基于天地圖的山西地震應急基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫建設(shè)

鄭樹平 徐博 丁小牛 高偉亮 李斌

摘 ?要： 概述了地震應急基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫和天地圖平臺，提出通過數(shù)據(jù)處理，建立以天地圖平臺為基礎(chǔ)的地震應急基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，為地震應急評估決策系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支撐。同時解決要素數(shù)據(jù)的涉密限制問題，提高信息交流和面向社會公眾的服務能力，擴展地震應急信息服務范圍。

關(guān)鍵詞： 天地圖; 地震應急; 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫; 信息服務

中圖分類號：TP399 ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? 文章編號：1006-8228（2020）03-93-03

Construction of Shanxi provincial earthquake emergency basic database based on MapWorld

Zheng Shuping1，2， Xu Bo1，2， Ding Xiaoniu1，2， Gao Weiliang1，2， Li Bin3

（1. Earthquake Administration of Shanxi Province， Taiyuan， Shanxi 030021， China;

2. NationalContinental Rift Valley Dynamics Observatory of Taiyuan; 3. University of Science an Technology of Taiyuan）

Abstract： This paper describes the earthquake emergency basic database and the MapWorld platform， and proposes to establish the earthquake emergency basic database by means of the MapWorld platform through the data processing， so as to provide data support for the decision-making system of earthquake emergency evaluation. In addition， the earthquake emergency basic database can also be used to solve the problem of secret restriction of element data， improve the ability of information exchange and public service， and expand the scope of earthquake emergency information service.

Key words： MapWorld; earthquake emergency; basic database; information service

0 引言

山西是一個多震省份，地震應急工作十分重要。地震發(fā)生后，地震應急基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫可以支持災害評估系統(tǒng)，對地震災情的破壞范圍和破壞程度進行初步估計，同時還可以提供地震發(fā)生地區(qū)的災害背景數(shù)據(jù)、社會經(jīng)濟統(tǒng)計數(shù)據(jù)等基本信息，為指揮應急救援工作提供決策依據(jù)[1]。

1 地震應急基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫現(xiàn)狀

近年來，依托各類項目支持，山西地震應急基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫不斷得到完善與發(fā)展，數(shù)據(jù)的內(nèi)容與種類逐步豐富，數(shù)據(jù)質(zhì)量有很大提高，部分數(shù)據(jù)已經(jīng)實現(xiàn)了與居民地數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，極大地提高了現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫的精度，能夠很好地支持應急指揮技術(shù)系統(tǒng)，應對各項緊急/臨時需要，在地震應急中發(fā)揮重要作用。

在全面建設(shè)小康社會的進程中，人民更加追求安全、健康和幸福的生活，更為關(guān)注地震潛在危險，參與防震減災活動的意愿日趨強烈。

快速災情獲取和災害損失評估尚不能完全滿足大震巨災應對的需求。要堅持以人為本，強化社會管理，拓展公共服務，不斷豐富公共服務產(chǎn)品，這就需要充分利用行業(yè)現(xiàn)有信息資源，開放地震數(shù)據(jù)，完善防震減災信息化流程和結(jié)構(gòu)[2]。根據(jù)《測繪管理工作國家秘密目錄》，地震應急基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的大部分數(shù)據(jù)都屬于涉密數(shù)據(jù)，尚不能完全向公眾提供服務，因此需要解決數(shù)據(jù)的涉密限制問題，擴展地震應急信息服務范圍。

2 天地圖概述

“天地圖”是國家測繪地理信息部門引導建設(shè)的地理信息綜合服務網(wǎng)站，旨在向政府部門、企業(yè)和公眾等用戶提供基礎(chǔ)的地理信息公共產(chǎn)品服務。它裝載了矢量、影像、三維三種模式下覆蓋全球的地理信息數(shù)據(jù)，其中中國的數(shù)據(jù)不僅可以看見宏觀的中國全境，更可以細放至鄉(xiāng)鎮(zhèn)和村莊級，是目前中國區(qū)域內(nèi)數(shù)據(jù)資源最全的地理信息服務網(wǎng)站[3]。

地震行業(yè)可以利用“天地圖”豐富的地理信息資源和開發(fā)接口，避免地理信息數(shù)據(jù)的重復采集及維護工作，可較容易地整合相關(guān)信息對外發(fā)布，有效避免重復投入，促進信息共享和高效利用。“天地圖”提供的地圖服務資源權(quán)威、準確、統(tǒng)一、豐富。利用這些資源，在地震行業(yè)實現(xiàn)一些對外應用服務是完全可行的，并且有明顯的實際應用意義[4]。

3 天地圖在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫中的應用

“天地圖”提供了大量的地圖服務資源，如果建立以“天地圖”平臺為基礎(chǔ)的地震應急數(shù)據(jù)庫，不僅能為地震應急評估決策系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支撐，還能解決要素數(shù)據(jù)的涉密限制問題，實現(xiàn)地震類信息的對外展示，提高面向社會公眾的服務能力。

3.1 基于天地圖的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫

如圖1所示，現(xiàn)有的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫中的居民地數(shù)據(jù)，其空間屬性是從RGB影像數(shù)據(jù)中采集出來的，居民地的矢量數(shù)據(jù)屬于涉密內(nèi)容;屬性數(shù)據(jù)來源于統(tǒng)計局村級統(tǒng)計數(shù)據(jù)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)級行政界線和村級行政界線的屬性部分，這些資料是則可以公開的。“天地圖”以門戶網(wǎng)站和服務接口兩種形式提供地圖服務，可滿足公眾的多種需求，并在GIS底圖方面具有權(quán)威性和準確性。可以從天地圖平臺提取居民地矢量數(shù)據(jù)，統(tǒng)一投影轉(zhuǎn)換到數(shù)據(jù)標準坐標，將現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫中的居民地矢量數(shù)據(jù)處理為基于天地圖的數(shù)據(jù)，并通過ID關(guān)聯(lián)加載相關(guān)的屬性信息，以此建立基于天地圖的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)可以提供面向公眾的服務。

3.2 數(shù)據(jù)融合

天地圖數(shù)據(jù)量大，由于所屬行業(yè)、用途、規(guī)范、采集條件等各方面的原因，會存在屬性值出現(xiàn)多義性的情況，一般的邏輯關(guān)系無法自動批量進行這些異型的相同屬性判斷[5]。如果用大量的人工來做篩查工作，因為提取的數(shù)據(jù)量較大，涉及區(qū)域范圍較廣，人工排查工作效率低、遺漏概率高。

表1 ?地名多義類型

[序號 地名多義類型 舉例 1 行政區(qū)劃變更 小王村-小王社區(qū) 2 區(qū)劃名稱前綴 新平鎮(zhèn)辛莊子村-辛莊子村 3 多字少字 趙莊-趙莊村 4 近義 蔡家窊村-蔡家洼村 ... ... ... ]

可以基于ArcObjects開發(fā)一個同名點篩選處理工具，該工具基于一定緩沖區(qū)范圍，將每個地名點與緩沖區(qū)內(nèi)的所有點對比排查，緩沖區(qū)范圍可根據(jù)融合數(shù)據(jù)的偏差情況進行靈活調(diào)整。當篩選到完全同名的地名點時，可以直接保留;當出現(xiàn)行政區(qū)劃變更、區(qū)劃名稱前綴差異、多字少字、近義的同名點時（見表1），仍可按完全同名處理。對于無法找到匹配點的數(shù)據(jù)，可以結(jié)合現(xiàn)有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫中的居民點數(shù)據(jù)、村界數(shù)據(jù)等，并結(jié)合百度地圖、高德地圖等商業(yè)電子地圖，為無法匹配的點賦值。

3.3 成果數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查

基于天地圖的矢量處理完成后要進行質(zhì)量檢查，可以對成果數(shù)據(jù)完整性、規(guī)范性、邏輯一致性和拓撲關(guān)系等方面進行質(zhì)量檢查。質(zhì)量檢查包括三種方法：軟件自動檢查、人機交互檢查、成果使用檢查。

⑴ 軟件自動檢查

由于空間數(shù)據(jù)的圖形與屬性、圖形與圖形、屬性與屬性之間存在有一定的邏輯關(guān)系和規(guī)律，通過編制計算機程序，設(shè)計模型和算法，將數(shù)據(jù)中不符合規(guī)律、邏輯關(guān)系矛盾的要素自動挑選出來。

⑵ 人機交互檢查

在軟件環(huán)境下，將要檢查的數(shù)據(jù)可視化，以圖形、圖像、表格等形式顯示在計算機的屏幕上，通過人工判斷其正確性;也可以使用查詢、統(tǒng)計、顯示等功能的組合，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的檢查。

⑶ 成果使用檢查

成果使用主要包括災情評估和專題圖制作兩個方面。以成果數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進行評估計算，對產(chǎn)出的評估結(jié)果與現(xiàn)有系統(tǒng)的評估結(jié)果進行對比研究，研究分析它們的差異，驗證數(shù)據(jù)的合理性。以成果數(shù)據(jù)為底圖產(chǎn)出專題圖圖件，與數(shù)據(jù)采集的原始資料進行人工比較核對，從而判斷和確定數(shù)據(jù)的正確性。

3.4 成果數(shù)據(jù)管理

成果數(shù)據(jù)的規(guī)范可以參照現(xiàn)有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的規(guī)范，并對成果數(shù)據(jù)統(tǒng)一編碼，以便與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)。當基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫中有數(shù)據(jù)更新時，可以通過編碼關(guān)聯(lián)的方式，同時更新成果數(shù)據(jù)。另外要做好元數(shù)據(jù)說明，充分發(fā)揮元數(shù)據(jù)的功能，記錄了數(shù)據(jù)處理過程中的質(zhì)量變化。

4 運用前景

以基于天地圖的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以現(xiàn)有地震影響場模型、人員傷亡預估模型、救援力量計算模型為骨架，研究開發(fā)基于天地圖數(shù)據(jù)平臺的集震害評估、輔助決策為一體的綜合信息系統(tǒng)，使其成為地震應急信息系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)和開展地震信息服務的必要支撐，更好地為各級政府及社會公眾服務。

地震應急專題地圖能夠在震后為指揮者提供震區(qū)行政區(qū)劃、人口、經(jīng)濟、交通等基本信息，其信息量大，顯示直觀。以往的專題地圖都是基于保密數(shù)據(jù)產(chǎn)出的，在圖件共享方面受到很大限制，開發(fā)基于天地圖的地震專題圖快速制圖系統(tǒng)，可以面向公眾發(fā)布，擴充專題圖的使用范圍。

5 結(jié)束語

本文以天地圖平臺為基礎(chǔ)，建立了基于天地圖的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，能夠支持災后預評估和專題圖產(chǎn)出，為公眾提供信息服務。使用天地圖數(shù)據(jù)避免了使用保密數(shù)據(jù)帶來的在共享和發(fā)布方面的限制，擴充了數(shù)據(jù)的使用范圍。

天地圖平臺中的居民地、水系、道路等都是以第一次全國地理國情普查數(shù)據(jù)為本底數(shù)據(jù)，該普查數(shù)據(jù)成果是利用2013年至2015年之間的高分辨率影像獲取的矢量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)現(xiàn)勢性更好，準確度更高。通過整理以天地圖平臺為基礎(chǔ)的地理要素數(shù)據(jù)庫，也可以更新和擴充現(xiàn)有的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。

參考文獻（References）：

[1] 李志強等.地震應急基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫崗位培訓教材[M].中國地震局震災應急救援司，2008：3

[2] 中國地震局.中國地震局事業(yè)發(fā)展規(guī)劃綱要，2011.

[3] 劉洢含.基于ArcGIS的天地圖電子地圖編繪[J].科技創(chuàng)新導報，2017.7：10-13

[4] 董星宏，和朝霞，段鋒.“天地圖”在地震行業(yè)中的應用探索[J].地震研究，2011.34（4）：552-557

[5] 王佳穎，王俊男.基于ArcObjects的天地圖融合數(shù)據(jù)自動批量處理研究[J].信息技術(shù)與信息化，2019.3：113-115