面向应急指挥的地震应急专题图可视化方案探讨.pdf
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1、段乙好,郑通彦,陈雅慧,等.面向应急指挥的地震应急专题图可视化方案探讨J.华北地震科学,2023,41(3):8-14.doi:10.3969/j.issn.10031375.2023.03.002.DUAN Yihao,ZHENG Tongyan,CHEN Yahui,et al.A Discussion on the Visualization Scheme of Earthquake Emergency Thematic Mapfor Emergency CommandJ.North China Earthquake Sciences,2023,41(3):8-14.doi:10.396
2、9/j.issn.10031375.2023.03.002.面向应急指挥的地震应急专题图可视化方案探讨段乙好,郑通彦,陈雅慧,文鑫涛,任 静(中国地震台网中心,北京 100045)摘要:在调研应急决策需求的基础上,探讨并形成了一套面向应急指挥的地震应急信息专题图图件及其可视化方案。地震应急专题图制图数据涉及行政区划等,使用前通常需要对其进行分区、分块、抽稀等预处理,从而提升震后地震应急信息专题图件产出的时效性;针对不同服务对象和服务内容,结合每幅地震应急信息专题图件的图件意义、图幅内容、制图要素等,给出相应的可视化方案,以期实现地震应急信息的有效表达,做好应急指挥技术支撑和决策服务。关键词:地
3、震;地震应急;专题图;地震应急专题图;可视化中图分类号:P315-39 文献标志码:A 文章编号:10031375(2023)03000807doi:10.3969/j.issn.10031375.2023.03.002 0 引言地震是一种突发性灾难事件,在极短的时间内可造成极大破坏,其破坏范围之大,毁坏力之强,居群灾之首。中国是世界上地震活动最剧烈的国家之一,地震造成的人员伤亡也居世界各国之首。破坏性地震发生后,尤其是震后 2 小时内的信息黑箱期,各级领导、专家和工作人员需要利用震前准备的各类数据和信息,了解灾区背景资料、迅速判断地震影响范围和人员伤亡等情况,及时制定科学的救灾方案,以期最大
4、限度地减少震时人员伤亡。实现地震信息快速传递、高效处理及有效表达,有利于提高应急救援效率。地震应急专题图是地震信息高效表达的常用方式之一,可以将大量丰富的震区背景、震情、灾情等信息清晰地、高效地展现出来 1-8。中国行政区划、地形地貌、人口、学校、医院、交通等社会经济要素分布不均,在制作地震应急专题图时,由于数据量和数据密度等因素,会导致专题图中某些要素在密集区域产出符号遮盖、标注重叠、地图刷新慢、出图时间长等问题,难以满足地震应急时快速、准确、高效的要求。在机构改革和应急体制转变的新形势下,为满足应急管理部和中国地震局应急处置的新要求,团队在调研应急决策需求的基础上,探讨并形成了一套面向应急
5、指挥的地震应急专题图可视化方案,以期实现地震应急信息的高效表达,做好应急指挥技术支撑和决策服务。1 数据及其处理数据是地震应急专题图制作的基础,准确权威的数据才能为应急决策和灾后救援提供正确有效的信息支持9-10。地震应急专题图制图数据涉及行政区划、遥感影像、交通、学校、医院、河流、湖泊水库、机场、公里格网人口、公里格网房屋面积、公里格网 GDP、第五代烈度区划、第四代烈度区划、历史地震、历史灾害地震、活动断裂带等基础和专题数据。数据量较大或数据属性较多时,数据的加载、显示、实时绘制、标注和出图等操作速度会比较缓慢,难以满足震后应急信息专题图件制图与输出的时效性需求。因此,需要对数据进行分区、
6、分块、抽稀等预处理,并根据服务对象、服务需求和制图要求等选用预处理后的数据作为数据源,从而提升震后地震应急信息专题图件产出的时效性。1.1行政区划数据行政区划是一类必不可少的基础底图数据。收稿日期:2022-06-20基金项目:中国地震局地震应急青年重点任务“地震应急系列专题图制图版式与制图方案设计”(CEAEDEM202025)第一作者简介:段乙好(1985),男,工程师,主要负责应急技术系统的研发和运维.E-mail:第 41 卷第 3 期华 北 地 震 科 学Vol.41,No.32023 年 7 月NORTH CHINA EARTHQUAKE SCIENCESJul.,2023按照地震
7、名称确定规则,地震三要素的发布通常需要使用省、市、县三级行政区划名,因此地震应急信息专题图也通常需要使用省、市、县三级行政区划数据。全国县级行政区划呈东部密集、西部稀疏的空间分布特点。当西部地区发生地震时,由于行政区划分布较稀疏,在大比例尺专题图中,图幅内容不够丰富、可视化效果较差。通常需要使用乡级行政区划数据来丰富图幅内容,进而提高图件的可视化效果。而全国乡级行政区划数据量较大,可以分省、分区等方式对数据进行预处理,并作为独立数据源使用,以加快数据加载、显示、实时绘制、标注等操作速度。如新疆、青海、西藏和内蒙古等地区,可以使用乡级数据,以丰富图幅内容,提升可视化效果。1.2历史地震数据历史地
8、震是地震行业非常重要的专题数据之一,按照成灾情况可以分为历史地震、历史灾害地震两种。其中,历史灾害地震包含地震造成的人员伤亡和破坏情况等详细描述,可以为应急决策者提供地震附近历史灾害地震及灾情信息。中国是世界上地震多、灾害严重的国家之一,且 国 内 地 震 分 布 不 均 匀。1949 年 以 来,截 至2021 年 6 月,中国及周边国家 3.0 级以上历史地震共 35 000 多个;4.0 级以上历史地震共 9 200 多个;5.0 级(含造成人员伤亡或直接经济损失的 5.0 级以下地震)以上历史地震共 3 400 多个。5.0 与 3.0 级以上历史地震相比,数据量减少 10 多倍。由于
9、历史地震较多且分布不均,使用时需要结合服务需求,可按震级、是否造成人员伤亡、是否有直接经济损失、分省、分区等方式对数据进行预处理,并作为独立数据源使用,以加快数据加载、显示、实时绘制、标注等操作速度。如新疆、青海、西藏、四川、云南、台湾等地震多发地区,历史地震数据可以按震级、分省、分区方式制作数据源使用。而河北邢台和唐山辽宁、辽宁海城发生过 7 级以上大地震,直到现在还有余震发生,这些地震分布比较集中,可以将这几个地震及其附近地震按分区方式制作独立数据源使用。1949 年以来,至 2021 年 6 月,造成中国境内人员死亡的地震及其余震共 237 个;造成中国境内人员受伤(含死亡)的地震及其余
10、震共 388 个;造成中国境内直接经济损失的地震及其余震共 511 个。可以按是否造成人员死亡、是否造成人员受伤、是否有直接经济损失等方式对数据进行预处理,并制作独立数据源,使用时根据不同制图需求选择。1.3活动断层数据地球上地震发生的地方分布不均匀,大部分地震都发生在地震带上。地球上有两大地震带,一个是环太平洋地震带,另一个是欧洲地中海到南亚的地震带。中国位于世界两大地震带环太平洋地震带与欧亚地震带之间,受太平洋板块、印度板块和菲律宾海板块的挤压,地震十分活跃。地震带是地质作用力集中地带,地质活动频繁,这些地质活动会使地球发生颤动地震。通过研究断裂带及其附近烈度的衰减特征,可以判定地震影响范
11、围与方向,进而为决策者提供辅助决策支撑。中国的地震主要分布在 6 个区域的 23 条地震断裂带上:台湾省及其附近海域、西南地区、西北地区、华北地区、东南沿海地区、吉林和黑龙江的东部地区。可以将断裂带数据按分省、分区等方式制作独立数据源使用。2 地震应急专题图类型与版式地震应急专题图是指破坏性地震发生后,为政府部门部署实施应急救援行动提供准确直观、方便易用的专题地图。其通过不同比例尺、不同数据组合的地图,综合表达地震灾区的地形地貌、人口分布、交通、生命线工程、危险源和重要目标等信息。地震应急专题图可视化方案是地震应急专题图制作的重要环节,科学、规范、美观、清晰的专题图更利于满足应急救援指挥的需求
12、10。2.1专题图件及其产出时段根据震后 12 小时中国地震局地震应急服务响应行动清单和震后 12 小时中国地震台网中心地震应急服务响应行动清单要求,针对各级各类服务对象、服务需求和产出时间等,可以将地震应急专题图件按以下时段划分(表 1)。第一时段地震应急专题图件要求震后 40 分钟内产出,主要包括震中位置图、震中附近地形图、震中附近遥感影像图、快速评估影响范围图、历史地震和活断层分布图、历史灾害地震和活断层分布图、震中与附近城市距离分布图和震中附近交通图,为应急处置与救援决策提供基本信息参考依据。第二时段地震应急专题图件要求震后 60 分钟内产出,主要包括医院分布图、学校分布图、水库分布图
13、、公里格网人口分布图、公里格网房屋面积分布图、公里格网 GDP 分布图、第五代地震烈度区3 期段乙好,等:面向应急指挥的地震应急专题图可视化方案探讨9 划图和第四代地震烈度区划图,为应急指挥决策和应急处置人员提供技术保障。第三时段地震应急专题图件要求震后 120 分钟内产出,主要包括震中附近交通管制图和震中附近救援力量部署图,为现场应急救援人员选择救援目标、最佳救援路线、安置灾民等提供参考依据。实际应急工作中,随震情、灾情、社情信息的逐步上报,进一步开展地震应急专题图的定制服务。2.2专题图件版式为满足不同服务对象、服务内容和服务场景等需求,地震应急专题图通常采用 A4、A3、A0 和A1 等
14、 4 种幅面,横版为主(表 1)。其中,A4 幅面专题图件主要用于地震灾害快速评估专报等报告类文件;A3 幅面专题图件主要用于震后打印,并提供应急处置决策者作为技术支撑参考;A0 和 A1 幅面专题图件主要用于应急处置决策者赴现场工作使用。表 1 地震应急信息专题图图件与版式Table 1 The map and layout of the thematic map of earthquakeemergency information 产出时段专题图件版式第一时段(震后40分钟内)震中位置图A4、A3,横版快速评估影响范围图A4、A3,横版震中附近地形图A4、A3,横版震中附近遥感影像图A4、
15、A3,横版历史地震和活断层分布图A4、A3,横版历史灾害地震和活断层分布图 A4、A3,横版震中与附近城市距离分布图A4、A3,横版震中附近交通图A4、A3,横版第二时段(震后60分钟内)医院分布图A3,横版学校分布图A3,横版水库分布图A3,横版公里格网人口分布图A3,横版公里格网房屋面积分布图A3,横版公里格网GDP分布图A3,横版第五代地震烈度区划图A3、A1,横版第四代地震烈度区划图A3、A1,横版第三时段(震后120分钟内)震中附近交通管制图A1、A0,横版震中附近救援力量部署建议图 A1、A0,横版其他图件A1、A0,横版 3 地震应急专题图可视化方案3.1快速评估影响范围图快速评
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