防震减灾电子预防系统的研究分析

周昌贤

摘 要： 地震是所有自然灾害中危害性较大的一种，对人民生命和财产安全有很大危险，应用电子系统即基于GIS的防震减灾系统能有效地减轻地震产生的灾害，有很大的实用性。加强对电子防震减灾系统的研究，研制基于GIS的防震减灾的管理和智能分析，能提高地震灾害预防系统计算分析的准确性，从而为社会做出贡献。在此通过对基于WebGIS的防震减灾系统的研究，分析了系统的功能、构成以及使用的效果。

关键词： 地震； 防震减灾； WebGIS； 智能分析

中图分类号： TN964?34 文献标识码： A 文章编号： 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

地理信息系统（GIS）作为一种能储存并处理信息的技术，能够将数据库和计算机图形结合起来。我国在1990年开始就已经将GIS技术应用到防震减灾领域，进行了防震减灾的示范应用研究。在GIS不断广泛应用的同时，WebGIS在防震减灾中也逐渐发挥重大的作用[1]。

1 系统的总体设计

1.1 系统建设目标

一套完善的分布式，空间型防震减灾信息和辅助决策支持系统是WebGIS基础之上的防震减灾所要达到的目标。上述所要建成的系统主体是Web服务，支撑保证由GIS技术完成，根据实际的地理信息加之多媒体数据的整理采集，在实际工作中当地的空间和属性数据的基础之上，集合了数据的管理、分析、查询和表达这几项重要功能和作用，采用编程语言，协助数据库技术支持，达到了图文并茂的效果[2]。尽管WebGIS拥有如此明显的优势，但是缺点也不容忽视，即其短暂的发展和应用历史，因此对其还需加大力度进行开发与研究，争取利用快速发展的科学技术在完全利用好其现有功能的基础之上有更大的发展和进步。

1.2 系统总体构成

防震减灾系统以WebGIS为基础，依托不同城市的防震减灾网站，主要功能有：基本信息、地图更新、震灾预测、地震科普、应急措施、法律法规及减灾论坛等。常规的网站包括：地震科普、法律法规以及减灾论坛方面的内容。而基于WebGIS开发应用功能有：基本信息、地图更新、震灾预测、应急措施等。研制防震减灾系统时，对其实用性也进行观察，通过观察系统的安全性保护措施、地图的快速更新方法以及开发系统功能的技巧中WebGIS的应用，从而评估防震减灾系统的可行性。

2 系统的主要功能及实现方法

本系统的WebGIS的平台的开发引进了ESRI公司的ArcIMS3.1，Java Serverlet引擎是Allaire JRun3.0，而Web服务器是IIS4.0，除此之外，由SUN公司的JRE1.3.0.02以及JDK1.3.0.02提供Java环境[3]。

系统的技术功能主要有：支持2个部分的前台和后台的信息发布设计；支持Html和Java两种类型的浏览器方式；实际传输于网络平台上的矢量和栅格两种数据格式的图形数据；震害预测分析或地震应急人员类的专业人员和行政领导以及普通公众类的非专业人员2种类型的使用对象。

3 对基础信息的发布、查询及分析

3.1 基础信息模块内容

通常情况下，由政府部门组织调动全社会的众多力量，充斥大量的人力，物力资源，花费数月甚至多少年的时间来获取防震减灾的基础资料。可是必须认识到诸如地震此类的自然灾害发生的次数毕竟不会太多，所以需要用“平震结合”的太多对待上述收集到的基础信息，从而不仅能够为防震减灾带来实际操作效益，更在此基础上提供更多的信息服务城市其他行业的查询工作，在一定程度上提升了城市的现代化进程和信息化管理力度。基于以上原因，本文特此开展关于基础信息的查询和分析的研究。工程场地、群体或单体建筑物、地震环境、救灾基本信息以及包括输气、油、电、水等的生命线系统等都属于基本信息模块的内容，而每个信息模块都是由许多与之对应的信息图层构成的。防震减灾的基础信息量非常大，基础信息模块中的图层又可以分为属性信息（包含多个字段）和空间信息。各个消防队的任务划分、医疗单位、次生灾害源、重点保护单位、公安派出所责任以及震灾人民的安置场所等图层都属于救灾基本信息的范畴；像地震构造分区、仪器记录地震、破坏性地震以及主要活动断裂等图层都属于地震环境的范畴[4]。

3.2 功能设计方法

进行信息的发布和查询是基础信息模块的主要作用，在此基础上还附有基本的分析作用。在设计用户页面的时候应该注意使用者不仅包括专业性人员还有非专业行人员，所以要采用瘦客户端，胖服务器的模式，即应用存在于ArcIMS Designer中Custom HTML Viwer进行。因为一些信息具有保密性，在设计时应该加上一些类似于查询权限的控制措施。图1为发布基础信息地图的设计过程。

3.3 客户端功能的构成和使用方法

属性信息的查询、地图的基本操作、分析地图、地图元素的选取以及类似打印地图、图例、鹰眼图、网站链接、图层交替显示等的辅助功能都是基础信息模块的客户端功能。WebGIS的这些功能方便了工作人员对防震减灾基础信息的查询和研究分析工作，可以快速地在电子地图上了解地震的属性信息和空间位置，提高工作效率，有效的降低地震产生的灾害。

3.4 震害预测及危险评估的分析

3.4.1 功能设计方法

单机版GIS的震害预测的功能可以借助WebGIS进行扩展。首先，单机环境下快速分析震害损失的具体操作是结合地震台网观测所给出的关于震中，震级的参数，加之各类分析结果诸如生命线系统和建筑物等目标物易损性以及地震危险程度等，最后采用GIS的分析计算和图层叠加功能来计算得出震害预测结果。这之后，开展更新，转换，组织和发布震害预测图库的工作，并且此工作在服务器端进行。这样最终，震害预测的结果会被有授权的各级客户端的用户进行实时的调阅查询以及数据的多功能化处理[5]。

图1 基础信息地图发布主要设计过程

3.4.2 预测地震危害模块内容

可以说飞速发展的WebGIS软件和Internet网络技术可谓在硬件以及软件上都给予其前所未有的有利条件。目前甚至能够在WebGIS的软件功能的协助下扩充基于GIS，单机版的防震减灾系统的功能。所以，本文开展了针对“震害预测或评估”的研究。

通过对地震灾害进行预测分析工作，从而采取应对措施能够有效的减轻震灾，为地震保险和企业、城市的发展规划提供了科学依据以及基本的技术性资料。进行地震灾害的预测是专业研究人员、企业单位以及行政主管部门研究分析地震信息，制定相关政策，采取措施的基础，所以建立一个开放性的防震减灾电子系统是非常必要的。基于WebGIS的防震减灾系统不仅能技术人员对地震灾害的预测和查询，更有利于充分发挥发挥我国的震灾救援技术，具有很高的实用性。

4 客户端功能组成及使用方法

震害预测或评估版块下面分设多个子模块，具体有：生命线系统震害（电力、供水、输油、输气、通讯、道路等系统），特殊设备震害，建筑物震害等，并且上述三个子模块中每个又都涵盖众多信息图层，因此所承载的信息量丰富而且复杂。由此要想全面多角度地在研究区域了解地震灾害的分布情况，必须经由对信息的挖掘，加工和分析来达到[6]。

4.1 网络在地震应急工作中的应用

4.1.1 地震应急模块内容

地震应急工作的质量随着GIS和计算机技术的广泛应用得到了很大的提高，地震应急部门通过GIS中的数据库功能能够将救灾信息（供应电路的分布、管道的走向、排水系统以及建筑物外形等信息）利用电子地图的方式进行分享和传播，还可以将防震救灾信息进行筛选、组织，使信息更具逻辑性，并根据整合后的信息建模分析地震灾害，进行震灾救助演习等工作。因为Internet网络具有分布广泛、渗透性强的优点，所以对防震救灾工作有很大的帮助。但是这种地震救灾系统的实施有很大的限制，是基于固定地点的单机基础上运行的，不能要求救灾人员聚集到一个地点进行基础信息的查询和分析，对此还应该不断的进行研究分析，扩大适用范围，发挥系统的最大作用。

4.1.2 网上查询地震的应急预案

多媒体信息及超链接是Web技术的重要功能，服务器在描述网络资源时采用HTML（超级文本标记语言），因为HTML文档能处理文本和图形，并利用文档中的链接将图形和文本连接到其他文档中，具有交互性，能够满足客户在较短的时间内寻找要需要的信息[7]。地震的应急人员可以在地震发生后，网络可用的条件下，在不同的区域内通过防震减灾网络在客户端上找到地震的应急措施方案，在超链接的帮助下明确工作内容和需要采取的具体急救方法。

4.2 WebGIS在地震应急工作中的应用

地震应急工作中WebGIS系统的应用主要是通过网上的电子地图来快速查询信息从而协助震后应急反应工作的开展。具体譬如，查询了解对受灾人员的安置场所的分布，规模等属性，及时做出针对救灾的疏散受灾人员的方案；知晓对于消防责任分区以及生命线系统抢修分区的具体安排规划；由WebGIS做出最佳路径分析，及时赶往受灾地点争取最佳救灾时间和力度。

5 结 语

地震应急工作的质量随着GIS和计算机技术的广泛应用得到了很大的提高，WebGIS在防震救灾工作中发挥的作用也越来越重要。基于WebGIS的防震救灾系统通过ArcIMS平台进行开发，极大地促进了地震基础信息、预测震灾、制定应急方案等工作的开展，能有效地帮助防震救灾工作的进行。但是这种地震救灾系统的实施有很大的限制，是基于固定地点的单机基础上运行的，还应该不断的进行研究分析，扩大适用范围，发挥系统的最大作用。

参考文献

[1] 曲春燕，叶洪，刘治.网络地理信息系统（WebGIS）在地震研究中的应用[J].地震学报，2012，24（l）：90?97.

[2] 朱煌武，黄晓岗，沈业龙.合肥防震减灾计算机信息管理系统：我国城市防震减灾示范研究与应用介绍[J].自然灾害学报，2009（3）：59?63.

[3] 徐敬海，刘伟庆，邓民宪.GIS技术在城市防震减灾的应用[D].南京：东南大学，2002.

[4] 姚宝华，谢礼立，陶夏新.基于WebGIS的防震减灾系统研究及其实现方法[J].地震工程与工程震动，2010，23（l）：l?8.

[5] 宋晓宇，单新建.Map Objects 2.0在地震灾害损失评估系统开发中的应用浅析[J].地震地磁观测与研究，2011，23（5）：58?65.

[6] 帅向华，姜立新，成小平.利用WebGIS实现地震灾害信息数据的管理[J].自然灾害学报，2009（4）：110?114.

[7] 李先梅.GIS在防震减灾中应用的发展趋势研究[J].防灾技术高等专科学校学报，2010，8（2）：73?76.

3.2 功能设计方法

进行信息的发布和查询是基础信息模块的主要作用，在此基础上还附有基本的分析作用。在设计用户页面的时候应该注意使用者不仅包括专业性人员还有非专业行人员，所以要采用瘦客户端，胖服务器的模式，即应用存在于ArcIMS Designer中Custom HTML Viwer进行。因为一些信息具有保密性，在设计时应该加上一些类似于查询权限的控制措施。图1为发布基础信息地图的设计过程。

3.3 客户端功能的构成和使用方法

属性信息的查询、地图的基本操作、分析地图、地图元素的选取以及类似打印地图、图例、鹰眼图、网站链接、图层交替显示等的辅助功能都是基础信息模块的客户端功能。WebGIS的这些功能方便了工作人员对防震减灾基础信息的查询和研究分析工作，可以快速地在电子地图上了解地震的属性信息和空间位置，提高工作效率，有效的降低地震产生的灾害。

3.4 震害预测及危险评估的分析

3.4.1 功能设计方法

单机版GIS的震害预测的功能可以借助WebGIS进行扩展。首先，单机环境下快速分析震害损失的具体操作是结合地震台网观测所给出的关于震中，震级的参数，加之各类分析结果诸如生命线系统和建筑物等目标物易损性以及地震危险程度等，最后采用GIS的分析计算和图层叠加功能来计算得出震害预测结果。这之后，开展更新，转换，组织和发布震害预测图库的工作，并且此工作在服务器端进行。这样最终，震害预测的结果会被有授权的各级客户端的用户进行实时的调阅查询以及数据的多功能化处理[5]。

图1 基础信息地图发布主要设计过程

3.4.2 预测地震危害模块内容

可以说飞速发展的WebGIS软件和Internet网络技术可谓在硬件以及软件上都给予其前所未有的有利条件。目前甚至能够在WebGIS的软件功能的协助下扩充基于GIS，单机版的防震减灾系统的功能。所以，本文开展了针对“震害预测或评估”的研究。

通过对地震灾害进行预测分析工作，从而采取应对措施能够有效的减轻震灾，为地震保险和企业、城市的发展规划提供了科学依据以及基本的技术性资料。进行地震灾害的预测是专业研究人员、企业单位以及行政主管部门研究分析地震信息，制定相关政策，采取措施的基础，所以建立一个开放性的防震减灾电子系统是非常必要的。基于WebGIS的防震减灾系统不仅能技术人员对地震灾害的预测和查询，更有利于充分发挥发挥我国的震灾救援技术，具有很高的实用性。

4 客户端功能组成及使用方法

震害预测或评估版块下面分设多个子模块，具体有：生命线系统震害（电力、供水、输油、输气、通讯、道路等系统），特殊设备震害，建筑物震害等，并且上述三个子模块中每个又都涵盖众多信息图层，因此所承载的信息量丰富而且复杂。由此要想全面多角度地在研究区域了解地震灾害的分布情况，必须经由对信息的挖掘，加工和分析来达到[6]。

4.1 网络在地震应急工作中的应用

4.1.1 地震应急模块内容

地震应急工作的质量随着GIS和计算机技术的广泛应用得到了很大的提高，地震应急部门通过GIS中的数据库功能能够将救灾信息（供应电路的分布、管道的走向、排水系统以及建筑物外形等信息）利用电子地图的方式进行分享和传播，还可以将防震救灾信息进行筛选、组织，使信息更具逻辑性，并根据整合后的信息建模分析地震灾害，进行震灾救助演习等工作。因为Internet网络具有分布广泛、渗透性强的优点，所以对防震救灾工作有很大的帮助。但是这种地震救灾系统的实施有很大的限制，是基于固定地点的单机基础上运行的，不能要求救灾人员聚集到一个地点进行基础信息的查询和分析，对此还应该不断的进行研究分析，扩大适用范围，发挥系统的最大作用。

4.1.2 网上查询地震的应急预案

多媒体信息及超链接是Web技术的重要功能，服务器在描述网络资源时采用HTML（超级文本标记语言），因为HTML文档能处理文本和图形，并利用文档中的链接将图形和文本连接到其他文档中，具有交互性，能够满足客户在较短的时间内寻找要需要的信息[7]。地震的应急人员可以在地震发生后，网络可用的条件下，在不同的区域内通过防震减灾网络在客户端上找到地震的应急措施方案，在超链接的帮助下明确工作内容和需要采取的具体急救方法。

4.2 WebGIS在地震应急工作中的应用

地震应急工作中WebGIS系统的应用主要是通过网上的电子地图来快速查询信息从而协助震后应急反应工作的开展。具体譬如，查询了解对受灾人员的安置场所的分布，规模等属性，及时做出针对救灾的疏散受灾人员的方案；知晓对于消防责任分区以及生命线系统抢修分区的具体安排规划；由WebGIS做出最佳路径分析，及时赶往受灾地点争取最佳救灾时间和力度。

5 结 语

地震应急工作的质量随着GIS和计算机技术的广泛应用得到了很大的提高，WebGIS在防震救灾工作中发挥的作用也越来越重要。基于WebGIS的防震救灾系统通过ArcIMS平台进行开发，极大地促进了地震基础信息、预测震灾、制定应急方案等工作的开展，能有效地帮助防震救灾工作的进行。但是这种地震救灾系统的实施有很大的限制，是基于固定地点的单机基础上运行的，还应该不断的进行研究分析，扩大适用范围，发挥系统的最大作用。

参考文献

[1] 曲春燕，叶洪，刘治.网络地理信息系统（WebGIS）在地震研究中的应用[J].地震学报，2012，24（l）：90?97.

[2] 朱煌武，黄晓岗，沈业龙.合肥防震减灾计算机信息管理系统：我国城市防震减灾示范研究与应用介绍[J].自然灾害学报，2009（3）：59?63.

[3] 徐敬海，刘伟庆，邓民宪.GIS技术在城市防震减灾的应用[D].南京：东南大学，2002.

[4] 姚宝华，谢礼立，陶夏新.基于WebGIS的防震减灾系统研究及其实现方法[J].地震工程与工程震动，2010，23（l）：l?8.

[5] 宋晓宇，单新建.Map Objects 2.0在地震灾害损失评估系统开发中的应用浅析[J].地震地磁观测与研究，2011，23（5）：58?65.

[6] 帅向华，姜立新，成小平.利用WebGIS实现地震灾害信息数据的管理[J].自然灾害学报，2009（4）：110?114.

[7] 李先梅.GIS在防震减灾中应用的发展趋势研究[J].防灾技术高等专科学校学报，2010，8（2）：73?76.

3.2 功能设计方法

进行信息的发布和查询是基础信息模块的主要作用，在此基础上还附有基本的分析作用。在设计用户页面的时候应该注意使用者不仅包括专业性人员还有非专业行人员，所以要采用瘦客户端，胖服务器的模式，即应用存在于ArcIMS Designer中Custom HTML Viwer进行。因为一些信息具有保密性，在设计时应该加上一些类似于查询权限的控制措施。图1为发布基础信息地图的设计过程。

3.3 客户端功能的构成和使用方法

属性信息的查询、地图的基本操作、分析地图、地图元素的选取以及类似打印地图、图例、鹰眼图、网站链接、图层交替显示等的辅助功能都是基础信息模块的客户端功能。WebGIS的这些功能方便了工作人员对防震减灾基础信息的查询和研究分析工作，可以快速地在电子地图上了解地震的属性信息和空间位置，提高工作效率，有效的降低地震产生的灾害。

3.4 震害预测及危险评估的分析

3.4.1 功能设计方法

单机版GIS的震害预测的功能可以借助WebGIS进行扩展。首先，单机环境下快速分析震害损失的具体操作是结合地震台网观测所给出的关于震中，震级的参数，加之各类分析结果诸如生命线系统和建筑物等目标物易损性以及地震危险程度等，最后采用GIS的分析计算和图层叠加功能来计算得出震害预测结果。这之后，开展更新，转换，组织和发布震害预测图库的工作，并且此工作在服务器端进行。这样最终，震害预测的结果会被有授权的各级客户端的用户进行实时的调阅查询以及数据的多功能化处理[5]。

图1 基础信息地图发布主要设计过程

3.4.2 预测地震危害模块内容

可以说飞速发展的WebGIS软件和Internet网络技术可谓在硬件以及软件上都给予其前所未有的有利条件。目前甚至能够在WebGIS的软件功能的协助下扩充基于GIS，单机版的防震减灾系统的功能。所以，本文开展了针对“震害预测或评估”的研究。

通过对地震灾害进行预测分析工作，从而采取应对措施能够有效的减轻震灾，为地震保险和企业、城市的发展规划提供了科学依据以及基本的技术性资料。进行地震灾害的预测是专业研究人员、企业单位以及行政主管部门研究分析地震信息，制定相关政策，采取措施的基础，所以建立一个开放性的防震减灾电子系统是非常必要的。基于WebGIS的防震减灾系统不仅能技术人员对地震灾害的预测和查询，更有利于充分发挥发挥我国的震灾救援技术，具有很高的实用性。

4 客户端功能组成及使用方法

震害预测或评估版块下面分设多个子模块，具体有：生命线系统震害（电力、供水、输油、输气、通讯、道路等系统），特殊设备震害，建筑物震害等，并且上述三个子模块中每个又都涵盖众多信息图层，因此所承载的信息量丰富而且复杂。由此要想全面多角度地在研究区域了解地震灾害的分布情况，必须经由对信息的挖掘，加工和分析来达到[6]。

4.1 网络在地震应急工作中的应用

4.1.1 地震应急模块内容

地震应急工作的质量随着GIS和计算机技术的广泛应用得到了很大的提高，地震应急部门通过GIS中的数据库功能能够将救灾信息（供应电路的分布、管道的走向、排水系统以及建筑物外形等信息）利用电子地图的方式进行分享和传播，还可以将防震救灾信息进行筛选、组织，使信息更具逻辑性，并根据整合后的信息建模分析地震灾害，进行震灾救助演习等工作。因为Internet网络具有分布广泛、渗透性强的优点，所以对防震救灾工作有很大的帮助。但是这种地震救灾系统的实施有很大的限制，是基于固定地点的单机基础上运行的，不能要求救灾人员聚集到一个地点进行基础信息的查询和分析，对此还应该不断的进行研究分析，扩大适用范围，发挥系统的最大作用。

4.1.2 网上查询地震的应急预案

多媒体信息及超链接是Web技术的重要功能，服务器在描述网络资源时采用HTML（超级文本标记语言），因为HTML文档能处理文本和图形，并利用文档中的链接将图形和文本连接到其他文档中，具有交互性，能够满足客户在较短的时间内寻找要需要的信息[7]。地震的应急人员可以在地震发生后，网络可用的条件下，在不同的区域内通过防震减灾网络在客户端上找到地震的应急措施方案，在超链接的帮助下明确工作内容和需要采取的具体急救方法。

4.2 WebGIS在地震应急工作中的应用

地震应急工作中WebGIS系统的应用主要是通过网上的电子地图来快速查询信息从而协助震后应急反应工作的开展。具体譬如，查询了解对受灾人员的安置场所的分布，规模等属性，及时做出针对救灾的疏散受灾人员的方案；知晓对于消防责任分区以及生命线系统抢修分区的具体安排规划；由WebGIS做出最佳路径分析，及时赶往受灾地点争取最佳救灾时间和力度。

5 结 语

地震应急工作的质量随着GIS和计算机技术的广泛应用得到了很大的提高，WebGIS在防震救灾工作中发挥的作用也越来越重要。基于WebGIS的防震救灾系统通过ArcIMS平台进行开发，极大地促进了地震基础信息、预测震灾、制定应急方案等工作的开展，能有效地帮助防震救灾工作的进行。但是这种地震救灾系统的实施有很大的限制，是基于固定地点的单机基础上运行的，还应该不断的进行研究分析，扩大适用范围，发挥系统的最大作用。

参考文献

[1] 曲春燕，叶洪，刘治.网络地理信息系统（WebGIS）在地震研究中的应用[J].地震学报，2012，24（l）：90?97.

[2] 朱煌武，黄晓岗，沈业龙.合肥防震减灾计算机信息管理系统：我国城市防震减灾示范研究与应用介绍[J].自然灾害学报，2009（3）：59?63.

[3] 徐敬海，刘伟庆，邓民宪.GIS技术在城市防震减灾的应用[D].南京：东南大学，2002.

[4] 姚宝华，谢礼立，陶夏新.基于WebGIS的防震减灾系统研究及其实现方法[J].地震工程与工程震动，2010，23（l）：l?8.

[5] 宋晓宇，单新建.Map Objects 2.0在地震灾害损失评估系统开发中的应用浅析[J].地震地磁观测与研究，2011，23（5）：58?65.

[6] 帅向华，姜立新，成小平.利用WebGIS实现地震灾害信息数据的管理[J].自然灾害学报，2009（4）：110?114.

[7] 李先梅.GIS在防震减灾中应用的发展趋势研究[J].防灾技术高等专科学校学报，2010，8（2）：73?76.