地震灾害风险预评估数据库设计与研究

徐博

摘 要：文章采用ArcGIS作为地震空间数据制作平台，Oracle为空间数据库存储平台，针对2014—2018年山西地震灾害预评估报告并参考地震应急基础数据库的建设，制定地震风险预评估数据分类、命名和编码规则，探讨地震灾害风险预评估数据库的建设。

关键词：ArcGIS;空间数据库;编码规则

0    引言

我国是世界上地震灾害损失较严重的国家。开展地震灾害损失与风险预评估调查，是了解地震灾害风险、提升震后快速评估和辅助决策能力、协助地方政府加强地震应急准备能力的重要抓手。因此，地震灾害风险预评估数据库设计与研究具有重要的现实意义。本文针对2014—2018年山西地震灾害预评估报告并参考地震应急基础数据库的建设，开展地震灾害风险预评估数据库设计与研究，将现有地震灾害风险预评估报告入库，为地震灾害风险评估和应急救援提供数据保障。

1 研究内容和技术路线

1.1 研究内容

地震灾害风险预评估数据库是指当地震发生时，或地震预报发布后，提供人口、经济、城市地形、公路交通、救灾队伍、通信联络、地震应急预案、地震风险分析、对策建议等基础社会信息的综合性数据库。地震灾害风险预评估数据库中的数据在地震应急响应的整个过程中发挥着重要作用[1]，将为政府部门和地震部门在发生地震灾害后第一时间内做出正确决策并实施救援提供有力的技术支持。本文研究的地震灾害风险预评估数据主要内容有：

（1）地震灾害风险预评估数据库数据标准。对编码体系、数据格式和空间参考进行统一化处理，根据地震应急基础数据库规范进行转化。

（2）ArcSDE数据管理。ArcSDE是Esri为GIS应用程序开发的地理数据库服务器，它可以与各种关系数据库集成来存储空间数据。空间和非空间数据集可以集中存储在各种关系数据库中。

1.2  技术路线

用于灾害信息提取的遥感数据和DEM数据均采用栅格数据格式，数据本身占有较大的存储空间。基于此，在数据库设计中，决定采用oracle10g作为数据存储平台。此外，空间数据的管理使用Esri ArcSDE10.2作为空间数据存储引擎，应用程序通过ArcSDE用户管理和访问空间数据，系统使用ado.net读取非空间数据[1]。

2 数据库设计

2.1  概念设计

地震灾害风险预评估数据库基本数据内容包括：

（1）基础地理信息数据库：行政区划，地形地貌，气候特征，历史地质灾害，地质构造特征，历史地震，DEM数据，影像数据等。

（2）社会经济背景数据库：人口，经济，建筑物，交通，水库，学校等数据入库。

（3）调研数据库：调研村人口，房屋结构，照片，房屋构造等。

（4）地震危险性分析数据库：设定地震数据，人员伤亡评估，救援力量数据，应急救援物资数据等。

（5）防震减灾对策数据库：救援力量部署数据，物资储备数据库数据，防震减灾预案，医疗机构分布数据等。

地震灾害风险预评估数据库主要包括属性数据和空间数据[2]。

2.2  基本原则

在进行数据库建库前，必须对数据进行分类和编码。

（1）空间数据格式，本文所涉及的空间数据一律以shp格式存储。

（2）坐标系统宜采用2000国家大地坐标系（CGCS2000），投影宜采用经纬度投影或正轴割圆锥等面积投影。

（3）地震灾害风险预评估数据库行政区划数据精度和底图比例尺应不小于1：10 000。地震地质及地震区划数据精度和比例尺应不小于1：500 000。

（4）行政区划空间数据必须编码，属性数据通过编码与相应的空间数据一一对应，完成关联。

（5）数据质量元素应包括完整性、位置准确性、属性准确性、逻辑一致性、现势性等内容。对于数据源，应记录与数据质量相关的数据处理、数据内容选择以及数据更新和维护过程。

2.3  逻辑设计

地震灾害风险预评估数据库的逻辑层次结构分为4个等级，总体库-分体库-逻辑层-物理层，如图1所示。

（1）总体库。包含所有数据内容的库，所有的数据要素集和数据要素类都属于该库，命名为地震灾害风险预评估数据库。

（2）分体库。运用Oracle对空间数据管理机制，使用数据集（dataset）模型组织空间数据，使用表组织非空间数据。因而，创建多个数据集来组织空间数据：建立基础地理信息数据集、专题信息数据集、地震危险性分析数据集、DEM数据集。

（3）逻辑层。包含分体库中的各个数据库层，包括行政区划，房屋结构，物资储备等。在ArcSDE的层次中，它属于数据要素类（Feature Class）。另外，包含以表（Table）建立的数据类型编码的表、社会经济数据的表，以及行政区划编码表等。

（4）物理层。在ArcSDE中，以Shape格式存储矢量数据，一个Shape可以指代一个点、一个面或者一条线。一个Shape代表地图上一个对象，每个Shape都可以有自己独立的属性，包括经济、人口、建筑物等信息。在本数据库中，除用点、线、面为物理存储单元外，用表来存储各种非空间数据[3]。

3 数据库建库

运用ArcCatalog对数据进行入库工作。在 oracle 中建立数据库，ArcCatalog可以通过 ArcSDE通道实现各种数据的存储和查询。

3.1 空间数据入库

主要分为添加要素数据集（Feature Dataset）和要素数据类（Feature Class）。

添加要素数据集应在数据库中添加一个统一坐标下的多个图层数据的集合。例如在数据库中添加一个基础地理数据集，只有构建了地理数据的堆栈，才能将因子类别添加到此数据集中。

3.2 表数据入库

表数据的入库，就是将属性数据添加到数据库中。在ArcCatalog目录树中，在需要建立关系表的数据库上单击右键，点击创建，选择Table命令，从而实现表数据的创建。以后的过程和单独要素类的入库方式类似[3]。

4结语

随着软件工程技术、GIS技术和空间数据库技术不断发展，为数据库建设提供了技术支撑。地震空间数据制作平台运用国内外流行的GIS平台-ArcGIS，空间数据库存储平台采用大型关系数据库管理系统-Oracle，实现了地震灾害风险预评估数据库的创建[4-5]。在建立数据库时，我们需要利用先进的数据提取、更新和存储技术，关注数据内容和结构的概念，为地震救援提供数据支持，提高指挥决策的科学性和正确性。同时，地震灾害风险预评估数据库数据收集是一项长期的工作。我們必须与时俱进，吸收各种先进的数据库技术，不断丰富和完善地震灾害风险预评估数据库。

[参考文献]

[1]刘丽丽.基于ArcSDE和Oracle的地震风险评估数据库设计与研究[J].测绘与空间地理信息，2016（8）：107-109.

[2]张文静，于浩，惠杨，等.地震应急基础数据库管理与更新[J].防灾减灾学报，2018（1）：62-65.

[3]胡仪员.基于ArcSDE for Oracle的地震灾害紧急救援队数据库系统建设[D].成都：西南交通大学，2008.

[4]曹科.基于GIS技术的地震应急空间数据库设计及建设[D].昆明：昆明理工大学，2008.

[5]方雅申.城市地震应急数据库的设计与实现[J].大众科技，2015（8）：12-15.

（编辑 王永超）