基于高德地图的四川省地震现场快速调查评估系统设计与实现

何雅枫，胡 斌，张 莹，申 源，周志华

（四川省地震局 减灾救助研究所，四川 成都610041）

0 引言

地震灾害发生以后，按照中国地震局发布的《中华人民共和国国家标准：地震现场工作》GB/T 18208系列规范规定和现场工作的要求，及时有效地对地震受灾情况进行现场调查，是抗震救灾工作的一个重要环节［1］。

应急期内由于震后交通、通讯条件较差，次生灾害频发，现场调查人员难以将调查数据和结论及时提交给现场指挥部，从而影响到烈度图的修正和对灾情的判断；同时由于指挥部下属成员单位众多，若对设备和物资的分配调度不当将极易造成混乱，严重影响调查组和现场指挥部工作的开展。为解决以上问题，建设地震现场灾情快速调查评估系统（以下简称“现场灾情调查系统”），通过该系统将调查组的调查数据和结论及时传送至指挥部，指挥部根据实时调查数据可修正烈度图，同时对地震现场的人员、设备、物资等进行统一管理，提高现场调查工作的效率。最终实现调查组和指挥部、前方与后方的无缝对接，减少灾情信息传送的时间，提高应急期地震现场的工作效率的目标［2］。

通过“四川省地震局芦山地震灾后恢复重建——地震应急指挥场所与现场技术系统升级改造项目（0722-1561FE705WWH）”，依据《中国地震烈度表（GB/T 17742-2008）》、《地震现场工作管理规定》等地震应急现场工作规范要求，依托现有技术支撑系统进行现场灾情调查系统的建设。包括现场信息管理Web服务、现场中心处理系统、移动端APP 子系统（AndroidAPP）三部分，研究如何将高德地图部分功能与现场中心处理系统、移动端APP 结合，在简单同步策略下实现灾情调查数据同步。在不断的研究过程中发现，系统现阶段在地震现场调查工作中，在达到统一高效的管理应急期各类信息和数据和实现现场数据与省中心数据库的无缝连接的目标下仍存在差距，需不断优化系统中高德地图的功能界面、功能调用模式以及尝试添加新的功能，同时建立完整的数据同步策略。

1 现场灾情调查系统基于开源地图特征功能的需求分析

1.1 现场灾情调查系统对开源地图的需求功能分类

通过前期地震现场调度与协同工作基于开源地图功能的需求分析，现场灾情调查系统对开源地图功能的需求可分为以下几类：

（1）数据精度和时效性需求。各类开源地图数据源来源丰富，地图数据种类齐全，囊括了尽可能多的信息点和交通资料，且信息点的名称准确、位置标注准确、交通信息无误。数据实时更新速度快，最快可达5分钟一次。现场调查人员即使在无网络的状态下，也可使用离线地图保证高精度的调查工作。

（2）智能化定位。基于LBS（Location Based Service，基于位置的服务）可为现场灾情调查系统提供三大信息，即人员定位信息、组人员定位信息和附近资源信息，并提供最佳路径分析功能。支持离线定位、室内定位和IP 高精度定位。调查人员在灾情调查过程中，根据实际情况，还可编辑地图对象类，如地震调查小组驻地、重要道路段、重点目标、地质灾害、次生灾害、地震社会影响等数据，编辑内容可分为空间属性和非空间属性，以矢量图标注的方式及时上报动态信息，共享地图数据，更新现场辅助决策信息。

（3）三维可视化展示。通过三维地图展示，提供调查点区域内三维地图场景，显示建筑、道路、河流、高程等相关信息，给调查人员更直观的可视化体验。

（4）现场工作组深度POI（Pointof Interest，地理位置兴趣点）信息集成。尝试将每一位人员操作信息存储到“云端”，对调查人员操作行为进行分析，尽可能为调查人员提供当前环境所需要的信息，如显示可视范围内疏散场地分布、临时安置点分布、临时生活物资发放点、次生灾害点等震后动态变化设施。

1.2 开源地图选型

通过对目前主流的高德地图、百度地图、腾讯地图、谷歌地图、搜狗地图API（Application Program Interface，应用程序接口）及SDK（SoftwareDevelopmentKit，软件开发工具包）的功能、性能、特性等内容进行分析和探讨［3］。相对其他开源地图，高德地图具有典型的四大特点：稳定可靠的多层架构、简单易用的空间数据库、丰富的组件和接口、可定制的用户地图［4］。且高德地图开放平台将高德地图最专业的定位、地图、搜索、导航等能力，都以API/SDK 等形式向广大开发者免费开放，同时提供全面的开发文档与技术支持。在地图功能方面，高德地图提供了2D、3D、卫星图服务，并支持拖动、平移、缩放等操作；具备相对精准的驾车路线、公交路线及步行路线规划等功能；在多种定位模式下，提供国内最专业的导航服务，使用户可结合路况躲避拥堵、施工、坍塌等。以百度地图与高德地图基本功能对比分析为例，高德地图较百度地图拥有更加准确全面的基础地理数据，尤其在偏远地区、郊区等地体现更为明显；通过大量的数据挖掘工作，较之百度地图，数据规范性更高；使用者体验方面，拥有精准高效的导航及合理的路径规划等；开放平台方面，API/SDK接口使用简单易操作。

基于上述优势，选定高德地图与现场灾情调查系统现场中心处理系统、移动端APP 进行地图功能集成。

2 基于高德地图的地震现场调度与协同设计

2.1 业务流程

根据地震现场工作调度与反馈的特殊需求，要求应用于现场灾情调查系统的开源地图可调用API接口使用地图数据，地图数据一般来源于自身导航系统和GIS地理基础数据库［5］。本文中现场灾情调查系统移动端子系统调用高德地图特征功能，实现人员定位展示、实时路况信息获取、最佳路线规划和导航、卫星地图显示、接收天气信息、标注点展示等功能，使现场人员获取现场中心指挥部任务分配指令并及时反馈信息；现场中心处理系统除接收天气信息、标注点展示以外还需实现任务组成员定位、行进轨迹显示与回放、实时路况信息展示等功能，高效率的进行任务指派和人员、物资调度工作。高德地图与现场灾情调查系统集成的业务流程如图1所示：

图1 高德地图与现场灾情调查系统集成业务流程图Fig.1 Theintegration flowchart Businessof thefast investigation system with the AMAP

2.2 功能设计

2.2.1 现场中心处理系统

（1）人员运动轨迹

在网络连通及离线地图已下载的情况下，通过GPS定位接口调用的方法可进行人员的移动定位。GPS定位定义了回调方法，由应用程序实现，系统设定自动每2分钟实时或以手动方式刷新人员的位置，并将回调的人员定位信息叠加至高德地图上，实现了现场中心处理系统可实时查看任意现场人员的运动轨迹。

图2 现场人员位置监控时序图Fig.2Thetemporaldiagram of personnel location monitoring

（2）实时路况展示

现场中心处理系统调用高德地图定位、地图、导航API 接口，通过在线服务实时获取高德地图计算的实时路况详情。现场指挥部成员通过输入位置信息或当前位置可视范围内，可直接获取震区及附近道路实时路况。

（3）天气信息查询

现场中心处理系统通过直接调用高德地图提供的天气预报查询接口，灾情调查人员可根据任务指派点输入位置信息，获取实时天气、当天天气、生活指数、未来十天等天气详情。

2.2.2 移动端子系统

（1）调查点路线规划

移动端子系统调用高德地图导航API接口，根据现场中心处理系统的任务分派确定起、终点进行路线规划，以不同的出行方式实现最佳路径规划，将最终路线结果展示至高德地图上。可切换2D、三维实景地图及卫星地图显示，方便现场工作人员在不同环境下，可视化查看周边环境的实时路况及定位导航，同时显示同组成员位置，便于同组成员协作任务或组长指派任务。

图3 调查点路线规划展示时序图Fig.3Thetemporal diagramof a display of routeplanning of investigation points

（2）调查点信息展示

利用高德地图的定位功能，在地图上以标注的方式将调查点的关键信息，如建筑物破坏信息、多媒体信息和烈度初判定信息以及外部系统接入服务获取到的余震信息等保存到本地数据库。系统实时记录标注点的ID、标题、经度、纬度、情况描述、照片、视频、音频、标注类型、创建人及创建时间等信息，并上传至现场中心数据库中，最终可视化展示在高德地图上。信息展示框以调查点类型和情况描述组成，单击可进行其他信息的查看。

（3）消息提醒

移动端子系统获取即时通信信号，将信息内容存储至数据库。当接收到个人新消息时，在高德地图上闪烁提示，同组内成员通过消息提醒进行即时的消息沟通以及文件传输。

3 结论

本文通过地震现场调度与协同工作对开源地图的需求分析，确定开源地图选型并结合地震现场灾情调查工作，实现现场灾情调查系统的地图支持和服务。依托高德地图现有的先进技术，调用其开放接口，实现人员监控、实时路况获取、信息标注及展示等功能，增强了现场灾情调查系统的适用性，在一定程度上提高了应急期地震现场工作中任务分派和任务执行过程的效率。除文中所述集成的特征功能外，如何将大型建筑室内导航、实景地点放大、调查地点的详细信息展示（百度百科）、即时公共信息提醒、赋予权限的任务指令提示、更多种类标注信息展示等高德地图不断开发的新功能应用于现场灾情调查系统，是后续需要进一步研究的内容。