地震應急輔助決策系統(tǒng)設計與應用

1、    地震應急輔助決策系統(tǒng)設計與應用    王輝山+林巖釗+吳楠楠doi：10.16661/ki.1672-3791.2017.22.014摘 要：該文以現(xiàn)有的各類地震應急指揮技術(shù)系統(tǒng)為基礎，利用三維地理信息技術(shù)、webgis技術(shù)等先進的計算機技術(shù)，設計出一個能夠在震后災情采集、空間信息可視化管理、地震影響場三維展現(xiàn)、損失快速評估等功能于一體的輔助決策系統(tǒng)。地震發(fā)生時，前方救援人員可以通過移動端系統(tǒng)實時上報災情，查詢評估信息，后方指揮部決策人員可以通過后方服務端預判災情結(jié)果、實時查詢震區(qū)災情、完成指揮決策、部署救援力量。關(guān)鍵詞：地震應急 輔助決策 設計

2、：p20 ：a ：1672-3791（2017）08（a）-0014-03隨著計算機信息及網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展，各級政府部門為震后輔助決策所需的基礎資料已較為完備，尤其是具備展現(xiàn)直觀地震分布的空間可視化數(shù)據(jù)和震后臺站儀器生產(chǎn)的數(shù)據(jù)。目前地震預警與烈度速報系統(tǒng)已進入實用化推廣普及階段，能夠為震后救災快速提供具有較強科學依據(jù)的參考信息。目前在地震應用系統(tǒng)中缺乏一個可以真正結(jié)合gis進行震后災情采集、空間信息可視化管理、地震影響場三維展現(xiàn)、損失快速評估、等功能于一體的輔助決策系統(tǒng)。系統(tǒng)主要滿足震后地震現(xiàn)場應急人員通過本地區(qū)移動通信網(wǎng)絡或無線網(wǎng)絡與省級中心后臺服務端系統(tǒng)雙向動態(tài)通信，實現(xiàn)震后快速對震害預測結(jié)

3、果、應急預案、輔助決策、應急通訊錄等查詢，并可將地震現(xiàn)場實時災情快速上報給應急指揮部的服務端（地震三維電子沙盤），為地震應急指揮提供科學依據(jù)。根據(jù)福建省“十三五”規(guī)劃中“推進城鄉(xiāng)防震減災、地質(zhì)災害防治”、“支持救災物資儲備庫、應急避災場所等基礎設施和救災應急能力建設”等指導精神及相關(guān)指導文件，福建省地震局著力構(gòu)建本機構(gòu)地震輔助決策管理體系，有效應對福建省地震局救災的輔助決策，進而建立基于移動終端的輔助決策系統(tǒng)，對于提高地震公共安全，保障和諧社會建設具有重要意義。在地震應急時，發(fā)布的信息不僅要為后方指揮決策服務，還要為前方的救援人員服務，該文主要研究在原有應急指揮技術(shù)系統(tǒng)的基礎上，借鑒目前相關(guān)領

4、域?qū)＜姨岢龅亩喾N災情我國已經(jīng)發(fā)災情獲取與研判方法等多種災情獲取方法1-2，建設一套基于移動終端的地震應急輔助決策系統(tǒng)則可以為救援人員提供隨時隨地的服務，使地震救援指揮服務的終端得到了進一步的延伸與擴展3。1 輔助決策系統(tǒng)設計思路1.1 地理信息系統(tǒng)在地震中的應用（1）實現(xiàn)地理空間數(shù)據(jù)與地震相關(guān)數(shù)據(jù)整合。通過行政區(qū)劃代碼，不僅使地理數(shù)據(jù)庫空間字段與地震相關(guān)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，而且實現(xiàn)地理空間數(shù)據(jù)與地震屬性數(shù)據(jù)的整合，以便進行區(qū)域地震相關(guān)數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計分析等。（2）應用地理信息系統(tǒng)等相關(guān)技術(shù)建設震后現(xiàn)場災情信息采集的輔助決策移動終端，采集現(xiàn)場災情文字、圖片、視頻短片，傳回服務端。（3）通過地理信息系統(tǒng)技術(shù)

5、實現(xiàn)地震要素信息基于地理空間的可視化表達，不僅是二維形式展現(xiàn)，而且以三維電子沙盤形式展現(xiàn)其立體影響效果，無論是地震模擬演練還是真實地震影響范圍都可直觀展現(xiàn)。同時，通過電子地圖可以逐級瀏覽各個區(qū)域的相關(guān)地震要素信息，通過地理信息系統(tǒng)特有的專題圖表現(xiàn)形式直觀地查看相關(guān)地震要素信息的空間分布情況，從多維角度獲取地震對地震分布進行數(shù)據(jù)探索，獲取深層次的隱含信息。（4）實現(xiàn)各類地震要素信息基于地理信息的集成。輔助決策移動終端以基于地理位置采集震后災情信息為主要業(yè)務，三維電子沙盤系統(tǒng)以展現(xiàn)地震影響場為主線，通過地理信息系統(tǒng)集成展現(xiàn)各類地震要素信息（現(xiàn)場烈度、預報信息、應急數(shù)據(jù)等），充分考慮地理位置信息在統(tǒng)

6、計中的作用與影響。（5）通過地理信息系統(tǒng)技術(shù)對震后自救具備輔助作用。地震救援的黃金時間是發(fā)生地震后的72 h之內(nèi)，在此期間，如何有效組織各部門協(xié)同搜尋幸存者、搶救貴重物資是關(guān)鍵，通過建立輔助決策移動終端實現(xiàn)震后地震應急人員在20 min內(nèi)完成震后快速評估結(jié)果查詢，30 min內(nèi)實現(xiàn)災區(qū)地震災情快速上報，同時實現(xiàn)個性化定制和離線使用，輔助部門間共同進行震后自救。1.2 系統(tǒng)的總體設計思路（1）以核心數(shù)據(jù)庫為基礎。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫包含了地理空間庫及災害損失庫，其中地理空間庫包含基礎地理信息庫（由電子沙盤、數(shù)字高程、遙感影像等組成），從地震屬性庫方面可分為：預報與烈度速報產(chǎn)出庫、現(xiàn)場災情庫、地震輔助決策庫

7、三大類，其中預報與烈度速報產(chǎn)出庫包含地震三要素、預警信息、儀器烈度、pga/pgv/pgd、反應譜0.3/1.0/3.0等數(shù)據(jù)，現(xiàn)場災情庫包含災情照片、災情短片及災情簡要描述等數(shù)據(jù)，此外還包含交通數(shù)據(jù)、重大生命線工程數(shù)據(jù)、應急人員及水庫水系等輔助數(shù)據(jù)。（2）表現(xiàn)形式多樣化。在地震三維電子沙盤中將三維地圖場景作為展現(xiàn)地震電子沙盤的底圖，在此基礎上接入地震屬性要素進行聯(lián)動開發(fā)，使系統(tǒng)同時具備地理信息系統(tǒng)的便捷、強大空間分析能力和三維可視化能力；在輔助決策移動終端中集成二維地圖底圖，在此基礎上進行災情采集。（3）專題功能。基于輕量級地理信息系統(tǒng)平臺，結(jié)合基礎空間數(shù)據(jù)庫和地震屬性數(shù)據(jù)庫，根據(jù)地震專題需

8、求定制所需專題功能。圖1為系統(tǒng)的設計思路。系統(tǒng)將地震屬性數(shù)據(jù)進行實時融合，將三維地理信息、地震基礎信息、地震預警與烈度速報產(chǎn)出結(jié)果、現(xiàn)場災情信息進行實時的融合，通過損失快速評估，應用于輔助決策，以開發(fā)包含b/s端三維電子沙盤系統(tǒng)、系統(tǒng)后臺服務支撐及輔助決策移動終端等形式實現(xiàn)功能。2 關(guān)鍵技術(shù)綜合考慮項目建設單位的信息化現(xiàn)狀及需求分析，系統(tǒng)建設建議采用基于html/javascript移動終端的應用展示層，以三維gis平臺（skyline）與spring結(jié)合構(gòu)成的業(yè)務邏輯層、以oracle 11g搭載oracle spatial數(shù)據(jù)引擎構(gòu)建的數(shù)據(jù)存儲層的總體技術(shù)路線，如圖2所示。endprint

9、選擇此技術(shù)路線具有以下幾點優(yōu)勢。（1）采用三層結(jié)構(gòu)的技術(shù)路線，保證了系統(tǒng)具備高性能，系統(tǒng)數(shù)據(jù)不直接面向用戶，而是通過業(yè)務邏輯層提供給用戶，使系統(tǒng)建設風險大大降低。（2）應用展示層針對輔助決策移動終端和地震三維電子沙盤等系統(tǒng)采用html/javascript技術(shù)，對終端設備及瀏覽器兼容性強，提高了系統(tǒng)的響應速度及用戶交互體驗性。（3）地震電子沙盤系統(tǒng)等業(yè)務邏輯層采用技術(shù)成熟的三維gis平臺（skyline），輔助決策移動終端采用輕量級gis平臺進行底圖加載，有利于快速構(gòu)建地圖場景，不僅在地震電子沙盤系統(tǒng)立體化展現(xiàn)地震地形場景，還可不間斷快速上報震區(qū)災情信息；采用spring可使系統(tǒng)保持高效運行。

10、（4）數(shù)據(jù)存儲層采用oracle11g及oracle spatial，不僅可以存儲大量的屬性數(shù)據(jù)，還提供了對地理空間數(shù)據(jù)的支持，數(shù)據(jù)檢索、并發(fā)操作性強。3 系統(tǒng)實現(xiàn)及應用該系統(tǒng)的綜合運用計算機編程技術(shù)、webgis技術(shù)、三維地理信息系統(tǒng)技術(shù)、空間信息網(wǎng)格技術(shù)、實時融合技術(shù)及計算機網(wǎng)絡技術(shù)，建設了“一庫一服務兩系統(tǒng)，一庫”即數(shù)據(jù)庫層包含的所有應用庫；“一服務”即系統(tǒng)融合了震后快速評估服務及災情上報服務；“兩系統(tǒng)”即后臺的三維電子沙盤系統(tǒng)和前方的移動終端系統(tǒng)。兩個系統(tǒng)用一條總線串聯(lián)起來，互聯(lián)互通，相輔相成。4 結(jié)語該文通過webgis技術(shù)及三維地理信息技術(shù)實現(xiàn)了地理空間數(shù)據(jù)、地震應急基礎數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)及地震信息數(shù)據(jù)大融合，通過一系列先進成熟的計算機信息技術(shù)將基于烈度的災情評估系統(tǒng)及災情收集功能集成在一起建立起一個基于移動終端的輔助決策系統(tǒng)。該系統(tǒng)是“地震應急指揮技術(shù)系統(tǒng)”的有力補充，特別是輔助決策系統(tǒng)android/ios端為整個系統(tǒng)提供了必要的輔助工具，但是軟件系統(tǒng)的應用還存在改進升級的空間。存在的問題主要是目前輔助決策電子沙盤目前還需安裝三維輔助插件，及軟件運行的穩(wěn)定性、易用性和實用性有待突破性的提高。希望之后通過有力的補充，全面提高該系統(tǒng)的地震應急工作能力。參考文獻1 帥向華，姜立新，侯建盛.面向智能終端的