基于高德地圖的四川省地震現場快速調查評估系統設計與實現

何雅楓，胡 斌，張 瑩，申 源，周志華

（四川省地震局 減災救助研究所，四川 成都610041）

0 引言

地震災害發生以后，按照中國地震局發布的《中華人民共和國國家標準：地震現場工作》GB/T 18208系列規范規定和現場工作的要求，及時有效地對地震受災情況進行現場調查，是抗震救災工作的一個重要環節［1］。

應急期內由于震后交通、通訊條件較差，次生災害頻發，現場調查人員難以將調查數據和結論及時提交給現場指揮部，從而影響到烈度圖的修正和對災情的判斷；同時由于指揮部下屬成員單位眾多，若對設備和物資的分配調度不當將極易造成混亂，嚴重影響調查組和現場指揮部工作的開展。為解決以上問題，建設地震現場災情快速調查評估系統（以下簡稱“現場災情調查系統”），通過該系統將調查組的調查數據和結論及時傳送至指揮部，指揮部根據實時調查數據可修正烈度圖，同時對地震現場的人員、設備、物資等進行統一管理，提高現場調查工作的效率。最終實現調查組和指揮部、前方與后方的無縫對接，減少災情信息傳送的時間，提高應急期地震現場的工作效率的目標［2］。

通過“四川省地震局蘆山地震災后恢復重建——地震應急指揮場所與現場技術系統升級改造項目（0722-1561FE705WWH）”，依據《中國地震烈度表（GB/T 17742-2008）》、《地震現場工作管理規定》等地震應急現場工作規范要求，依托現有技術支撐系統進行現場災情調查系統的建設。包括現場信息管理Web服務、現場中心處理系統、移動端APP 子系統（AndroidAPP）三部分，研究如何將高德地圖部分功能與現場中心處理系統、移動端APP 結合，在簡單同步策略下實現災情調查數據同步。在不斷的研究過程中發現，系統現階段在地震現場調查工作中，在達到統一高效的管理應急期各類信息和數據和實現現場數據與省中心數據庫的無縫連接的目標下仍存在差距，需不斷優化系統中高德地圖的功能界面、功能調用模式以及嘗試添加新的功能，同時建立完整的數據同步策略。

1 現場災情調查系統基于開源地圖特征功能的需求分析

1.1 現場災情調查系統對開源地圖的需求功能分類

通過前期地震現場調度與協同工作基于開源地圖功能的需求分析，現場災情調查系統對開源地圖功能的需求可分為以下幾類：

（1）數據精度和時效性需求。各類開源地圖數據源來源豐富，地圖數據種類齊全，囊括了盡可能多的信息點和交通資料，且信息點的名稱準確、位置標注準確、交通信息無誤。數據實時更新速度快，最快可達5分鐘一次。現場調查人員即使在無網絡的狀態下，也可使用離線地圖保證高精度的調查工作。

（2）智能化定位。基于LBS（Location Based Service，基于位置的服務）可為現場災情調查系統提供三大信息，即人員定位信息、組人員定位信息和附近資源信息，并提供最佳路徑分析功能。支持離線定位、室內定位和IP 高精度定位。調查人員在災情調查過程中，根據實際情況，還可編輯地圖對象類，如地震調查小組駐地、重要道路段、重點目標、地質災害、次生災害、地震社會影響等數據，編輯內容可分為空間屬性和非空間屬性，以矢量圖標注的方式及時上報動態信息，共享地圖數據，更新現場輔助決策信息。

（3）三維可視化展示。通過三維地圖展示，提供調查點區域內三維地圖場景，顯示建筑、道路、河流、高程等相關信息，給調查人員更直觀的可視化體驗。

（4）現場工作組深度POI（Pointof Interest，地理位置興趣點）信息集成。嘗試將每一位人員操作信息存儲到“云端”，對調查人員操作行為進行分析，盡可能為調查人員提供當前環境所需要的信息，如顯示可視范圍內疏散場地分布、臨時安置點分布、臨時生活物資發放點、次生災害點等震后動態變化設施。

1.2 開源地圖選型

通過對目前主流的高德地圖、百度地圖、騰訊地圖、谷歌地圖、搜狗地圖API（Application Program Interface，應用程序接口）及SDK（SoftwareDevelopmentKit，軟件開發工具包）的功能、性能、特性等內容進行分析和探討［3］。相對其他開源地圖，高德地圖具有典型的四大特點：穩定可靠的多層架構、簡單易用的空間數據庫、豐富的組件和接口、可定制的用戶地圖［4］。且高德地圖開放平臺將高德地圖最專業的定位、地圖、搜索、導航等能力，都以API/SDK 等形式向廣大開發者免費開放，同時提供全面的開發文檔與技術支持。在地圖功能方面，高德地圖提供了2D、3D、衛星圖服務，并支持拖動、平移、縮放等操作；具備相對精準的駕車路線、公交路線及步行路線規劃等功能；在多種定位模式下，提供國內最專業的導航服務，使用戶可結合路況躲避擁堵、施工、坍塌等。以百度地圖與高德地圖基本功能對比分析為例，高德地圖較百度地圖擁有更加準確全面的基礎地理數據，尤其在偏遠地區、郊區等地體現更為明顯；通過大量的數據挖掘工作，較之百度地圖，數據規范性更高；使用者體驗方面，擁有精準高效的導航及合理的路徑規劃等；開放平臺方面，API/SDK接口使用簡單易操作。

基于上述優勢，選定高德地圖與現場災情調查系統現場中心處理系統、移動端APP 進行地圖功能集成。

2 基于高德地圖的地震現場調度與協同設計

2.1 業務流程

根據地震現場工作調度與反饋的特殊需求，要求應用于現場災情調查系統的開源地圖可調用API接口使用地圖數據，地圖數據一般來源于自身導航系統和GIS地理基礎數據庫［5］。本文中現場災情調查系統移動端子系統調用高德地圖特征功能，實現人員定位展示、實時路況信息獲取、最佳路線規劃和導航、衛星地圖顯示、接收天氣信息、標注點展示等功能，使現場人員獲取現場中心指揮部任務分配指令并及時反饋信息；現場中心處理系統除接收天氣信息、標注點展示以外還需實現任務組成員定位、行進軌跡顯示與回放、實時路況信息展示等功能，高效率的進行任務指派和人員、物資調度工作。高德地圖與現場災情調查系統集成的業務流程如圖1所示：

圖1 高德地圖與現場災情調查系統集成業務流程圖Fig.1 Theintegration flowchart Businessof thefast investigation system with the AMAP

2.2 功能設計

2.2.1 現場中心處理系統

（1）人員運動軌跡

在網絡連通及離線地圖已下載的情況下，通過GPS定位接口調用的方法可進行人員的移動定位。GPS定位定義了回調方法，由應用程序實現，系統設定自動每2分鐘實時或以手動方式刷新人員的位置，并將回調的人員定位信息疊加至高德地圖上，實現了現場中心處理系統可實時查看任意現場人員的運動軌跡。

圖2 現場人員位置監控時序圖Fig.2Thetemporaldiagram of personnel location monitoring

（2）實時路況展示

現場中心處理系統調用高德地圖定位、地圖、導航API 接口，通過在線服務實時獲取高德地圖計算的實時路況詳情。現場指揮部成員通過輸入位置信息或當前位置可視范圍內，可直接獲取震區及附近道路實時路況。

（3）天氣信息查詢

現場中心處理系統通過直接調用高德地圖提供的天氣預報查詢接口，災情調查人員可根據任務指派點輸入位置信息，獲取實時天氣、當天天氣、生活指數、未來十天等天氣詳情。

2.2.2 移動端子系統

（1）調查點路線規劃

移動端子系統調用高德地圖導航API接口，根據現場中心處理系統的任務分派確定起、終點進行路線規劃，以不同的出行方式實現最佳路徑規劃，將最終路線結果展示至高德地圖上。可切換2D、三維實景地圖及衛星地圖顯示，方便現場工作人員在不同環境下，可視化查看周邊環境的實時路況及定位導航，同時顯示同組成員位置，便于同組成員協作任務或組長指派任務。

圖3 調查點路線規劃展示時序圖Fig.3Thetemporal diagramof a display of routeplanning of investigation points

（2）調查點信息展示

利用高德地圖的定位功能，在地圖上以標注的方式將調查點的關鍵信息，如建筑物破壞信息、多媒體信息和烈度初判定信息以及外部系統接入服務獲取到的余震信息等保存到本地數據庫。系統實時記錄標注點的ID、標題、經度、緯度、情況描述、照片、視頻、音頻、標注類型、創建人及創建時間等信息，并上傳至現場中心數據庫中，最終可視化展示在高德地圖上。信息展示框以調查點類型和情況描述組成，單擊可進行其他信息的查看。

（3）消息提醒

移動端子系統獲取即時通信信號，將信息內容存儲至數據庫。當接收到個人新消息時，在高德地圖上閃爍提示，同組內成員通過消息提醒進行即時的消息溝通以及文件傳輸。

3 結論

本文通過地震現場調度與協同工作對開源地圖的需求分析，確定開源地圖選型并結合地震現場災情調查工作，實現現場災情調查系統的地圖支持和服務。依托高德地圖現有的先進技術，調用其開放接口，實現人員監控、實時路況獲取、信息標注及展示等功能，增強了現場災情調查系統的適用性，在一定程度上提高了應急期地震現場工作中任務分派和任務執行過程的效率。除文中所述集成的特征功能外，如何將大型建筑室內導航、實景地點放大、調查地點的詳細信息展示（百度百科）、即時公共信息提醒、賦予權限的任務指令提示、更多種類標注信息展示等高德地圖不斷開發的新功能應用于現場災情調查系統，是后續需要進一步研究的內容。