1、基于GIS的城市防震減災輔助決策信息系統(tǒng)構建摘要本文闡述了建立城市防震減災輔助決策信息系統(tǒng)的重要性，介紹了系統(tǒng)組成模塊主要功能和主要內容。系統(tǒng)的建立實現(xiàn)了城市防震減災信息的現(xiàn)代化管理，具有較強的實用性。關鍵詞防震減災；輔助決策1引言地震發(fā)生在城市特別是人口稠密的大中城市所造成的破壞和影響難以估計。在目前地震短臨預報尚未獲得打破的情況下，如何依靠科技的進步，實現(xiàn)防震減災工作全方位開展，最大程度減小地震造成的損失是非常重要的。應充分抓住這一契機，依托信息技術的開展，將防震減災工作融入到數(shù)字城市建立中去，建立合適各城市特點的各類防震減災信息管理系統(tǒng)1。2系統(tǒng)目的(1)應用先進的gis技術，充分吸收地

2、震工程學、地震災害學、決策管理學、系統(tǒng)工程學、信息通訊的研究成果及建立經(jīng)歷。構建一套能較好的表達地震危險性分析、震害預測、評估和防震減災對策等研究成果并具有較強的基于gis的防震減災智能輔助決策系統(tǒng)。(2)地震發(fā)生時，在系統(tǒng)和現(xiàn)場信息的支持下，可以迅速判斷地震的規(guī)模、影響范圍、損失等情況，并據(jù)此提出一系列科學的救災方案和調度方案，協(xié)助指揮人員施行各種地震救災行為，進步應急救災指揮與決策的技術程度，最大限度地減少震時的混亂和人員傷亡。(3)系統(tǒng)在平時可作為地震宣傳教育、匯報演示等工具，并能充分展示城市防震減災工作現(xiàn)代化和信息化的程度。(4)系統(tǒng)應具有實用性、科學性、通用性、易用性、先進性、擴展性

3、、示范性。3系統(tǒng)的工作流程及框架設計地理信息系統(tǒng)(gegraphiinfratinsyste簡稱gis)是一項以計算機為根底的新興技術，圍繞著這項技術的研究、開發(fā)和應用形成了一門穿插性、邊緣性的學科，就是管理和研究空間數(shù)據(jù)的技術系統(tǒng)。它可以對空間數(shù)據(jù)按地理坐標或空間位置進展各種處理、研究各種空間實體及互相關系。通過對多因素的綜合分析，能迅速地獲取滿足應用需要的信息，并能以地圖、圖形或數(shù)據(jù)的形式表示處理的結果2。根據(jù)城市防震減災工作需要和功能要求，該系統(tǒng)是建立在gis平臺上的綜合應用軟件系統(tǒng)，主要包括根底圖件庫、地震危險性分析、震害預測、震害快速評估、地震應急對策分析、日常對外宣傳演示系統(tǒng)和地震

4、應急信息通信六個模塊。系統(tǒng)工作流程及總體框架如圖1所示。圖1系統(tǒng)總體框架圖4系統(tǒng)內容系統(tǒng)采用關系數(shù)據(jù)庫構造，將屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)分別存儲。就數(shù)據(jù)構造而言，對屬性數(shù)據(jù)采用關系模型，對空間數(shù)據(jù)采用拓撲數(shù)據(jù)模型，數(shù)據(jù)格式是矢量數(shù)據(jù)。系統(tǒng)的信息分類與編碼規(guī)那么參照中華人民共和國國家標準地形圖要素分類和代碼以及有關行業(yè)標準制定。4.1根底圖件庫根底圖件庫模塊包括了包括空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，內容涉及根底地圖、地震地質資料、生命線和次生災害資料等各種圖片資料。本模塊的所有圖件均具有顯示、放大、縮孝拖拉、信息顯示、查詢、打印和保存等多種功能。系統(tǒng)涉及的數(shù)據(jù)類型非常廣泛，數(shù)據(jù)源主要包括根底地圖、生命線及次生災害圖

5、、地震地質圖、文本、圖片、聲音、視頻等方面的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)采用apinf作為gis軟件平臺，aess作為文本數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)設計充分考慮了工程目的的需要，將所需要的相關數(shù)據(jù)全部納入數(shù)據(jù)庫中，并考慮到數(shù)據(jù)的時效性、準確性，數(shù)據(jù)的可修改和更新等。4.2地震危險性分析地震危險性分析是系統(tǒng)主要功能之一。主要用于估計地震對城市的影響，該模塊可提供方便的工具和靈敏的計算才能，既可以用來預測將來地震的影響，也可以評估正在和剛剛發(fā)生的實際地震以及歷史地震的影響。該模塊還可根據(jù)地震影響場和烈度衰減得出震害預測所需的輸入數(shù)據(jù)。另外系統(tǒng)還提供了兩種靈敏的任意假設地震三要素的輸入方式，一是鍵盤輸入方式，二是鼠標輸入方式，兩種

6、輸入方式均可在屏幕上顯示等震線。如使用鼠標輸入方式，用鼠標確定震中位置，改變震級大小和衰減方向，點擊刷新按鈕后即得到所要求的地震影響常圖2為任意假設地震影響場計算和結果顯示圖。圖2任意假設地震影響場計算和結果顯示圖設定地震的程序實現(xiàn)，根據(jù)合適本研究區(qū)的烈度衰減關系，確定適宜的地理底圖，底圖必須有準確的經(jīng)緯度，以確定震中位置和影響場范圍及場點在影響場中的位置。采用vb和apinf混合編程，在地理底圖上實現(xiàn)影響場的動態(tài)計算和可視化。計算公式為：ra=e(6.046+1.48i)/2.08125rb=e(2.617+1.435i)/1.4417ra和rb分別為某一烈度下的橢圓短軸與長軸的長度，為震級

7、，i為地震烈度。4.3震害預測和震害快速評估當城市及其附近地區(qū)發(fā)生破壞性地震時，可利用本模塊進展震害快速評估，為政府抗震救災決策提供參考。通過現(xiàn)場抽樣調查獲得相關數(shù)據(jù)，輸入和修改各類建筑構造造價、建筑總面積和總人口等數(shù)據(jù)，再結合發(fā)震時刻(白天或夜晚)，即可快速計算得到城市地震災區(qū)的建筑物破壞情況、經(jīng)濟損失估計和人員傷亡估計。另外，還可根據(jù)平安圖和地震危險性模塊任意設定地震所輸出的參數(shù)，快速計算震害預測結果。4.4地震應急對策分析當城市或鄰近地區(qū)發(fā)生一次地震事件并造成一定程度影響時，如何做出迅速、有力的反響并采取正確的應急措施，這對于保證震后應急工作高效、有序地進展，最大限度地減輕地震災害損失、

8、安定人心、穩(wěn)定社會是至關重要的。本模塊具有智能實時輔助決策功能，地震發(fā)生時，可通過數(shù)字地震臺網(wǎng)的自動觸發(fā)接口，以實時偵測方式搜尋地震臺網(wǎng)中心最新的破壞性地震定位結果文件，自動響應并啟動災情快速評估系統(tǒng)。可迅速判斷地震的規(guī)模、影響范圍、損失等情況，并據(jù)此提出一系列科學的救災方案和調度方案，協(xié)助指揮人員施行各種地震救災行為，進步應急救災指揮與決策的技術程度，最大限度地減少震時的混亂和人員傷亡。4.5日常對外宣傳演示系統(tǒng)日常對外宣傳演示系統(tǒng)是將本系統(tǒng)的功能用多媒體方式進展展示，主要用于向用戶展示本系統(tǒng)有哪些功能和特色，并通過文字、聲音圖像和視頻等多媒體效果，介紹城市的歷史文化、人文地理環(huán)境、地震地質

9、、根底設施、抗震設防概況、社會經(jīng)濟開展和科學文化教育等概況。5系統(tǒng)編程關鍵技術為建立本系統(tǒng)，我們選用了apinf作為開發(fā)應用平臺。作為apinf集成開發(fā)工具的apbasi3，它具有強大的地理信息數(shù)據(jù)操作功能、豐富的程序語句和完善的各類函數(shù)。5.1leautatin技術運用apinfprfessinal提供的leautatin功能，在visualbasi中可將apinf作為一個對象使用。vb程序在后臺啟動apinf，通過piture控件創(chuàng)立地圖窗口作為vb開發(fā)應用程序的子窗口。編程通過調用apinf對象的方法和設置其屬性來實現(xiàn)。其主要的方法是“d和eval。apinf.d“setnextduen

10、tparentpiture1.hnd“style1重父化apinf窗口apinf.d“apfr地圖表名顯示空間地圖rs=i.eval(seletininf(3)得到選擇表的行數(shù)5.2系統(tǒng)菜單調用和apbasi編程接口為了便于用戶更好地開發(fā)地理信息應用系統(tǒng)，apinf不僅提供了類似vb的apbasi語言，還支持對apinf系統(tǒng)菜單的功能調用，通過它用戶可以方便地對空間地圖進展操作和控制，節(jié)省了系統(tǒng)開發(fā)的周期。apinf.runenuand1705放大地圖apinf.d“runappliatinrkspae.r調用工作空間運用setap語句，后面加上不同的參數(shù)，可以實現(xiàn)地圖的疊加、導航、顯示比例定

11、義、圖層的自動隱藏和出現(xiàn)等，增強系統(tǒng)的地圖處理功能。apinf.d“setapzentire顯示整幅地圖值得注意的是apinf有幾個非模態(tài)窗口，包括信息(inf)窗口、標尺(rule)窗口、消息(essage)窗口和統(tǒng)計(statistis)窗口。假如要重父化這些特殊的浮動窗口，就要使用apbasi的setind.parent語句。6系統(tǒng)特色6.1平臺的先進性采用vb與apinf實現(xiàn)應用開發(fā)，vb作為前臺，apinf為后臺，用戶界面全部用vb編寫，通過vb控制并實現(xiàn)apinf的gis功能，充分發(fā)揮了vb界面友好、控制性及可操作性的特點，又不影響apinf的強大的空間操作才能，互相補充，使系統(tǒng)的

12、功能更加完善。6.2系統(tǒng)的實用性系統(tǒng)貫徹了充分發(fā)揮政府職能和公眾積極參與的地震工作方針，搜集了研究區(qū)內的有關防震減災的大量地圖、文本和圖片資料等，以及城市社會、經(jīng)濟等資料，建立了可綜合利用的城市根底圖件庫，能滿足震時應急反響和平時日常管理、對外宣傳等多方面需要，可大大進步防震減災工作的效率和對外的顯示度。6.3系統(tǒng)的高度集成性系統(tǒng)利用數(shù)字地震臺網(wǎng)測定的三要素，采用“智能決策一鍵啟動，最大限度地減少人工干預，簡單、快捷。當發(fā)生的地震對城市造成破壞性影響時，可快速給出本次地震所造成的房屋建筑破壞情況、經(jīng)濟損失、人員傷亡情況，自動生成應急對策、相關人員、物資需求情況、疏散示意圖并能通過應急信息發(fā)布平臺及時理解和發(fā)布相關信息。6.4系統(tǒng)的科學性系統(tǒng)對城市的工程地質條件、地震危險性進展了全面評價，建立了相關的分析模型，利用gis強大空間分析功能，將平安圖、行政區(qū)劃圖和等震線圖結合計算出各烈度區(qū)的面積，再根據(jù)震害矩陣得出預測結果，從而使預測精度得到進一步進步。7完畢語該系統(tǒng)是城市地震應急指揮中心的重要技術平臺，在震時可為政府及主管部門提供有力的地震應急技術支撐，平時也可作為防震減災的輔助