構(gòu)建WebGIS和人工智能技術(shù)的防震綜合管理系統(tǒng)

周昌賢　鄭韶鵬

摘 要： 作為對人類人身和財產(chǎn)危害最嚴重的自然災(zāi)害，地震災(zāi)害的預(yù)防和管理越來越受到重視。伴隨著科技的不斷發(fā)展和進步，處在互聯(lián)網(wǎng)時代的人們利用各種先進技術(shù)來應(yīng)對地震災(zāi)害，其中地理信息系統(tǒng)發(fā)展也趨向于結(jié)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的Web空間數(shù)據(jù)瀏覽、查詢及分析等功能，從而逐漸形成了基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的地理信息系統(tǒng)（WebGIS）。WebGIS平臺的出現(xiàn)將空間數(shù)據(jù)的共享變?yōu)楝F(xiàn)實，對防震減災(zāi)工作提供了非常大的幫助。

關(guān)鍵詞： WebGIS； 人工智能技術(shù)； 防震系統(tǒng)； 地震災(zāi)害預(yù)防

中圖分類號： TN911?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）12?0087?03

Abstract： Earthquake disaster is a natural disaster producing most serious harm to human body and property， so people have paid more and more attention to its prevention and management. Along with the continuous development of science and technology， people in the age of Internet use all kinds of advanced technologies to deal with the earthquake disaster， in which the development of geographic information systems also tend to Web spatial data browse， query and analysis functions combining network technology. A geographic information system based on network technology （WebGIS） has been formed gradually. The appearance of WebGIS platform made the sharing of spatial data to be realized. It is very helpful to earthquake prevention and disaster reduction.

Keywords： WebGIS； artificial intelligence technology； quakeproof system； earthquake disaster prevention

利用地理信息系統(tǒng)等先進的科學技術(shù)和方法來預(yù)測可能出現(xiàn)的震災(zāi)，并針對震災(zāi)情況制定防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃及抗震對策，從而實現(xiàn)防震減災(zāi)和震害預(yù)測的目的[1]。本文通過對WebGIS的概念及特點進行描述，進而論述了系統(tǒng)設(shè)計過程中應(yīng)用的各種知識，介紹WebGIS和人工智能技術(shù)的防震綜合管理系統(tǒng)的主要功能的設(shè)計及實現(xiàn)過程，總結(jié)分析系統(tǒng)的實用性。

1 WebGIS的概念及特點

伴隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的單機模式的GIS系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足人們在Internet查詢信息及瀏覽的需求，WebGIS是GIS應(yīng)用Internet技術(shù)逐漸發(fā)展起來的，主要功能是在互聯(lián)網(wǎng)完成了地理信息的共享，使用戶能夠利用瀏覽器獲取和瀏覽地理信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)及一系列功能服務(wù)[2]。WebGIS結(jié)合了國際互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和GIS，將空間信息網(wǎng)絡(luò)化變?yōu)楝F(xiàn)實，不僅能將矢量化的空間信息提供給用戶還能使用戶獲取動態(tài)視頻、遙感圖像等多種生動形象的信息。WebGIS系統(tǒng)擁有Internet和傳統(tǒng)GIS軟件的優(yōu)點，用戶不必將GIS軟件安裝在本地計算機上就能夠在Internet對GIS應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)進行遠程訪問，并實現(xiàn)GIS分析，將交互的數(shù)據(jù)及地圖呈現(xiàn)在Internet上。與GIS相比WebGIS不僅擁有成本低、效率高和訪問范圍廣的優(yōu)點，還簡化了系統(tǒng)的操作步驟，降低了復(fù)雜程度。其主要特點體現(xiàn)在以下幾個方面：具有良好的可擴展性；是一種圖形化的超媒體信息系統(tǒng)；能夠完成全球化的客戶和服務(wù)器的應(yīng)用；交互性能非常好；實現(xiàn)了真正大眾化的GIS；具有跨平臺特性[3]。

2 系統(tǒng)應(yīng)用的技術(shù)和知識

服務(wù)器應(yīng)用程序接口、Java編程、插件法及公共網(wǎng)關(guān)借口等技術(shù)方法是實現(xiàn)WebGIS的基礎(chǔ)，其中支持通信標準是WebGIS體系遵循的技術(shù)標準，因此，要想實現(xiàn)與任何地方的數(shù)據(jù)相連這一標準化網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，就必須支持HTTP及TCP/IP協(xié)議，同時也為網(wǎng)絡(luò)化體系結(jié)構(gòu)優(yōu)越性奠定了基礎(chǔ)。WebGIS系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)用到了JavaScript語言、HTML語言和ArcXML語言，這些工具就決定了該系統(tǒng)性能的優(yōu)越性[4]。其中，ArcIMS 包括了客戶端和服務(wù)器端兩方面的技術(shù)，主要體系結(jié)構(gòu)詳見圖1。

JavaScript語言屬于腳本語言，具有較高的安全性，其建立在事件驅(qū)動及對象的基礎(chǔ)上形成的，主要作用是能夠在Web頁面中結(jié)合Java腳本語言和HTML語言對多個對象進行鏈接。在HTML 語言中通過調(diào)入或嵌入的方法實現(xiàn)了JavaScript語言的應(yīng)用，從而能夠?qū)蛻舳说膽?yīng)用程序進行開發(fā)。作為WWW的描述語言，HTML（超文本標記）語言能夠?qū)⒋娣旁谝慌_電腦中的圖形或文本同另一臺電腦中的圖形或文本聯(lián)系起來，形成一個統(tǒng)一的整體。在查詢的過程中，用戶只需點擊圖標或文本，就能夠獲取存在于另一臺電腦中的相關(guān)的信息[5]。HTML結(jié)構(gòu)含有：需要說明具體內(nèi)容的主體、描述瀏覽器需要信息的頭部兩大部分，其命令能夠?qū)β曇簟⑽淖帧⒈砀瘛赢嫛⑦B接及圖形等形式的內(nèi)容進行說明。

3 主要功能的設(shè)計及實現(xiàn)

3.1 主要功能的設(shè)計

3.1.1 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

WebGIS系統(tǒng)的核心部位即基礎(chǔ)信息的查詢，該核心使系統(tǒng)不僅有利于防震減災(zāi)工作的進行，還能為城市其他行業(yè)提供相應(yīng)的信息查詢，涵蓋了系統(tǒng)構(gòu)建需要的全部數(shù)據(jù)內(nèi)容，是城市管理化和信息化的基礎(chǔ)。該部分在滿足分析功能的基礎(chǔ)上更注重信息的查詢和發(fā)布，發(fā)布基礎(chǔ)信息地圖的設(shè)計過程詳見圖2。

3.1.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫的設(shè)計具有非常重要意義，防震減災(zāi)系統(tǒng)的能否發(fā)揮其作用就在于數(shù)據(jù)庫的有效程度。數(shù)據(jù)庫組織過程中一方面要主意數(shù)據(jù)的特征，另一方面還要保證其應(yīng)用功能。為了實現(xiàn)對數(shù)據(jù)合理的管理和方便用戶的目的，就需要對數(shù)據(jù)庫進行分類建庫，防震減災(zāi)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫可以劃分為地震地質(zhì)專題數(shù)據(jù)庫及城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫。

3.1.3 系統(tǒng)的主要功能

基礎(chǔ)信息查詢功能、地震專題功能模塊及其模型及系統(tǒng)其他擴展功能是WebGIS防震減災(zāi)系統(tǒng)的主要功能。首先，基礎(chǔ)信息查詢功能能夠?qū)⒎勒饻p災(zāi)的屬性及空間位置等有關(guān)信息快捷的在地圖中查詢出來，并對查詢結(jié)果進行進一步的分析和研究[6]。圖層交替顯示和圖例等輔助功能、查找工具和屬性顯示等屬性信息查詢功能、全圖顯示和地圖縮小/放大等基本地圖操作功能、測量距離和緩沖區(qū)分析等地圖分析基本功能及取消選項和方框選取等地圖元素選取功能等都屬于基礎(chǔ)信息查詢功能的范疇。地震危險性分析模塊、地震災(zāi)害分析模塊、地震次生災(zāi)害分析模塊和地震人員傷亡預(yù)測是地震專題功能模塊及其模型的四大內(nèi)容。其中地震危險性分析是對某個研究區(qū)域的低振動的水平概率和低振動大小的測定，是防震減災(zāi)工作中的基礎(chǔ)研究；地震災(zāi)害分析模塊又可以劃分為生命線系統(tǒng)震害預(yù)測、經(jīng)濟損失、建筑物震害分析、人員傷亡以及地震次生災(zāi)害預(yù)測個各方面；毒氣污染、滑坡、細菌污染、水災(zāi)及滑坡等災(zāi)害都屬于地震次生災(zāi)害，這些地震次災(zāi)是由于直接災(zāi)害發(fā)生破壞了自然原本生態(tài)平衡后而出現(xiàn)的；建筑物質(zhì)量及類型、災(zāi)后救援、地震輕度及地震時間等多種綜合原因都會對地震傷亡人員數(shù)量產(chǎn)生影響[7]。

地理形態(tài)、自然資源、應(yīng)急知識、生物群系及地震相關(guān)科普知識等都屬于系統(tǒng)其他擴展功能，這些拓展功能使系統(tǒng)的實用性更強，應(yīng)用的范圍更廣。

3.2 主要功能的實現(xiàn)

3.2.1 地震危險性分析功能的實現(xiàn)

對地震危險性進行分析即科學性評價某場地的地震影響程度，具體指在地質(zhì)環(huán)境和周圍場地研究的基礎(chǔ)上，通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析法來對該場地遭遇不同程度地震災(zāi)害后的概率，從而評價地震安全性。可以通過概率性分析法、確定性分析法及經(jīng)驗統(tǒng)計分析法來進行地震危險性分析工作。其中，對于地震危險信預(yù)測分析的主要流程詳見圖3。

3.2.2 等震線模型及其實現(xiàn)方法

地震烈度是地震危險性評價的指標，從而通過等震線將地面破壞程度相似的各點在不同烈度區(qū)域連接勾畫出來，等震線形狀多樣，以橢圓形為主。在確定等震線的過程中主要用到各烈度的短軸和長軸的半徑及長軸的方向，受災(zāi)地區(qū)面積由各烈度的短軸和長軸的半徑?jīng)Q定，震中所在的地震斷裂方向與發(fā)震構(gòu)造走向一致，都是由長軸的方向決定的[8]。橢圓等震線為任意角度橢圓，生成橢圓的方法并沒有在ArcIMS中直接顯示出來，但可以根據(jù)亮點連線生成普通現(xiàn)狀目標的功能來將若干條的直線拼接成橢圓形等震線。

3.2.3 建筑物震害分析功能的實現(xiàn)

建筑物易損性結(jié)果和地震影響場計算結(jié)果是建筑物震害分析預(yù)測和評估的基礎(chǔ)條件，分別對鋼混結(jié)構(gòu)、各種形式磚房及廠房等建筑物進行震害預(yù)測。具體步驟是將建筑物類型分布圖層及地震影響場圖層進行疊加，分別提取圖層的屬性值，從而重新建立一個建筑物震害分析疊加圖層，并將最終結(jié)構(gòu)通過網(wǎng)絡(luò)進行發(fā)布，最終實現(xiàn)對建筑物的震害分析。

3.2.4 系統(tǒng)主界面的設(shè)計與實現(xiàn)

系統(tǒng)流程主要通過用戶界面體現(xiàn)出來，對于用戶來說，系統(tǒng)窗口即界面，因此用戶使用系統(tǒng)效率由用戶界面的好壞決定[9]。在制作用戶界面時應(yīng)注意以下事項：

（1） 提高界面的可讀性，讓用戶能夠清楚了解和閱讀所需要的信息；

（2） 界面中應(yīng)用的術(shù)語要同意和標準；

（3） 做到簡潔明了，簡化操作步驟和程序；

（4） 將操作過程可視化，使客戶掌握操作流程，有目的性的進行查詢。

3.3 防震資訊查詢功能

常規(guī)網(wǎng)站的應(yīng)用內(nèi)容是防震資訊查詢功能的基礎(chǔ)，使系統(tǒng)更具有實用性和廣泛性，行業(yè)標準、地震應(yīng)急、城市概況、地震科普及相關(guān)震害分析等都屬于常規(guī)應(yīng)用內(nèi)容。生物群系、地理形態(tài)和位置、行政區(qū)及自然災(zāi)害等都屬于城市概況的范疇；全國地震能量統(tǒng)計分布圖、全國歷史地震震中分布圖、全國地震頻度統(tǒng)計分析圖、全國地震烈度區(qū)劃圖及全國震中分布圖都是地震活動的部分；航磁和重力異常分析都屬于相關(guān)分析部分；地震應(yīng)急常識及應(yīng)急預(yù)案屬于地震應(yīng)急部分；工程場地地震安全評價技術(shù)規(guī)范、地震數(shù)據(jù)分類與代碼、中國地震烈度表及地震現(xiàn)場工作調(diào)查規(guī)范等屬于行業(yè)標準部分；地震類型、斷層、地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)等地震相關(guān)信息屬于地震科普部分。

4 結(jié) 語

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，地震應(yīng)急工作的質(zhì)量隨著GIS和計算機技術(shù)的廣泛應(yīng)用得到了很大的提高，我們要跟隨Internet網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢，充分利用WebGIS和人工智能技術(shù)的的優(yōu)勢，建立基于WebGIS和人工智能技術(shù)的防震綜合管理系統(tǒng)，對地震信息進行合理的管理并提供輔助決策，極大地促進了地震基礎(chǔ)信息、預(yù)測震災(zāi)、制定應(yīng)急方案等工作的開展。通過對城市防震減災(zāi)系統(tǒng)的設(shè)計和研究主要成就有以下幾點：

（1） 應(yīng)用專題應(yīng)用數(shù)據(jù)庫加強了屬性數(shù)據(jù)和圖形的關(guān)聯(lián)；

（2） 通過WebGIS法，在科學理論的基礎(chǔ)上利用JavaScript和ArcIMS 9.1構(gòu)建了WebGIS和人工智能技術(shù)的仿真綜合管理系統(tǒng)；

（3） 用戶在利用系統(tǒng)查詢的過程中，加深了對防震減災(zāi)知識的了解；

（4） 完成了屬性信息的查詢及地圖常用功能的設(shè)計，具有很強的實用性；

（5） 將城市危險性分析及震害分析提供給用戶，實現(xiàn)了地震相關(guān)信息和應(yīng)對措施的共享。WebGIS和人工智能技術(shù)的防震綜合管理系統(tǒng)實現(xiàn)了對地震資料的組織、使用和共用，突破了基于固定地點的單機基礎(chǔ)上運行的局限性，擴大適用范圍，在防震救災(zāi)工作中發(fā)揮的作用也越來越重要。

參考文獻

[1] 劉本玉，蘇經(jīng)宇，江見鯨，等.基于 GIS 的防震減災(zāi)決策支持系統(tǒng)的設(shè)計[J].建筑科學，2012，24（l）：90?97.

[2] 劉煒梅.地理信息系統(tǒng)（GIS）在震災(zāi)評估中的應(yīng)用[J].山東建筑工程學院學報，2009，9（3）：59?63.

[3] 周斌，劉濤，文俊武.GIS 技術(shù)在地震學研究中的應(yīng)用[J].地球物理學進展，2011（1）：685?688.

[4] 周斌.基于GIS 的防震減災(zāi)計算機信息管理及輔助決策系統(tǒng)[J].西北地震學報，2010，23（l）：l?8.

[5] 謝建華，陶紅，李培錚.開發(fā)WebGIS的一種新技術(shù)：ArcIMS技術(shù)[J].自然雜志，2012（9）：57?60.

[6] 高曉紅.基于GIS的城市防震減災(zāi)信息系統(tǒng)研究[J].自然災(zāi)害學報，2009，12（4）：110?114.

[7] 毛繼國.基于 WebGIS 的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報信息系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].防災(zāi)技術(shù)高等專科學校學報，2010，8（2）：73?76.

[8] 鄔倫，張晶，唐大仕，等.基于WebGIS 的體系結(jié)構(gòu)研究[J].地理學與國土研究，2011，11（4）：20?24.

[9] 劉偉慶，徐敬海.基于GIS 的城市防震減災(zāi)信息系統(tǒng)開發(fā)[J].南京工業(yè)大學學報，2011，23（5）：58?65.

3.1.1 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

WebGIS系統(tǒng)的核心部位即基礎(chǔ)信息的查詢，該核心使系統(tǒng)不僅有利于防震減災(zāi)工作的進行，還能為城市其他行業(yè)提供相應(yīng)的信息查詢，涵蓋了系統(tǒng)構(gòu)建需要的全部數(shù)據(jù)內(nèi)容，是城市管理化和信息化的基礎(chǔ)。該部分在滿足分析功能的基礎(chǔ)上更注重信息的查詢和發(fā)布，發(fā)布基礎(chǔ)信息地圖的設(shè)計過程詳見圖2。

3.1.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫的設(shè)計具有非常重要意義，防震減災(zāi)系統(tǒng)的能否發(fā)揮其作用就在于數(shù)據(jù)庫的有效程度。數(shù)據(jù)庫組織過程中一方面要主意數(shù)據(jù)的特征，另一方面還要保證其應(yīng)用功能。為了實現(xiàn)對數(shù)據(jù)合理的管理和方便用戶的目的，就需要對數(shù)據(jù)庫進行分類建庫，防震減災(zāi)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫可以劃分為地震地質(zhì)專題數(shù)據(jù)庫及城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫。

3.1.3 系統(tǒng)的主要功能

基礎(chǔ)信息查詢功能、地震專題功能模塊及其模型及系統(tǒng)其他擴展功能是WebGIS防震減災(zāi)系統(tǒng)的主要功能。首先，基礎(chǔ)信息查詢功能能夠?qū)⒎勒饻p災(zāi)的屬性及空間位置等有關(guān)信息快捷的在地圖中查詢出來，并對查詢結(jié)果進行進一步的分析和研究[6]。圖層交替顯示和圖例等輔助功能、查找工具和屬性顯示等屬性信息查詢功能、全圖顯示和地圖縮小/放大等基本地圖操作功能、測量距離和緩沖區(qū)分析等地圖分析基本功能及取消選項和方框選取等地圖元素選取功能等都屬于基礎(chǔ)信息查詢功能的范疇。地震危險性分析模塊、地震災(zāi)害分析模塊、地震次生災(zāi)害分析模塊和地震人員傷亡預(yù)測是地震專題功能模塊及其模型的四大內(nèi)容。其中地震危險性分析是對某個研究區(qū)域的低振動的水平概率和低振動大小的測定，是防震減災(zāi)工作中的基礎(chǔ)研究；地震災(zāi)害分析模塊又可以劃分為生命線系統(tǒng)震害預(yù)測、經(jīng)濟損失、建筑物震害分析、人員傷亡以及地震次生災(zāi)害預(yù)測個各方面；毒氣污染、滑坡、細菌污染、水災(zāi)及滑坡等災(zāi)害都屬于地震次生災(zāi)害，這些地震次災(zāi)是由于直接災(zāi)害發(fā)生破壞了自然原本生態(tài)平衡后而出現(xiàn)的；建筑物質(zhì)量及類型、災(zāi)后救援、地震輕度及地震時間等多種綜合原因都會對地震傷亡人員數(shù)量產(chǎn)生影響[7]。

地理形態(tài)、自然資源、應(yīng)急知識、生物群系及地震相關(guān)科普知識等都屬于系統(tǒng)其他擴展功能，這些拓展功能使系統(tǒng)的實用性更強，應(yīng)用的范圍更廣。

3.2 主要功能的實現(xiàn)

3.2.1 地震危險性分析功能的實現(xiàn)

對地震危險性進行分析即科學性評價某場地的地震影響程度，具體指在地質(zhì)環(huán)境和周圍場地研究的基礎(chǔ)上，通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析法來對該場地遭遇不同程度地震災(zāi)害后的概率，從而評價地震安全性。可以通過概率性分析法、確定性分析法及經(jīng)驗統(tǒng)計分析法來進行地震危險性分析工作。其中，對于地震危險信預(yù)測分析的主要流程詳見圖3。

3.2.2 等震線模型及其實現(xiàn)方法

地震烈度是地震危險性評價的指標，從而通過等震線將地面破壞程度相似的各點在不同烈度區(qū)域連接勾畫出來，等震線形狀多樣，以橢圓形為主。在確定等震線的過程中主要用到各烈度的短軸和長軸的半徑及長軸的方向，受災(zāi)地區(qū)面積由各烈度的短軸和長軸的半徑?jīng)Q定，震中所在的地震斷裂方向與發(fā)震構(gòu)造走向一致，都是由長軸的方向決定的[8]。橢圓等震線為任意角度橢圓，生成橢圓的方法并沒有在ArcIMS中直接顯示出來，但可以根據(jù)亮點連線生成普通現(xiàn)狀目標的功能來將若干條的直線拼接成橢圓形等震線。

3.2.3 建筑物震害分析功能的實現(xiàn)

建筑物易損性結(jié)果和地震影響場計算結(jié)果是建筑物震害分析預(yù)測和評估的基礎(chǔ)條件，分別對鋼混結(jié)構(gòu)、各種形式磚房及廠房等建筑物進行震害預(yù)測。具體步驟是將建筑物類型分布圖層及地震影響場圖層進行疊加，分別提取圖層的屬性值，從而重新建立一個建筑物震害分析疊加圖層，并將最終結(jié)構(gòu)通過網(wǎng)絡(luò)進行發(fā)布，最終實現(xiàn)對建筑物的震害分析。

3.2.4 系統(tǒng)主界面的設(shè)計與實現(xiàn)

系統(tǒng)流程主要通過用戶界面體現(xiàn)出來，對于用戶來說，系統(tǒng)窗口即界面，因此用戶使用系統(tǒng)效率由用戶界面的好壞決定[9]。在制作用戶界面時應(yīng)注意以下事項：

（1） 提高界面的可讀性，讓用戶能夠清楚了解和閱讀所需要的信息；

（2） 界面中應(yīng)用的術(shù)語要同意和標準；

（3） 做到簡潔明了，簡化操作步驟和程序；

（4） 將操作過程可視化，使客戶掌握操作流程，有目的性的進行查詢。

3.3 防震資訊查詢功能

常規(guī)網(wǎng)站的應(yīng)用內(nèi)容是防震資訊查詢功能的基礎(chǔ)，使系統(tǒng)更具有實用性和廣泛性，行業(yè)標準、地震應(yīng)急、城市概況、地震科普及相關(guān)震害分析等都屬于常規(guī)應(yīng)用內(nèi)容。生物群系、地理形態(tài)和位置、行政區(qū)及自然災(zāi)害等都屬于城市概況的范疇；全國地震能量統(tǒng)計分布圖、全國歷史地震震中分布圖、全國地震頻度統(tǒng)計分析圖、全國地震烈度區(qū)劃圖及全國震中分布圖都是地震活動的部分；航磁和重力異常分析都屬于相關(guān)分析部分；地震應(yīng)急常識及應(yīng)急預(yù)案屬于地震應(yīng)急部分；工程場地地震安全評價技術(shù)規(guī)范、地震數(shù)據(jù)分類與代碼、中國地震烈度表及地震現(xiàn)場工作調(diào)查規(guī)范等屬于行業(yè)標準部分；地震類型、斷層、地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)等地震相關(guān)信息屬于地震科普部分。

4 結(jié) 語

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，地震應(yīng)急工作的質(zhì)量隨著GIS和計算機技術(shù)的廣泛應(yīng)用得到了很大的提高，我們要跟隨Internet網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢，充分利用WebGIS和人工智能技術(shù)的的優(yōu)勢，建立基于WebGIS和人工智能技術(shù)的防震綜合管理系統(tǒng)，對地震信息進行合理的管理并提供輔助決策，極大地促進了地震基礎(chǔ)信息、預(yù)測震災(zāi)、制定應(yīng)急方案等工作的開展。通過對城市防震減災(zāi)系統(tǒng)的設(shè)計和研究主要成就有以下幾點：

（1） 應(yīng)用專題應(yīng)用數(shù)據(jù)庫加強了屬性數(shù)據(jù)和圖形的關(guān)聯(lián)；

（2） 通過WebGIS法，在科學理論的基礎(chǔ)上利用JavaScript和ArcIMS 9.1構(gòu)建了WebGIS和人工智能技術(shù)的仿真綜合管理系統(tǒng)；

（3） 用戶在利用系統(tǒng)查詢的過程中，加深了對防震減災(zāi)知識的了解；

（4） 完成了屬性信息的查詢及地圖常用功能的設(shè)計，具有很強的實用性；

（5） 將城市危險性分析及震害分析提供給用戶，實現(xiàn)了地震相關(guān)信息和應(yīng)對措施的共享。WebGIS和人工智能技術(shù)的防震綜合管理系統(tǒng)實現(xiàn)了對地震資料的組織、使用和共用，突破了基于固定地點的單機基礎(chǔ)上運行的局限性，擴大適用范圍，在防震救災(zāi)工作中發(fā)揮的作用也越來越重要。

參考文獻

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[8] 鄔倫，張晶，唐大仕，等.基于WebGIS 的體系結(jié)構(gòu)研究[J].地理學與國土研究，2011，11（4）：20?24.

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3.1.1 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

WebGIS系統(tǒng)的核心部位即基礎(chǔ)信息的查詢，該核心使系統(tǒng)不僅有利于防震減災(zāi)工作的進行，還能為城市其他行業(yè)提供相應(yīng)的信息查詢，涵蓋了系統(tǒng)構(gòu)建需要的全部數(shù)據(jù)內(nèi)容，是城市管理化和信息化的基礎(chǔ)。該部分在滿足分析功能的基礎(chǔ)上更注重信息的查詢和發(fā)布，發(fā)布基礎(chǔ)信息地圖的設(shè)計過程詳見圖2。

3.1.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫的設(shè)計具有非常重要意義，防震減災(zāi)系統(tǒng)的能否發(fā)揮其作用就在于數(shù)據(jù)庫的有效程度。數(shù)據(jù)庫組織過程中一方面要主意數(shù)據(jù)的特征，另一方面還要保證其應(yīng)用功能。為了實現(xiàn)對數(shù)據(jù)合理的管理和方便用戶的目的，就需要對數(shù)據(jù)庫進行分類建庫，防震減災(zāi)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫可以劃分為地震地質(zhì)專題數(shù)據(jù)庫及城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫。

3.1.3 系統(tǒng)的主要功能

基礎(chǔ)信息查詢功能、地震專題功能模塊及其模型及系統(tǒng)其他擴展功能是WebGIS防震減災(zāi)系統(tǒng)的主要功能。首先，基礎(chǔ)信息查詢功能能夠?qū)⒎勒饻p災(zāi)的屬性及空間位置等有關(guān)信息快捷的在地圖中查詢出來，并對查詢結(jié)果進行進一步的分析和研究[6]。圖層交替顯示和圖例等輔助功能、查找工具和屬性顯示等屬性信息查詢功能、全圖顯示和地圖縮小/放大等基本地圖操作功能、測量距離和緩沖區(qū)分析等地圖分析基本功能及取消選項和方框選取等地圖元素選取功能等都屬于基礎(chǔ)信息查詢功能的范疇。地震危險性分析模塊、地震災(zāi)害分析模塊、地震次生災(zāi)害分析模塊和地震人員傷亡預(yù)測是地震專題功能模塊及其模型的四大內(nèi)容。其中地震危險性分析是對某個研究區(qū)域的低振動的水平概率和低振動大小的測定，是防震減災(zāi)工作中的基礎(chǔ)研究；地震災(zāi)害分析模塊又可以劃分為生命線系統(tǒng)震害預(yù)測、經(jīng)濟損失、建筑物震害分析、人員傷亡以及地震次生災(zāi)害預(yù)測個各方面；毒氣污染、滑坡、細菌污染、水災(zāi)及滑坡等災(zāi)害都屬于地震次生災(zāi)害，這些地震次災(zāi)是由于直接災(zāi)害發(fā)生破壞了自然原本生態(tài)平衡后而出現(xiàn)的；建筑物質(zhì)量及類型、災(zāi)后救援、地震輕度及地震時間等多種綜合原因都會對地震傷亡人員數(shù)量產(chǎn)生影響[7]。

地理形態(tài)、自然資源、應(yīng)急知識、生物群系及地震相關(guān)科普知識等都屬于系統(tǒng)其他擴展功能，這些拓展功能使系統(tǒng)的實用性更強，應(yīng)用的范圍更廣。

3.2 主要功能的實現(xiàn)

3.2.1 地震危險性分析功能的實現(xiàn)

對地震危險性進行分析即科學性評價某場地的地震影響程度，具體指在地質(zhì)環(huán)境和周圍場地研究的基礎(chǔ)上，通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析法來對該場地遭遇不同程度地震災(zāi)害后的概率，從而評價地震安全性。可以通過概率性分析法、確定性分析法及經(jīng)驗統(tǒng)計分析法來進行地震危險性分析工作。其中，對于地震危險信預(yù)測分析的主要流程詳見圖3。

3.2.2 等震線模型及其實現(xiàn)方法

地震烈度是地震危險性評價的指標，從而通過等震線將地面破壞程度相似的各點在不同烈度區(qū)域連接勾畫出來，等震線形狀多樣，以橢圓形為主。在確定等震線的過程中主要用到各烈度的短軸和長軸的半徑及長軸的方向，受災(zāi)地區(qū)面積由各烈度的短軸和長軸的半徑?jīng)Q定，震中所在的地震斷裂方向與發(fā)震構(gòu)造走向一致，都是由長軸的方向決定的[8]。橢圓等震線為任意角度橢圓，生成橢圓的方法并沒有在ArcIMS中直接顯示出來，但可以根據(jù)亮點連線生成普通現(xiàn)狀目標的功能來將若干條的直線拼接成橢圓形等震線。

3.2.3 建筑物震害分析功能的實現(xiàn)

建筑物易損性結(jié)果和地震影響場計算結(jié)果是建筑物震害分析預(yù)測和評估的基礎(chǔ)條件，分別對鋼混結(jié)構(gòu)、各種形式磚房及廠房等建筑物進行震害預(yù)測。具體步驟是將建筑物類型分布圖層及地震影響場圖層進行疊加，分別提取圖層的屬性值，從而重新建立一個建筑物震害分析疊加圖層，并將最終結(jié)構(gòu)通過網(wǎng)絡(luò)進行發(fā)布，最終實現(xiàn)對建筑物的震害分析。

3.2.4 系統(tǒng)主界面的設(shè)計與實現(xiàn)

系統(tǒng)流程主要通過用戶界面體現(xiàn)出來，對于用戶來說，系統(tǒng)窗口即界面，因此用戶使用系統(tǒng)效率由用戶界面的好壞決定[9]。在制作用戶界面時應(yīng)注意以下事項：

（1） 提高界面的可讀性，讓用戶能夠清楚了解和閱讀所需要的信息；

（2） 界面中應(yīng)用的術(shù)語要同意和標準；

（3） 做到簡潔明了，簡化操作步驟和程序；

（4） 將操作過程可視化，使客戶掌握操作流程，有目的性的進行查詢。

3.3 防震資訊查詢功能

常規(guī)網(wǎng)站的應(yīng)用內(nèi)容是防震資訊查詢功能的基礎(chǔ)，使系統(tǒng)更具有實用性和廣泛性，行業(yè)標準、地震應(yīng)急、城市概況、地震科普及相關(guān)震害分析等都屬于常規(guī)應(yīng)用內(nèi)容。生物群系、地理形態(tài)和位置、行政區(qū)及自然災(zāi)害等都屬于城市概況的范疇；全國地震能量統(tǒng)計分布圖、全國歷史地震震中分布圖、全國地震頻度統(tǒng)計分析圖、全國地震烈度區(qū)劃圖及全國震中分布圖都是地震活動的部分；航磁和重力異常分析都屬于相關(guān)分析部分；地震應(yīng)急常識及應(yīng)急預(yù)案屬于地震應(yīng)急部分；工程場地地震安全評價技術(shù)規(guī)范、地震數(shù)據(jù)分類與代碼、中國地震烈度表及地震現(xiàn)場工作調(diào)查規(guī)范等屬于行業(yè)標準部分；地震類型、斷層、地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)等地震相關(guān)信息屬于地震科普部分。

4 結(jié) 語

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，地震應(yīng)急工作的質(zhì)量隨著GIS和計算機技術(shù)的廣泛應(yīng)用得到了很大的提高，我們要跟隨Internet網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢，充分利用WebGIS和人工智能技術(shù)的的優(yōu)勢，建立基于WebGIS和人工智能技術(shù)的防震綜合管理系統(tǒng)，對地震信息進行合理的管理并提供輔助決策，極大地促進了地震基礎(chǔ)信息、預(yù)測震災(zāi)、制定應(yīng)急方案等工作的開展。通過對城市防震減災(zāi)系統(tǒng)的設(shè)計和研究主要成就有以下幾點：

（1） 應(yīng)用專題應(yīng)用數(shù)據(jù)庫加強了屬性數(shù)據(jù)和圖形的關(guān)聯(lián)；

（2） 通過WebGIS法，在科學理論的基礎(chǔ)上利用JavaScript和ArcIMS 9.1構(gòu)建了WebGIS和人工智能技術(shù)的仿真綜合管理系統(tǒng)；

（3） 用戶在利用系統(tǒng)查詢的過程中，加深了對防震減災(zāi)知識的了解；

（4） 完成了屬性信息的查詢及地圖常用功能的設(shè)計，具有很強的實用性；

（5） 將城市危險性分析及震害分析提供給用戶，實現(xiàn)了地震相關(guān)信息和應(yīng)對措施的共享。WebGIS和人工智能技術(shù)的防震綜合管理系統(tǒng)實現(xiàn)了對地震資料的組織、使用和共用，突破了基于固定地點的單機基礎(chǔ)上運行的局限性，擴大適用范圍，在防震救災(zāi)工作中發(fā)揮的作用也越來越重要。

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