基于智能手机的地震灾情信息上报系统

贾宁

(陕西省地震局，陕西西安　710068)



贾宁

(陕西省地震局，陕西西安710068)

摘要：考虑地震应急灾情上报工作流程，设计和开发了基于智能手机的地震灾情信息上报系统。该系统内置多种灾情信息上报模板，帮助手机用户准确快速生成各类上报信息，并通过多种途径发送至灾情收集中心服务器，使灾情信息上报更为快速、简便和规范，提升灾后应急响应能力。

关键词：灾情上报；智能手机；应急响应

0引言

破坏性地震发生后，为了迅速采取有针对性的应急措施，保证抢险救灾工作的有效实施，第一时间获取震区灾情信息就成为震后的一项紧迫任务。因此，如何解决地震灾情的快速上报与处理是做好地震应急与救灾决策工作的重要基础[1-2]。

目前，被广泛采用的电话、短信上报和人工填写纸介质灾情调查问卷的方法，不仅耽误应急时间而且很难快速汇总和分析[3-4]，为快速获取地震灾情带来不便。本文结合地震应急现场工作流程和智能手机平台进行研究，尝试一种灾情信息上报的途径和方法(图1)。

1系统整体架构

本系统是一套基于微软Windows Mobile 6.5智能手机平台开发的灾情信息上报系统。该系统基于微软.NET Compact Framework平台进行软件开发，数据库使用微软针对智能手机系统的SQL Server Compact Edition，GIS平台使用Esri公司的ArcGIS Mobile作为移动地理信息支撑平台[5]。该系统具有地震灾情上报模板内置功能，可以实现多种渠道数据发送，同时具有地图基本操作、空间定位、数据存储、调查路线记录等功能。系统功能模块如图1所示。

图1　灾情上报系统功能模块图

2关键技术

2.1灾情上报模板设计

该系统加入了灾情信息上报模板的设计，具有多个灾情调查选项栏，包括人员感受、房屋建筑、地震地质、人员伤亡等4大类别。灾情上报类型可以通过软件菜单标签栏进行选择，针对不同的灾情内容进行信息上报。例如，在房屋建筑破坏调查模板中，房屋状况描述下拉菜单包括房屋倒塌、房屋结构破坏、房屋局部倒塌、房屋局部开裂、房屋墙体出现裂缝、灰土掉落、抹灰出现微细烈缝、有檐瓦掉落等选项；毁坏程度下拉菜单包括轻微、严重、损毁等选项；房屋用途为下拉菜单选项包括宾馆、庙宇、民居、校舍、办公楼、医院等选项；房屋结构下拉菜单包括混凝土框架、砖混、砖木等选项。

每一个选项在用户选择后就对应一个代码，全部选项选择完成后即可以自动生成全部灾情信息上报代码用以发送，数据发送回中心端服务器直接进行入库，这样不仅提高了发送效率，而且也方便后台接收信息的服务器进行汇总和处理。

灾情信息上报系统界面如图2所示。

2.2地图基本操作

该系统使用ARCGIS Mobile实现地震调查位置的显示，地图基本操作主要实现以下几部分功能：

(1)移动地图：在地图上直接通过触摸屏拖动地图，完成移动地图操作。

(2)缩放地图：可以使用软键盘的“+”“-”键，或者通过地图上的滑杆及放大、缩小按钮完成地图缩放操作。

(3)全屏显示：点击地图右上角的全屏按钮，即可进入全屏状态。

(4)地图测距：通过地图上的测距功能按钮完成对地图中两点之间距离的测量。

(5)图层选择：地图具有多层数据时，可以选择不同的图层组合显示。用户可以在图层直接上下拖拽实现对上下图层顺序进行排列。

(6)缓冲区分析：当在地图的搜索框输入关键词时，可以在目前地图范围内查询各类相关信息。能够查询的内容有：行政村、学校、医院、水库、危险源、崩塌滑坡泥石流、桥梁、隧道、文物等。

2.3空间位置获取

2.3.1选取方式

调查者每进入一处新的调查地点，系统首先要对所调查地点进行标识。标识的方法支持3种方式：①通过系统内置的省市、区县、乡镇、行政村的各级选项列表，让用户选择所在位置；②通过GPS信息定位所在位置；③通过地图拖拽的方式直接定位或让用户在地图周边范围进行POI关键词搜索，用户进行位置确认后，位置信息就暂存在系统里供后续调查使用，一旦更换新的调查地点，再进行新地点的确认和存储。

各级行政区划信息存储于中心端基础数据库中，维护人员定期对数据库进行更新。客户端软件可以设置自动更新和手动更新2种方式。自动更新在系统每次开启后首先检查基础数据是否有更新内容，如有更新便从中心端下载数据包补丁进行在线安装更新；手动更新可以通过Wifi、蓝牙或USB连接电脑等手动方式导入离线升级包进行数据更新，客户端软件通过SqlClient访问本机数据库获取各级行政区划信息并通过代码进行关联，软件前端显示使用TabControl和LinkLabel控件进行行政区划信息的层级显示。

2.3.2GPS信息获取

使用智能手机提供的GPS信息进行定位和分析使灾情上报更为方便和快捷[6]。GPS一旦启动后，会自动连接卫星，接收信号，通过算法计算出位置信息，然后以NMEA data的格式输出。Windows Mobile平台有3种GPS开发方式：直接使用串口连接GPS接收器、GPS Intermediate Driver(GID)和使用第三方类库(例如opennetcf提供的类库支持)。GID是在开发者和设备之间加入的抽象中间层，开发人员不需要关注GPS硬件设备便可直接调用GID提供的API接口，这样可使软件系统具有设备无关性的特点。同时，因不需要直接通过串口访问GPS设备，可支持多应用程序同时访问同一GPS设备。系统程序引入Microsoft.WindowsMobile.Samples. Location类包，在GPS设备初始化和打开后通过position.Longitude.ToString()和position.Latitude.ToString()函数可以获取用户所在位置经度和纬度信息。通过GID获取GPS信息较之前常用的串口访问GPS设备方式更为简单高效。

2.4灾情调查路线

系统可在地图上显示灾情调查点和灾情调查路线图。当用户打开记录路线图功能时，软件通过GPS获取到的经纬度信息来标记用户所处的位置，并且实时进行更新和记录；如果未能获取到GPS信息，就记录调查点的地理位置信息。系统可以将用户的位置移动过程在地图上描绘成路线图，方便用户查看调查路线线路和方向。

2.5多途径信息发送

2.5.1运营商分组交换网络发送

比如使用运营商提供的4G/3G等分组交换网络就是目前一种高效快速的方式，一旦上报信息生成后，就可以通过http连接和在线服务器进行数据交互，将上报信息发送给服务器进行数据处理。Windows Mobile使用.NET Compact Framework下的HttpWebRequest和HttpWebResponse来进行http访问，直接和服务器进行数据传送。核心代码如下所示：

private void datahttpsend(ob ject sender, EventArgs e)

{HttpWebRequest request = (HttpWebRequest)HttpWebRequest.Create(new Uri("http://www.eqsn.gov.cn/service/api/shangbao?content=......."));

//其中content为灾情上报内容编码

HttpWebResponse response = (HttpWebResponse)request.GetResponse();

if(HttpStatusCode.OK==response.StatusCode)

{ //http连接成功，参数已经发送给服务器

}

response.Close();

}

2.5.2短消息发送

日常情况下使用分组交换网络来发送数据较为快捷，但是为了确保在应急状态下具有多途径发送渠道，系统设计了短消息信令通道来发送信息。使用Microsoft.WindowsMobile. PocketOutlook自带的短消息发送类库来进行短消息的发送，这样只要依据灾情上报模板进行短消息的生成后就可以自动将信息发送到短信网关接收和处理，核心代码如下：

private voidsmssend(object sender, EventArgs e)

{ string phoneno="139*******"; //灾情上报需要发送的电话接收号码

string smstext="此处为灾情上报短信内容"; //灾情上报的短信内容

//构造短信息对象

OutlookSession ols = new OutlookSession();

//发送信息

SmsMessage sms = new SmsMessage(phoneno,smstext);

ols.SmsAccount.Send(sms);

MessageBox.Show("灾情信息已发送!", "send", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Asterisk, MessageBoxDefaultButton.Button1);}

2.6数据存储

现场人员进行一处灾情调查后便可以立即将调查结果发送至中心端进行处理。但由于地震灾后网络经常出现拥塞或无效的情况，因此，系统在网络异常时可以将数据自动存储在手机存储卡上，当具有网络环境后再将数据进行发送。该系统自动监测网络状态，当发现网络连通后会自动提示用户是否通过网络发送已存储的灾情信息。数据发送过程通过数字百分比图标进行完成进度量化表示。发送过的数据在手机中进行数据备份，便于后期查询。备份数据容量可通过软件菜单进行占用空间阈值设置，比如设置阈值为100 MB，当备份数据超出后系统自动提醒用户空间已满，让用户选择是否删除旧的备份数据，以释放手机存储空间。

3优势分析

基于智能手机的灾情上报系统具有以下几点优势：

(1)灾情信息上报需要重点记录灾情所处地理位置，本系统除了GPS信息获取位置外还具备地图标点定位以及行政区划列表选择功能，即使在室内等特殊情况下无法获取GPS信息仍可正常使用，灾情上报位置记录方式更为多样。

(2)该系统内置了灾情上报模板，用户只需要在相应的填报栏里勾选对应信息，就可以快速完成灾情上报，避免了纸介质填写调查表等原有灾情上报方式的复杂操作，而且统一的格式也为信息汇总和处理提供了便利。

(3)目前地震行业内各类灾情上报系统上报方式都过于单一。本文所述系统具有分组交互数据网络和短信息多种数据传输方式，当其中一种通讯链路拥塞或不可用时，系统可以使用其他途径进行信息传输，多渠道数据传输保证了信息上报的可靠性。

(4)目前地震行业所使用的上报系统为实时上报方式，但是震后地震现场尤其极震区的通信环境普遍较差，经常无法实时回传数据。本文所述系统在通信异常时具有灾情数据存储功能，可实现智能网络检测及动态数据发送，也可配合卫星、无线局域网等地震现场网络环境使用，更为适合地震现场的应用场景。

(5)对比以往的灾情上报系统，该系统使用ARCGIS Mobile作为地理信息支撑平台，具有多种空间分析和离线地图功能，可配合基础数据库查询现场重点目标的属性信息，使灾情信息获取更为便捷。

4结语

基于智能手机的灾情信息上报系统改变了当前灾情上报方法操作复杂、信息发送渠道过于单一的现状，实现了灾情信息的快速填写和多渠道发送，便于中心端的数据汇总，同时具备多种适合地震现场灾情上报应用场景的补充功能。陕西省地震局为现场多台智能手机终端设备配备了该系统，经过多次演练使用灾情信息上报系统运行情况良好。下一步，可以不断扩大智能手机在地震现场的应用服务范围，使智能手机应用服务在地震应急响应中发挥更大的作用。

参考文献：

图2　灾情信息上报系统界面

[1]刘钦，董翔，杨斌. 基于移动终端的12322地震灾情上报处理系统设计与实现[J]. 震灾防御技术，2015，10(3)：673-681.

[2]王悦，唐姝娅，申源. 灾情采集PDA在雅安芦山7.0级地震中的应用[J]. 四川地震，2014(1)：9-11.

[3]张翼，郭红梅，胡斌，等. 基于PDA的四川灾情速报系统[J]. 华南地震，2014，34(4)：55-60.

[4]陈维锋，郭红梅，张翼，等. 四川省地震灾情快速上报接收处理系统[J]. 灾害学，2014，29(2)：116-122.

[5]殷芳刚，吴建国，吴海辉，等. Windows Mobile平台下智能手机输入法研究[J]. 计算机技术与发展，2011，21(5)：75-78.

[6]赵士达，张楠. 面向手机终端的地震灾害信息服务系统[J]. 中国应急救援，2015(5)：18-22.

SEISMIC DISASTER INFORMATION REPORTING SYSTEM BASED ON SMART PHONE

JIA Ning

(Earthquake Administration Of Shaanxi Province,Xi’an 710068,China)

Abstract:Considering the process of earthquake emergency reporting,the seismic disaster information reporting system based on smart phone is designed and developed.The system has a variety of disaster information reporting template,helps mobile phone users to generate all kinds of information accurately and quickly and the information can be sent to the disaster collection central server through many channels.This ststem makes the disaster information reported more rapid,simple and standardized which can improve the emergency response capability.

Key words:Disaster reporting;Smart phone;Emergency response

收稿日期：2015-03-10

基金项目：中国地震局地震科技星火计划(编号：XH14048Y)资助。

作者简介：贾宁(1982—)，男，陕西西安人，工程师，主要从事网络信息服务和应急指挥系统的研究工作。

中图分类号：P315-39

文献标识码：A

文章编号：1005-586X(2016)02-0049-05