效的減輕震災，為地震保險和企業、城市的發展規劃提供了科學依據以及基本的技術性資料。進行地震災害的預測是專業研究人員、企業單位以及行政主管部門研究分析地震信息，制定相關政策，采取措施的基礎，所以建立一個開放性的防震減災電子系統是非常必要的。基于WebGIS的防震減災系統不僅能技術人員對地震災害的預測和查詢，更有利于充分發揮發揮我國的震災救援技術，具有很高的實用性。

4 客戶端功能組成及使用方法

震害預測或評估版塊下面分設多個子模塊，具體有：生命線系統震害（電力、供水、輸油、輸氣、通訊、道路等系統），特殊設備震害，建筑物震害等，并且上述三個子模塊中每個又都涵蓋眾多信息圖層，因此所承載的信息量豐富而且復雜。由此要想全面多角度地在研究區域了解地震災害的分布情況，必須經由對信息的挖掘，加工和分析來達到[6]。

4.1 網絡在地震應急工作中的應用

4.1.1 地震應急模塊內容

地震應急工作的質量隨著GIS和計算機技術的廣泛應用得到了很大的提高，地震應急部門通過GIS中的數據庫功能能夠將救災信息（供應電路的分布、管道的走向、排水系統以及建筑物外形等信息）利用電子地圖的方式進行分享和傳播，還可以將防震救災信息進行篩選、組織，使信息更具邏輯性，并根據整合后的信息建模分析地震災害，進行震災救助演習等工作。因為Internet網絡具有分布廣泛、滲透性強的優點，所以對防震救災工作有很大的幫助。但是這種地震救災系統的實施有很大的限制，是基于固定地點的單機基礎上運行的，不能要求救災人員聚集到一個地點進行基礎信息的查詢和分析，對此還應該不斷的進行研究分析，擴大適用范圍，發揮系統的最大作用。

4.1.2 網上查詢地震的應急預案

多媒體信息及超鏈接是Web技術的重要功能，服務器在描述網絡資源時采用HTML（超級文本標記語言），因為HTML文檔能處理文本和圖形，并利用文檔中的鏈接將圖形和文本連接到其他文檔中，具有交互性，能夠滿足客戶在較短的時間內尋找要需要的信息[7]。地震的應急人員可以在地震發生后，網絡可用的條件下，在不同的區域內通過防震減災網絡在客戶端上找到地震的應急措施方案，在超鏈接的幫助下明確工作內容和需要采取的具體急救方法。

4.2 WebGIS在地震應急工作中的應用

地震應急工作中WebGIS系統的應用主要是通過網上的電子地圖來快速查詢信息從而協助震后應急反應工作的開展。具體譬如，查詢了解對受災人員的安置場所的分布，規模等屬性，及時做出針對救災的疏散受災人員的方案；知曉對于消防責任分區以及生命線系統搶修分區的具體安排規劃；由WebGIS做出最佳路徑分析，及時趕往受災地點爭取最佳救災時間和力度。

5 結 語

地震應急工作的質量隨著GIS和計算機技術的廣泛應用得到了很大的提高，WebGIS在防震救災工作中發揮的作用也越來越重要。基于WebGIS的防震救災系統通過ArcIMS平臺進行開發，極大地促進了地震基礎信息、預測震災、制定應急方案等工作的開展，能有效地幫助防震救災工作的進行。但是這種地震救災系統的實施有很大的限制，是基于固定地點的單機基礎上運行的，還應該不斷的進行研究分析，擴大適用范圍，發揮系統的最大作用。

參考文獻

[1] 曲春燕，葉洪，劉治.網絡地理信息系統（WebGIS）在地震研究中的應用[J].地震學報，2012，24（l）：90?97.

[2] 朱煌武，黃曉崗，沈業龍.合肥防震減災計算機信息管理系統：我國城市防震減災示范研究與應用介紹[J].自然災害學報，2009（3）：59?63.

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[5] 宋曉宇，單新建.Map Objects 2.0在地震災害損失評估系統開發中的應用淺析[J].地震地磁觀測與研究，2011，23（5）：58?65.

[6] 帥向華，姜立新，成小平.利用WebGIS實現地震災害信息數據的管理[J].自然災害學報，2009（4）：110?114.

[7] 李先梅.GIS在防震減災中應用的發展趨勢研究[J].防災技術高等專科學校學報，2010，8（2）：73?76.

3.2 功能設計方法

進行信息的發布和查詢是基礎信息模塊的主要作用，在此基礎上還附有基本的分析作用。在設計用戶頁面的時候應該注意使用者不僅包括專業性人員還有非專業行人員，所以要采用瘦客戶端，胖服務器的模式，即應用存在于ArcIMS Designer中Custom HTML Viwer進行。因為一些信息具有保密性，在設計時應該加上一些類似于查詢權限的控制措施。圖1為發布基礎信息地圖的設計過程。

3.3 客戶端功能的構成和使用方法

屬性信息的查詢、地圖的基本操作、分析地圖、地圖元素的選取以及類似打印地圖、圖例、鷹眼圖、網站鏈接、圖層交替顯示等的輔助功能都是基礎信息模塊的客戶端功能。WebGIS的這些功能方便了工作人員對防震減災基礎信息的查詢和研究分析工作，可以快速地在電子地圖上了解地震的屬性信息和空間位置，提高工作效率，有效的降低地震產生的災害。

3.4 震害預測及危險評估的分析

3.4.1 功能設計方法

單機版GIS的震害預測的功能可以借助WebGIS進行擴展。首先，單機環境下快速分析震害損失的具體操作是結合地震臺網觀測所給出的關于震中，震級的參數，加之各類分析結果諸如生命線系統和建筑物等目標物易損性以及地震危險程度等，最后采用GIS的分析計算和圖層疊加功能來計算得出震害預測結果。這之后，開展更新，轉換，組織和發布震害預測圖庫的工作，并且此工作在服務器端進行。這樣最終，震害預測的結果會被有授權的各級客戶端的用戶進行實時的調閱查詢以及數據的多功能化處理[5]。

圖1 基礎信息地圖發布主要設計過程

3.4.2 預測地震危害模塊內容

可以說飛速發展的WebGIS軟件和Internet網絡技術可謂在硬件以及軟件上都給予其前所未有的有利條件。目前甚至能夠在WebGIS的軟件功能的協助下擴充基于GIS，單機版的防震減災系統的功能。所以，本文開展了針對“震害預測或評估”的研究。

通過對地震災害進行預測分析工作，從而采取應對措施能夠有效的減輕震災，為地震保險和企業、城市的發展規劃提供了科學依據以及基本的技術性資料。進行地震災害的預測是專業研究人員、企業單位以及行政主管部門研究分析地震信息，制定相關政策，采取措施的基礎，所以建立一個開放性的防震減災電子系統是非常必要的。基于WebGIS的防震減災系統不僅能技術人員對地震災害的預測和查詢，更有利于充分發揮發揮我國的震災救援技術，具有很高的實用性。

4 客戶端功能組成及使用方法

震害預測或評估版塊下面分設多個子模塊，具體有：生命線系統震害（電力、供水、輸油、輸氣、通訊、道路等系統），特殊設備震害，建筑物震害等，并且上述三個子模塊中每個又都涵蓋眾多信息圖層，因此所承載的信息量豐富而且復雜。由此要想全面多角度地在研究區域了解地震災害的分布情況，必須經由對信息的挖掘，加工和分析來達到[6]。

4.1 網絡在地震應急工作中的應用

4.1.1 地震應急模塊內容

地震應急工作的質量隨著GIS和計算機技術的廣泛應用得到了很大的提高，地震應急部門通過GIS中的數據庫功能能夠將救災信息（供應電路的分布、管道的走向、排水系統以及建筑物外形等信息）利用電子地圖的方式進行分享和傳播，還可以將防震救災信息進行篩選、組織，使信息更具邏輯性，并根據整合后的信息建模分析地震災害，進行震災救助演習等工作。因為Internet網絡具有分布廣泛、滲透性強的優點，所以對防震救災工作有很大的幫助。但是這種地震救災系統的實施有很大的限制，是基于固定地點的單機基礎上運行的，不能要求救災人員聚集到一個地點進行基礎信息的查詢和分析，對此還應該不斷的進行研究分析，擴大適用范圍，發揮系統的最大作用。

4.1.2 網上查詢地震的應急預案

多媒體信息及超鏈接是Web技術的重要功能，服務器在描述網絡資源時采用HTML（超級文本標記語言），因為HTML文檔能處理文本和圖形，并利用文檔中的鏈接將圖形和文本連接到其他文檔中，具有交互性，能夠滿足客戶在較短的時間內尋找要需要的信息[7]。地震的應急人員可以在地震發生后，網絡可用的條件下，在不同的區域內通過防震減災網絡在客戶端上找到地震的應急措施方案，在超鏈接的幫助下明確工作內容和需要采取的具體急救方法。

4.2 WebGIS在地震應急工作中的應用

地震應急工作中WebGIS系統的應用主要是通過網上的電子地圖來快速查詢信息從而協助震后應急反應工作的開展。具體譬如，查詢了解對受災人員的安置場所的分布，規模等屬性，及時做出針對救災的疏散受災人員的方案；知曉對于消防責任分區以及生命線系統搶修分區的具體安排規劃；由WebGIS做出最佳路徑分析，及時趕往受災地點爭取最佳救災時間和力度。

5 結 語

地震應急工作的質量隨著GIS和計算機技術的廣泛應用得到了很大的提高，WebGIS在防震救災工作中發揮的作用也越來越重要。基于WebGIS的防震救災系統通過ArcIMS平臺進行開發，極大地促進了地震基礎信息、預測震災、制定應急方案等工作的開展，能有效地幫助防震救災工作的進行。但是這種地震救災系統的實施有很大的限制，是基于固定地點的單機基礎上運行的，還應該不斷的進行研究分析，擴大適用范圍，發揮系統的最大作用。

參考文獻

[1] 曲春燕，葉洪，劉治.網絡地理信息系統（WebGIS）在地震研究中的應用[J].地震學報，2012，24（l）：90?97.

[2] 朱煌武，黃曉崗，沈業龍.合肥防震減災計算機信息管理系統：我國城市防震減災示范研究與應用介紹[J].自然災害學報，2009（3）：59?63.

[3] 徐敬海，劉偉慶，鄧民憲.GIS技術在城市防震減災的應用[D].南京：東南大學，2002.

[4] 姚寶華，謝禮立，陶夏新.基于WebGIS的防震減災系統研究及其實現方法[J].地震工程與工程震動，2010，23（l）：l?8.

[5] 宋曉宇，單新建.Map Objects 2.0在地震災害損失評估系統開發中的應用淺析[J].地震地磁觀測與研究，2011，23（5）：58?65.

[6] 帥向華，姜立新，成小平.利用WebGIS實現地震災害信息數據的管理[J].自然災害學報，2009（4）：110?114.

[7] 李先梅.GIS在防震減災中應用的發展趨勢研究[J].防災技術高等專科學校學報，2010，8（2）：73?76.