基于ARCGIS地震災害損失預估系統★

李　瑞　田桂娥*　陶萬成　趙培昕　沈天宇

(華北理工大學，河北 唐山　063000)

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·結構·抗震·

基于ARCGIS地震災害損失預估系統★

李瑞田桂娥*陶萬成趙培昕沈天宇

(華北理工大學，河北 唐山063000)

結合房產評估、地震烈度衰減和地震災害損失三種災害評估理論模型，在VS2010 C#平臺上，基于ARCGIS軟件設計了GIS地震災害損失預估系統，并借助于1976年唐山地震的房屋倒塌率，驗證了該系統的可行性。

ARCGIS，地震災害，災害評估系統，可行性

人類與威脅人類的災害始終相隨相伴,各種頻繁發生的災害威脅著人類的生存和人類社會的發展與進步。1976年7月28日3時42分53.8秒，中國河北省唐山、豐南一帶(東經118.2°，北緯39.6°)發生了強度里氏7.8級地震，震中烈度11度，震源位于唐山斷層帶上，極震區集中在唐山市區，路南區斷層尤為明顯。地震在極短時間內造成嚴重的經濟損失和人員傷亡。近10年,國內外在預測地震受災評估預測[1]理論和方法方面開展了一系列研究，目前公開發表的地震受災評估預測方法可概括為地震受災程度與人口密度的關系、地震受災程度與地震烈度的關系以及全概率預測法等幾大類。本文首先介紹了房產評估、地震烈度衰減和地震災害損失三種模型，并以唐山市地形數據為基礎，在VS2010 C#平臺上，基于ARCGIS控件實現的GIS預估系統，假設一定的參數，對地震受災程度及經濟損失進行預估，并分析了可行性。

1　災害評估理論模型

1.1房產評估模型

房產評估模型的建立是評估房產的核心，其主要功能是評估"fi出房產的價值得出數據，為后期的地震房產預測做數據準備。

模型的算法：

(1)

其中，p區為一個小區房產總價值；p0為小區標準居民房單價；αi為標準樓內房屋價格的修正系數；k為每層平均的住戶數；N為小區內樓宇的平均層數；m為小區內樓的棟數。

αi對p0的修正，修正公式為：

αi=Z×φi+Γβi

(2)

據調查影響修正αi的主要因子是裝修標準(Z)和房屋朝向(Γ);Z,Γ均為因子對αi影響所占比例，Z+Γ=1。裝修標準分為普通(φ1)，中等(φ2)，高級(φ3)，房屋朝向有向陽面(β1)，非陽面(β2)。根據實際調查情況對φ1，φ2，φ3，β1，β2賦值，不同的小區賦值標準不一樣，根據調查樣本分析出取值標準。k,m由外業調查及查詢資料統計得到。

1.2地震災害損失模型

根據唐山房產評估等數據建立地震災害損失模型。

地震災害損失模型：

Lk=∑∑P(I)×Pk×bk(Dj)×Bk

(3)

2　災害評估系統設計

本災害損失評估系統是基于ARCGIS，VS2010 C#軟件平臺開發的，以唐山市范圍內的建筑物為例進行災害評估，以1976年唐山大地震經濟損失數據為驗證數據。流程如圖1所示。

2.1數據來源

本文以北東向穿過唐山市斷層[2]為主區域進行災害統計，斷層涉及唐山市、豐南縣、灤縣和豐潤縣，并利用ARCGIS軟件處理成電子地圖為后期軟件開發提供空間數據。房產調查以小區房產為主，記錄每個小區房屋平均地產價格，小區住戶數，棟數等信息見表1。

表1　小區房產信息示例表

2.2系統功能

基于ARCGIS的唐山斷層帶地震災害損失預估系統主要由數據庫、功能模塊和用戶界面三部分組成[3]。功能模塊分為文件管理、工具管理、編輯管理、受災分析、受災損失統計五部分。系統實現了長度面積量算、坐標定位、鷹眼視圖、屬性識別、查詢、修改、專題圖輸出、受災損失統計等功能，界面功能直觀、方便，計算結果以Word，Excel，文本文檔，圖片等多種形式輸出[4]，大大的提高了系統的處理效率。

2.2.1地震受災程度專題圖與受災統計

通過地震要素參數及烈度衰減模型確定烈度圈，結合原始數據繼而確定經濟損失。具體流程如圖2所示。

以1976年唐山大地震的數據為依據，統計確定建筑物在不同地震烈度遭受的破壞概率和受災損失率及建筑折舊率，見表2，由此確定唐山地震受災程度專題圖和地震受災面積柱狀統計圖，見圖3。

表2　損失評估因子

2.2.2系統可行性分析

由房屋倒塌率和地震烈度成正比，可知房屋倒塌率和地震烈度程度的分布應相同，蘇幼坡等依據唐山大地震震害數據庫，給出了80.0%,40.0%和10.0%等房屋倒塌率線的地域分布[5]。由本系統確定地震受災程度圖知分布范圍與蘇幼坡等房屋倒塌率線的地域分布相同，進一步驗證了本系統具有可行性，對地震受災損失評估等工作有重大意義。

3　結語

地震受災損失評估工作對實效性有很高的要求,評估所依據的信息多數與空間位置有關。借助GIS進行評估,不但提高了信息的可視性,便于應急指揮決策,而且提高了評估的實際效率。在VS2010 C#平臺上，基于ARCGIS軟件設計實現了GIS地震災害損失預估系統，并借助于1976年唐山地震的房屋倒塌率分析了系統可行性研究。系統從房產評估、地震烈度衰減和地震災害損失模型出發，系統設計實現了地震災害損失統計、受災專題圖等實用性功能。

[1]肖凱靈,胥衛平.城市地震災害風險的損失評價研究[D].西安：西安石油大學碩士學位論文，2011.

[2]唐山市統計局.唐山統計年鑒[M].北京：中國統計出版社，2003.

[3]王曉青，丁香.基于GIS的地震現場災害損失評估系統[J].自然災害學報,2004，13(1):118-125.

[4]李西，周光全，郭君.地震災害損失評估軟件開發[J].地震研究，2009，32(1):84-88.

[5]蘇幼坡，張玉敏.唐山大地震災害分布研究[J].地震工程與工程振動，2006(3):22-25.

Earthquake disaster loss forecast system based on ARCGIS★

Li RuiTian Gui’e*Tao WanchengZhao PeixinShen Tianyu

(NorthChinaUniversityofScienceandTechnology，Tangshan063000,China)

Combining with three kinds of disaster evaluation theory models of real estate property evaluation, seismic intensity attenuation and seismic disaster loss, based on VS2010 C# platform and ARCGIS software, the paper designs the GIS seismic disaster loss predicting system, and finally testifies the system feasibility with help of housing collapse rate of Tangshan earthquake in 1976.

ARCGIS, seismic disaster, disaster evaluation system, feasibility

1009-6825(2016)19-0021-03

2016-04-27★：華北理工大學大學生創新項目(項目編號：X2015089)；華北理工大學教改項目(項目編號：Qz1432-10)；國家自然基金項目(項目編號：41574072)

李瑞(1994- )，男，在讀本科生；陶萬成(1993- )，男，在讀本科生

田桂娥(1980- )，女，碩士，講師

TU352

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