基于西安市地震應急指揮技術系統的應急數據庫的創建與實現

摘 要：本文從數據分類、數據編碼、數據處理與入庫四個方面簡要介紹了西安市地震應急指揮技術系統的應急數據庫的創建與實現。本應急數據庫的創建是首次將數字城市地理空間框架建設成果應用于地震行業的一次突破性創新，也是地震行業數據庫建設模式的新的嘗試，可為將來地震應急數據庫建設發展與擴展模式提供可借鑒的經驗。

關鍵詞：地震應急 數據庫 數字城市 應急響應

中圖分類號：P315 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）01（b）-0014-03

西安市地震應急指揮技術系統的建設，為政府部門進行地震應急、抗震救災指揮提供了指揮場所和必要的技術手段，為西安市應對地震突發事件創建了一個良好的高科技應急處置平臺，提升了西安市應對破壞性地震的緊急處置能力。破壞性地震發生時，能夠迅速判斷地震的規模、影響范圍、損失等情況，并提出一系列科學的救災方案和調度方案，協助指揮人員實施各種地震救災行為，實現地震應急信息快速傳遞、高效處理，提高應急救災指揮與決策的技術水平，最大限度地減少震時的混亂和人員傷亡，大大提高西安市地震應急的工作效率和為政府抗震救災提供技術支持的能力，大幅度提高地震應急信息的傳輸和緊急事務的處置能力。

1 創建背景

西安市位于渭河強震帶的南段，地質構造復雜，活動斷裂發育，新構造運動強烈，地震頻繁，具有發生中強地震的地質構造背景。1978年國家地震局編制的《中國地震危險區劃圖》中，指出西安地區未來百年內可能發生的最大震級為M≥6.5級。西安絕大部分地區地震烈度為8度，少部分為7度區，是全省地震高烈度區。鑒于西安市地震地質構造背景和城市社會經濟發展狀況，2006年西安市再次被國務院確定為未來15年國家級地震重點監視防御城市。

2008年，國家測繪局提出了建設“全國地理信息公共服務平臺”的宏大構想，西安市被國家測繪局列為全國首批數字城市地理空間框架建設與應用示范城市?！笆晃濉逼陂g，西安市借助“數字西安地理空間框架建設示范項目”（以下簡稱數字西安），在SuperMap上構建了一個以基礎測繪資料、基礎地理空間框架數據為核心，以構建完善的地理空間框架數據管理體系和服務體系為主要結構，面向政府、公眾和行業用戶的、開放式的信息服務平臺[1]。

西安市地震應急指揮技術系統是首個在“數字西安”基礎上，應用于省會城市地震應急工作的指揮系統。該系統利用第三方軟件二次開發，滿足基于“數字西安”數據與本地數據共享的應用需求，為西安市政府和西安市防震減災領導小組成員提供抗震救災指揮服務的技術支撐系統。概括起來就是一套，基于“數字西安”，匯集各行業數據，并為各行業服務的開放心綜合應急減災技術系統，（如圖1）。

作為西安市地震應急指揮技術系統的基礎支撐，其應急數據庫建設至關重要，只有建設數據完備、分類合理、更新及時的應急數據庫，才能支撐系統運算與成果產出。在應急數據的支持下，系統才能完成地震規模、影響范圍、損失情況等的判斷，完成救災方案和調度方案的提出，實現地震應急信息快速傳遞、高效處理，使系統在抗震救災中最大限度的發揮作用。

2 數據庫建設

2.1 數據分類

應急數據庫是整個應急指揮技術系統的基礎支撐，從系統功能與產出入手開展數據需求分析，為了支撐系統運算與成果產出，必須要求數據種類多、涉及面廣、時效性強，將應急數據劃分為：基礎信息類、社會統計類、地震地質基礎類、災害影響背景類、災害相關因素類、救災力量類、聯絡信息類、預案法規類、災情信息類、專題地圖類十大類42小類數據，更加全面的保障系統運行，（如圖2）。

（1）基礎信息類數據。

采用“數字西安”提供的公用地理數據，包括：1∶500、1∶1000城市大比例尺基礎數據和1∶10000、1∶50000中小比例尺基礎地理數據，按照國家基礎地理圖的數據庫規范執行，圖層名按國家基礎地理圖起名，投影方式為經緯度投影。主要圖層包括：行政區劃界限（國界、省界、縣界、鄉界）、水系、等高線、道路等。

（2）社會統計類數據。

該類數據主要來自于國家統計數據，包括地市、區縣、鄉鎮的人口統計；地市、區縣的GDP統計；地市、區縣、鄉鎮房屋統計以及區縣少數民族統計。

（3）地震地質基礎類數據。

地震地質基礎類數據涵蓋了地震區劃、地震活動、地震目錄、地震臺網分布、地震重點監視防御區、震害與救災案例數據，同時，由地層、巖石、斷裂以及地裂縫組成。

（4）災害影響背景類數據。

當破壞性地震發生后，只有掌握當地各種背景信息，才能判斷出該地區可能造成哪些災害、破壞程度可能會有多大、人員傷亡與經濟損失情況估計有多少，當然，背景信息越豐富，對地震造成危害的預估就會越充分，災害影響背景類數據在各類背景信息中抽取了影響最大、覆蓋最廣的幾種數據，其中包括公路、鐵路、水道、橋梁、隧道、大型企業、機場、水庫、油氣管線、重大火災、爆炸、有毒、放射危險源、崩塌、滑坡、泥石流危險區、旅游景點和自然保護區、大型文物保護單位。

（5）災害相關因素類數據。

災害相關因素類數據主要是氣象部門發布的氣象數據與歷史氣象統計數據。

（6）救災力量類數據。

當破壞性地震發生后，為了開展一系列應急救援工作，需要指揮調度救援隊伍趕赴現場開展救援工作，同時還要保障后方醫療、物資力量供給充分，因此救災力量數據至關重要，其中包括了專業救災隊伍分布、行業搶險隊伍分布、醫療救護力量分布、消防力量分布、物資儲備信息。

（7）聯絡信息類數據。

聯絡信息類數據主要包括了地震系統、地方政府、地方抗震救災指揮部聯絡信息和災情速報網絡信息。

（8）預案法規類數據。

預案法規類數據主要是指各地地震應急預案。

（9）災情信息類數據。

當破壞性地震發生后，會產出大量災情數據，其中涵蓋了宏觀前兆、震情信息、震感信息、人口影響、交通破壞、建筑物破壞、重要目標破壞、基礎設施破壞、次生災害、社會影響、動態反饋信息、統計信息、災區范圍、人員傷亡分布、居民生活影響、交通情況信息。這些災情信息主要是一些文檔、圖片、音視頻等非結構化數據，主要按照以下方式進行分類。

①文檔數據。

地震工作報告、地震震情分析、地震應急預案與法規、抗震救災概況、現場分析總結。

②圖片數據。

地震災害、房屋安全性鑒定、災情、工作會議、后勤保障、緊急醫療救護、科學考察、領導視察、普通生活、社會治安、搜索救援、通訊保障、衛生防疫、現場調查、信息保障、災害評估、震情速報等。

③音視頻數據。

地震災害、震情速報、領導視察、工作會議、現場調查和災害評估、物資保障、搜索救援、緊急醫療救護和衛生防疫、房屋安全性鑒定、科學考察等。

（10）專題地圖類數據。

針對實際數據復雜程度和闡述目的的不同，有針對性地定制用于不同場合的數據專題應用模板，并加以美工優化處理。專題地圖主要包括：基礎地理圖、人口分布圖、國民經濟分布圖、重點目標分布圖、地震分布圖、地震地質災害圖、地震臺站分布圖、危險源分布圖、水庫分布圖等。

2.2 數據收集

地震應急數據種類繁多、覆蓋面廣，幾乎覆蓋各行業，數據來源廣泛，獲取手段多樣，在開展數據收集工作中，分別從“數字西安”、陜西省地震應急基礎數據庫以及通過地方收集基礎數據、地震災情信息，本地制作專題地圖數據五種渠道來獲取數據，（如圖3）。

（1）底層基礎地理信息調用“數字西安”的基礎地理數據，包括1∶500、1∶1000城市大比例尺基礎數據、1∶10000、1∶50000中小比例尺基礎地理數據，該數據完全按照國家基礎地理圖的數據庫規范定制，格式標準統一。

（2）通過數據共享與交換，從陜西省地震局的地震應急基礎數據庫中抽取相關應急基礎數據，陜西省應急基礎數據庫按照中國地震局的規范標準創建，包括九大類24小類數據。

（3）根據西安市的特點進行地方數據的收集，行業數據由各個行業部門牽頭，縱向延伸至各區縣、鄉鎮，分門別類的收集相關數據；地方政府數據由區縣級政府部門牽頭，主要收集聯絡數據、行政區劃駐地信息，同時，地方政府對本次數據收集工作起到協調、配合作用，對行業數據收集有困難的單位部門，提供相應協調與幫助。

（4）破壞性地震發生后，獲取災情信息，災情信息涵蓋了宏觀前兆、震情信息、震感信息、交通破壞、基礎設施破壞、次生災害、社會影響、災區范圍、人員傷亡分布等等。該類數據以文檔、圖片、音視頻信息為主，屬于非結構化數據，包括照片、視頻、文檔等，以文件方式管理。

（5）定制地震專題地圖模板，按照震級大小、災情信息獲取時間、使用場合在不同的應急響應時間段產出不同的地震專題圖，方便領導及時了解震區行政背景、地震背景、震情分布、災情分布等信息，實現震后快速出圖，供領導應急指揮與輔助決策。

2.3 數據編碼

數據庫運行依靠數據編碼進行關聯與統一，編碼的科學性直接決定了數據運行的準確性，定義統一的編碼格式能夠方便系統中各模塊應用程序的調用，并提高系統運行效率。

將行政區劃ID編碼定義字符型（char），編碼長度14位，由14個阿拉伯數字組成，如圖3所示。其中，前6位采用《中華人民共和國行政區劃代碼》（GB/T2260-1995）規定代碼，表示省、市、縣（市、區）；第7、8、9位采用《縣以下行政區劃代碼編制規則》（GB10114-88）編碼，表示鄉、鎮或街道辦事處代碼；第10、11、12位表示行政村、街區或重點目標代碼，行政村、截取采用國家統計局行政村、街區代碼規則，重點目標代碼占用前兩位，最后一位補0；第13、14位表示自然村或重點目標，采用順序編碼，（如圖4）。

將地震事件的時間編碼定義為時間類型，用T表示，用以描述與時間有關的數據字段，長度定為14位，由14個阿拉伯數字組成，采用公元紀年的北京時間，精確到秒，表達格式（如圖5）。

2.4 數據處理與入庫

底層基礎地理信息數據直接調用“數字西安”的基礎地理數據，該數據完全按照國家基礎地理圖的數據庫規范定制，數據可以直接調用。

從陜西省地震局的地震應急基礎數據庫中抽取的應急基礎數據是嚴格按照《區域級抗震救災指揮部地震應急基礎數據庫格式規范（修訂稿）》要求整理入庫的，該規范屬于地震行業通用標準，本次數據庫建設中也沿用此標準，數據可以直接入庫。

災情信息是伴隨破壞性地震發生后產生的，信息涵蓋面廣，格式多樣，主要以文檔、圖片、音視頻信息為主，這類數據屬于非結構化數據，直接以文件方式存儲管理。

地震專題地圖模板是按照系統功能需求定制，該模板直接保存于模板庫中，方便系統調用。

數據處理工作主要是針對從地方收集的非標準化數據，包括從各行業獲取的數據和地方政府數據，數據來源廣泛，數據量大，由于以收集各行業現成數據為主，數據大多為紙質文檔、紙質圖件、word文檔、excle表格、jpg圖片、accesss數據庫等格式，都是按照各行業自有標準與格式上報，必須進行二次處理才能入庫。數據類型以屬性數據居多，矢量數據所占比例較少，因此，數據處理的工作量大部分是屬性數據的空間化處理，尤其是以重大火災、爆炸、有毒、放射危險源分布、重要目標等點屬性數據的定位處理。

數據整理的工作思路是：先處理屬性數據，后處理空間數據。

數據處理的工作思路是：《區域級抗震救災指揮部地震應急基礎數據庫格式規范（修訂稿）》要求的數據按照此規范整理，規范要求外的數據效仿規范格式整理。

空間數據處理工作思路是：對于《區域級抗震救災指揮部地震應急基礎數據庫格式規范（修訂稿）》要求內的數據，首先將各類空間數據與陜西省地震局地震應急基礎數據庫中現有的各類數據做比對，若省局庫中已有此條記錄，則只更新該條數據的屬性部分；省局庫中無此條記錄，則將其空間化后存入省局庫。對于《區域級抗震救災指揮部地震應急基礎數據庫格式規范（修訂稿）》要求之外的數據，需要空間化處理的分為三類：一類是有經緯度信息的數據；另一類是有道路門牌號地址信息的數據；還有少數數據既沒有經緯度也沒有道路門牌號地址信息。對于有經緯度信息的數據，通過軟件批量導入，一次性處理為空間數據；對于有道路門牌號地址信息的數據，依托“數字西安”進行數據采集，“數字西安”的數據共享服務模式就是為政府、公眾和行業用戶提供開放式、一體化的空問信息提供服務的，其中包含了西安市大量社會公共數據與位置信息，特別是在西安市三環范圍內有詳細的道路與門牌號信息，可以通過“數字西安”平臺批量處理三環內有道路與門牌號地址信息的數據，對于三環外有地址信息的數據，在“數字西安”上利用其數據采集功能模塊逐個空間化，通過鏈接到西安市電子政務網，進入數據更新網站，在電子地圖上找到相應位置并點擊，及得到該點位唯一的ID編碼，然后在相關屬性表中錄入該點位的屬性數據，完成一條記錄空間化，（如圖6）。對于少數數據既沒有經緯度也沒有道路門牌號地址信息的數據，借助網絡搜索引擎找到其地址信息，然后用上述方法空間化。

3 數據應用

應急數據庫的建設為西安市地震應急指揮技術系統準確、高效運行提供了數據支撐，使系統能夠在第一時間快速完成地震判定、完善救災方案、提出調度建議，實現地震應急信息快速準確傳輸、高效處理，輔助西安市政府和西安市防震減災領導小組成員提供抗震救災指揮服務，使系統在抗震救災中最大限度的發揮作用，（如圖7～9）。

4 結語

該應急數據庫的建設是基于西安市地震應急指揮技術系統的功能需求，并結合“數字西安”為城市的信息化建設提供良好的基礎和支持，促進城市建設及其可持續發展的建設思路與定位創建的，為西安市地震應急指揮技術系統開展地震判定、完善救災方案、提出調度建議提供了基礎數據支持，使系統在抗震救災中最大限度的發揮作用，同時，該應急數據庫共享了“數字西安”地理信息公共服務平臺，為建設“全國地理信息公共服務平臺”提供了實踐經驗。

參考文獻

[1]范靈春，胡斌，李誼瑞.西安市地震應急指揮技術系統設計與實現[J].震災防御技術，2011，6.