何 霆

(1.廣東省地震局，廣東 廣州 510070；2.中國地震局地震監(jiān)測與減災(zāi)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州510070；3.廣東省地震預(yù)警與重大工程安全診斷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 （籌），廣東 廣州 510070）

增強(qiáng)型12322地震應(yīng)急信息服務(wù)系統(tǒng)

何 霆1，2，3

(1.廣東省地震局，廣東 廣州 510070；2.中國地震局地震監(jiān)測與減災(zāi)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州510070；3.廣東省地震預(yù)警與重大工程安全診斷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 （籌），廣東 廣州 510070）

廣東省12322防震減災(zāi)公益服務(wù)平臺在2009年正式開通后，經(jīng)過幾次中小型地震的檢驗(yàn)，系統(tǒng)暴露出很多不足之處，包括對現(xiàn)有資源的利用率不高、平臺對專業(yè)技術(shù)人員和社會(huì)民眾的服務(wù)能力不足等。通過改進(jìn)系統(tǒng)現(xiàn)有的服務(wù)模式，提供更多實(shí)用的服務(wù)功能，如信息收集、短信群發(fā)、交互式服務(wù)和統(tǒng)計(jì)分析等，以便更好地服務(wù)社會(huì)民眾，在應(yīng)急事件中發(fā)揮更大的功用。

12322l；短信；信息收集；交互式服務(wù)；語義分析；網(wǎng)絡(luò)地圖緩存；元球

0 引言

廣東省12322防震減災(zāi)公益服務(wù)平臺于2009年正式開通。建設(shè)12322防震減災(zāi)公益服務(wù)平臺，對于防震減災(zāi)更好地面向社會(huì)、服務(wù)公眾具有重要的意義。一是更及時(shí)、更便捷地向社會(huì)公眾提供防震減災(zāi)咨詢，更好地服務(wù)人民群眾的生產(chǎn)生活；二是更廣泛、更有效地向社會(huì)公眾普及防震避震常識，增強(qiáng)全社會(huì)的防震減災(zāi)意識；三是更客觀、更直接地收集社會(huì)公眾的意見和建議，提高防震減災(zāi)工作的針對性；四是地震后更快速、更準(zhǔn)確地發(fā)布地震消息，接收災(zāi)情報(bào)告，及時(shí)穩(wěn)定社會(huì)秩序，快速了解災(zāi)情規(guī)模和范圍。

12322 平臺包括一套服務(wù)熱線和一個(gè)短信平臺。但在近幾年的運(yùn)維中，實(shí)際情況并不理想，特別是經(jīng)歷了幾次中小型地震的檢驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，對現(xiàn)有資源的利用率不高，平臺對專業(yè)技術(shù)人員和社會(huì)民眾的服務(wù)能力也顯得非常不足，主要體現(xiàn)在軟硬件的投入不足、服務(wù)單一和服務(wù)效率不高等方面。

服務(wù)熱線在應(yīng)急工作中起不到多少實(shí)質(zhì)性的作用，例如電話線路只有一條，很多民眾都反映電話打不進(jìn)，另外民眾焦慮的心理容易與人工座席發(fā)生言語上的沖撞，從而產(chǎn)生情緒問題等。短信交流的方式則可解決這些問題，短信平臺由國家地震局統(tǒng)一運(yùn)維，使用非常便利，但偏偏在目前的應(yīng)急中沒有什么應(yīng)用，非常可惜.

本系統(tǒng)就是在現(xiàn)有的服務(wù)基礎(chǔ)上，從實(shí)際出發(fā)，利用短信平臺，開發(fā)更多實(shí)用高效的服務(wù)，旨在豐富強(qiáng)化現(xiàn)有的服務(wù)模式并提高服務(wù)的效率，為社會(huì)民眾更好地服務(wù)，在應(yīng)急事件中發(fā)揮更大的功用。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)

本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)包括收集、服務(wù)和分析產(chǎn)出。

1.1 信息收集

本系統(tǒng)通過12322短信平臺的網(wǎng)關(guān)面向地震系統(tǒng)的專業(yè)人員和各地市的前兆觀測員和災(zāi)情速報(bào)員收集前兆宏觀信息和災(zāi)情速報(bào)信息，能夠應(yīng)付平時(shí)的信息收集和震后信息收集的需要，為震前預(yù)報(bào)和震后輔助決策、應(yīng)急救援等工作提供依據(jù)和幫助。

本系統(tǒng)將定義一系列的短信格式以加快系統(tǒng)處理信息的速度。信息的收集不僅面對各地市的前兆觀測員和災(zāi)情速報(bào)員，也面向社會(huì)公眾。因?yàn)閷τ谝粋€(gè)事件的評價(jià)的準(zhǔn)確性必須依賴于大量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，單依賴這些專業(yè)人員明顯是不足的，而社會(huì)公眾是一股不可忽視的龐大力量，廣泛地收集才能提高其準(zhǔn)確性。所以本系統(tǒng)同時(shí)也支持任意格式的異常和災(zāi)情中文信息，其分析處理工作主要由電腦來完成，然后人工定時(shí)校對信息。目的是為了增加事件的信息量，提高對事件描述的準(zhǔn)確度[1]。

地震應(yīng)急救援是防震減災(zāi)三大工作體系之一，也是減災(zāi)的關(guān)鍵，近年來逐步受到國家和社會(huì)的高度重視。地震應(yīng)急救援是以獲得地震現(xiàn)場詳細(xì)的災(zāi)情信息為前提和基礎(chǔ)，地震規(guī)模、空間分布、次生災(zāi)害，以及災(zāi)情發(fā)展趨勢等災(zāi)情信息的快速獲取與共享是整個(gè)地震應(yīng)急響應(yīng)的核心，同時(shí)也是救援決策的關(guān)鍵。

近年來國內(nèi)外不少學(xué)者都致力于地震災(zāi)情獲取方面的研究，提出了很多新方案，也取得了一定的科研成果。其中包括使用無人駕駛小飛機(jī)航拍災(zāi)區(qū)影像等等，然而在地震發(fā)生后，短信服務(wù)仍然能保障的情況下，短信形式的災(zāi)情收集是明顯比小飛機(jī)采集更加快速，隨著參與的人數(shù)增多，災(zāi)情信息的覆蓋面更廣，更加具有細(xì)節(jié)性。

1.2 交互式服務(wù)

為了滿足業(yè)務(wù)上的需求，本系統(tǒng)將提供以下4種交互式的服務(wù)。

（1）本系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)地震速報(bào)信息的地區(qū)性快速群發(fā)的功能。地震發(fā)生后能及時(shí)了解到震區(qū)的災(zāi)情情況是非常重要的，信息的來源首先就是地市的災(zāi)情速報(bào)員。為了能夠及時(shí)地調(diào)動(dòng)震區(qū)的地震工作人員，完成諸如災(zāi)情收集等工作，速報(bào)信息必須快速、及時(shí)地發(fā)送到個(gè)人。本系統(tǒng)可以在最快的速度接收到臺網(wǎng)發(fā)出的速報(bào)短信，并快速轉(zhuǎn)發(fā)到震區(qū)的地震工作人員手上，提醒他們盡快上報(bào)災(zāi)情信息。

（2）本系統(tǒng)將利用短信代替服務(wù)熱線的人工座席收集信息，盡量較少民眾的言語接觸，避免不必要的言語沖突。整個(gè)過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，縮短每一次的服務(wù)時(shí)間，從而提高服務(wù)的效率，更好地為市民服務(wù)。

（3）本系統(tǒng)可提供用戶群發(fā)工作上的業(yè)務(wù)短信。12322的短信網(wǎng)關(guān)性能很優(yōu)越，由國家地震局維護(hù)著，使用CMPP協(xié)議作為通訊協(xié)議，一個(gè)CMPP請求包就能攜帶100個(gè)接收者的信息，所以非常適合短信群發(fā)。合理地利用可以大大方便我們的日常通知類工作。

（4）本系統(tǒng)提供可編程的網(wǎng)絡(luò)開發(fā)接口方便用戶自行定制各種各樣的遠(yuǎn)程交互服務(wù)，利用的是12322的短信網(wǎng)關(guān)作為信息的載體。用戶可實(shí)現(xiàn)諸如遠(yuǎn)程觸發(fā)或遠(yuǎn)程獲取狀態(tài)信息等自動(dòng)化動(dòng)作。

1.3 分析產(chǎn)出

分析產(chǎn)出包括分析和產(chǎn)出兩部分。

（1）分析部分涉及到對收集到的信息進(jìn)行分析、數(shù)據(jù)入庫和日志記錄等方面。

在信息收集方面，本系統(tǒng)能通過定義標(biāo)準(zhǔn)的短信格式來提高系統(tǒng)處理信息的速度和準(zhǔn)確度，同時(shí)也能自動(dòng)對任意格式的中文短信進(jìn)行分析處理，最大限度地提取里面的關(guān)鍵字、關(guān)鍵詞等信息，最后利用人工交互的方式來校對信息，從而提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

本系統(tǒng)每一個(gè)功能模塊的操作都會(huì)記錄到數(shù)據(jù)庫中，以便以后分析。對于數(shù)據(jù)庫中的記錄，本系統(tǒng)能按其時(shí)空信息基于事件進(jìn)行分組以方便查詢檢閱和繪圖。

本系統(tǒng)有日志記錄的功能，對于事件和人為操作等都會(huì)記錄下來。

（2）產(chǎn)出部分主要涉及到文檔報(bào)表生成、地圖源和繪圖特點(diǎn)等方面。

本系統(tǒng)很多功能模塊都涉及到空間分布圖的繪制，所以地圖源尤為重要。所以本系統(tǒng)是使用網(wǎng)絡(luò)地圖源加應(yīng)急GIS地理數(shù)據(jù)庫的。

在繪制分布圖方面，使用Metaball（元球）技術(shù)，這可以使分布圖更接近于真實(shí)情況，因?yàn)镸ateball技術(shù)具有場的概念，適合于描述區(qū)域的連貫性。

整個(gè)系統(tǒng)的原理框圖如下：

圖1 系統(tǒng)原理圖Fig.1 System schematic

2 系統(tǒng)組成

本系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下圖2。

本系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)，主服務(wù)系統(tǒng)作為中間橋梁連接著后臺資源和用戶。后臺資源包括數(shù)據(jù)庫、12322的短信網(wǎng)關(guān)和熱線管理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫包括基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)、地圖資源和應(yīng)急數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)與用戶之間的交互通過Flash方式，同時(shí)也提供標(biāo)準(zhǔn)的可編程接口供其他應(yīng)用接入。

本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫選用Oracle。地圖數(shù)據(jù)采用網(wǎng)絡(luò)地圖源，如Google Map，地圖數(shù)據(jù)可在本地緩存。在分析處理時(shí)會(huì)結(jié)合應(yīng)急GIS數(shù)據(jù)庫來繪圖。

本系統(tǒng)的服務(wù)主要依賴于12322的短信網(wǎng)關(guān)，同時(shí)能操控服務(wù)熱線完成一系列自動(dòng)化動(dòng)作。

主服務(wù)系統(tǒng)選用 Windows Server 2008作為操作系統(tǒng)，編程的語言使用 C#(.NET Framework 2.0)，可編程接口可以支持Socket、HTTP和WebService等方式接入。

圖2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig.2 System structure Plan

3 功能模塊

3.1 信息收集模塊

以往的信息收集都是通過電話來進(jìn)行的，收集的對象是前兆觀測員和災(zāi)情速報(bào)員，收集到的內(nèi)容也都是寥寥無幾的幾條前兆異常信息和災(zāi)情信息，不足以對事件的詳細(xì)描述和事件跟蹤，操作起來效率也不高。

本系統(tǒng)的信息收集借助12322的短信平臺可以通過自動(dòng)化來完成，可以廣泛地收集信息，只需當(dāng)天的應(yīng)急值班人員對計(jì)算機(jī)無法識別的信息進(jìn)行處理和對入庫的信息進(jìn)行校對就可以了，有著信息全面，效率高等優(yōu)點(diǎn)。

信息收集包括兩部分，前兆宏觀異常信息收集和災(zāi)情信息收集。短信的格式必須按照一定的約定規(guī)則發(fā)送，信息收集上來可以按照規(guī)則解讀，分類和入庫。這樣就可以方便分析預(yù)報(bào)和應(yīng)急輔助決策，快速繪制災(zāi)情分布圖等等。詳細(xì)的短信格式可參閱本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，由于篇幅較大，這里不做闡述。

通過定義標(biāo)準(zhǔn)的短信格式可以提高系統(tǒng)處理信息的速度和準(zhǔn)確度。信息收集主要面對各地方的前兆觀測員和災(zāi)情速報(bào)員，但也同時(shí)面向社會(huì)公眾。因?yàn)閷τ趩我皇录脑u價(jià)的準(zhǔn)確性必須依賴于大量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，單依賴這些專業(yè)人員明顯是不足的，而社會(huì)公眾是一股不可忽視的龐大力量，廣泛收集才能有利于提高其分析的準(zhǔn)確性。所以本系統(tǒng)同時(shí)也支持任意格式的異常和災(zāi)情信息，其分析處理工作由電腦輔助和人工完成。目的是為了增加事件的信息量，提高對事件描述的準(zhǔn)確度。

3.2 地震速報(bào)信息的地區(qū)性快速群發(fā)模塊

當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生后，監(jiān)測臺網(wǎng)會(huì)發(fā)出速報(bào)信息，但發(fā)送的對象是固定的，并且沒有自動(dòng)向震區(qū)的地震工作人員發(fā)送的功能。為了能及時(shí)調(diào)動(dòng)震區(qū)的地震工作人員，完成諸如災(zāi)情收集等工作，速報(bào)信息必須快速、及時(shí)地發(fā)送到個(gè)人。

為了能最快地收集災(zāi)情信息，生成輔助決策資料，本系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)這一自動(dòng)化過程。具體的實(shí)現(xiàn)步驟如圖3。

當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生后，臺網(wǎng)發(fā)出地震速報(bào)信息，本系統(tǒng)也會(huì)在最短的時(shí)間內(nèi)收到，然后將會(huì)自動(dòng)地從短信中分析出地理關(guān)鍵詞，向有關(guān)負(fù)責(zé)人發(fā)出區(qū)域核實(shí)信息，等待負(fù)責(zé)人回復(fù)以確定需群發(fā)的區(qū)域，當(dāng)然這一過程也可以由當(dāng)時(shí)的值班人員來人工觸發(fā)群發(fā)。速報(bào)短信將迅速地向相應(yīng)區(qū)域的相關(guān)地震工作人員發(fā)送，以最快的速度收集災(zāi)情信息[2]。

3.3 改良的12322應(yīng)急服務(wù)模式

地震發(fā)生后，民眾往往會(huì)出現(xiàn)恐慌，紛紛致電12322和地震局的有關(guān)電話，但線路總是有限的，熱線座席也是有限的，所以每次地震過后民眾總會(huì)抱怨沒法打通地震局的熱線電話，沒法及時(shí)了解震情；就算打通了電話，人工座席的服務(wù)態(tài)度又無法一直保持在良好的水平，沒有解除到民眾心里的憂慮。為了解決這些問題，在線路有限人手有限的情況下最好的方法就是縮短每一次通話的時(shí)間，充分利用計(jì)算機(jī)來完成一些高效的自動(dòng)化功能，利用短信網(wǎng)關(guān)來完成快速反饋的功能，讓民眾快速了解到諸如否發(fā)生了地震、發(fā)震地點(diǎn)、震級、等信息。

針對這些問題12322將嘗試改變其服務(wù)模型，具體流程如圖4。

圖3 速報(bào)信息群發(fā)框圖Fig.3 SMS group messaging diagram

圖4 應(yīng)急服務(wù)框圖Fig.4 Emergency service diagram

當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生后，應(yīng)急值班人員會(huì)在第一時(shí)間收到來自監(jiān)測臺網(wǎng)的速報(bào)信息，值班人員將利用手機(jī)撥通12322，將12322的服務(wù)模式切換為 “應(yīng)急模式”，并根據(jù)速報(bào)信息錄音。接著值班人員需要通過短信的方式激活本服務(wù)，本系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)以虛擬人工座席的身份登錄12322的服務(wù)器，實(shí)時(shí)截取TCP數(shù)據(jù)包。

當(dāng)有電話撥入，本系統(tǒng)也會(huì)實(shí)時(shí)攔截到，然后給用戶播放之前錄好的錄音，根據(jù)速報(bào)信息的內(nèi)容，錄音的長度一般在1 min左右。錄音播放完畢后，系統(tǒng)將立即掛斷，然后利用短信網(wǎng)關(guān)向用戶發(fā)送該次地震的速報(bào)信息，并提醒用戶可以用短信的方式反饋災(zāi)情信息[3]。

3.4 業(yè)務(wù)短信群發(fā)模塊

平時(shí)由于業(yè)務(wù)的需要經(jīng)常要向一部分人群發(fā)短信息，而使用其他的短信網(wǎng)關(guān)常會(huì)因?yàn)槭褂貌环奖?、不穩(wěn)定，群發(fā)同一條信息又需要逐個(gè)用戶來發(fā)而煩惱。

12322 的短信網(wǎng)關(guān)比較其他的短信網(wǎng)關(guān)，它一個(gè)CMPP數(shù)據(jù)包里可攜帶多達(dá)100個(gè)接收端手機(jī)號碼，也就是說發(fā)一個(gè)CMPP請求包就能將同一條短信發(fā)送到100個(gè)不同用戶，并且支持長短信的發(fā)送。同時(shí)12322的短信網(wǎng)關(guān)由專業(yè)機(jī)構(gòu)維護(hù)著，其穩(wěn)定性更是一般的短信貓所不能比的。

本系統(tǒng)支持利用12322短信網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)短信群發(fā)，可發(fā)送業(yè)務(wù)短信和應(yīng)急通知短信，這樣極大地方便了我們的日常工作，給業(yè)務(wù)工作帶來跟多便利。

3.5 遠(yuǎn)程交互模塊

在傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程交互式系統(tǒng)開發(fā)中往往會(huì)考慮GPRS或3G等高速的通訊鏈路，但如果是簡單的觸發(fā)動(dòng)作，以短信作為控制指令載體已是完全足夠了，并且短信的回復(fù)功能同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)狀態(tài)信息的返回。

而簡單的觸發(fā)動(dòng)作可以解釋為當(dāng)你需要遠(yuǎn)程觸發(fā)某一臺網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行某些常規(guī)的動(dòng)作時(shí)，或者你需要遠(yuǎn)程獲取某一臺網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)時(shí)等等。

本系統(tǒng)可以利用12322的短信網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)這種交互功能。用戶可以登錄本系統(tǒng)定義自己的短信約定格式，后臺服務(wù)可以通過本系統(tǒng)提供的開發(fā)接口進(jìn)行連接。其中開發(fā)接口分為三種常用的方式：Socket、HTTP和WebService。

（1）Socket：用戶可以通過TCP的Socket方式與本系統(tǒng)連接，但基于穩(wěn)定性和安全性的考慮，不支持UDP連接。

圖5 遠(yuǎn)程交互原理圖Fig.5 Remote interactive schematic

（2）HTTP：用戶可以通過HTTP的方式與本系統(tǒng)連接，支持Get和Post方法。

（3）WebService：用戶可以通過WebService的方式與本系統(tǒng)連接。

其中除HTTP和WebService方式外，Socket方式是可以持久化連接的。可持久化是指客戶端主動(dòng)控制連接的通與斷，這樣可以有效地避免頻繁創(chuàng)建連接，從而減輕網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)。

三種連接方式都可以支持主動(dòng)式和被動(dòng)式連接。主動(dòng)式連接是指本系統(tǒng)主動(dòng)去連接用戶的服務(wù)系統(tǒng)，這種適用于觸發(fā)的動(dòng)作；而被動(dòng)式連接是指本系統(tǒng)等待用戶的主動(dòng)連接，這種適用于狀態(tài)反饋的動(dòng)作。

這個(gè)功能非常實(shí)用，設(shè)想在地震發(fā)生時(shí)的應(yīng)急狀態(tài)下，單靠應(yīng)急人員要在短短幾分鐘內(nèi)完成一大堆常規(guī)任務(wù)是不可能的，經(jīng)過幾次中小型地震的檢驗(yàn)也充分證明了這一點(diǎn)。應(yīng)急人員往往會(huì)因?yàn)樵趹?yīng)急的緊張氣氛下而忽略了某些步驟，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生在夜間時(shí)又會(huì)出現(xiàn)沒法及時(shí)趕回應(yīng)急指揮現(xiàn)場等情況。而通過此功能就可以在地震發(fā)生的第一時(shí)間發(fā)送觸發(fā)短信去開啟一系列的自動(dòng)化動(dòng)作，例如開啟應(yīng)急指揮大廳的燈光音響和應(yīng)急評估等等。你也可以在趕回應(yīng)急指揮現(xiàn)場的途中通過短信快速獲取相關(guān)的信息以做好充分的準(zhǔn)備。

4 信息處理模塊

4.1 信息提取

本系統(tǒng)通過定義標(biāo)準(zhǔn)的短信格式來加速系統(tǒng)處理信息的速度和提高準(zhǔn)確度。信息收集的對象除了各地方的前兆觀測員和災(zāi)情速報(bào)員，還包括社會(huì)的公眾。而社會(huì)公眾是不熟悉我們定義的短信格式的，因此他們發(fā)送過來的信息是隨性的，本系統(tǒng)必須依賴于人工交互的方式來處理信息，這樣處理出來的數(shù)據(jù)才有準(zhǔn)確度可談。

事實(shí)上，人工交互大部分是起著校對的作用，本系統(tǒng)在接收到短信后會(huì)最大限度地提取里面的關(guān)鍵字、關(guān)鍵詞等信息，先行處理，然后應(yīng)急人員再定時(shí)地校對。

而本系統(tǒng)自動(dòng)處理信息主要有三種方法：

（1）從文字信息中尋找地名關(guān)鍵詞，然后利用Google地圖的API，以地名來查詢經(jīng)緯度。

（2）從文字信息中收集數(shù)字信息和數(shù)字信息前后的詞語，判斷是時(shí)間信息還是量級信息。

（3）嘗試?yán)弥悄艿闹形恼Z法分析功能，提取主謂賓信息，將這些信息跟前面定義好的信息進(jìn)行比對來確定該短信描述的信息。

對于其他的功能模塊，同樣會(huì)記錄在數(shù)據(jù)庫中，以作分析。

4.2 基于事件的時(shí)空性分組

收集到的前兆和災(zāi)情信息，還有各功能子模塊的記錄信息都具有其時(shí)空的特性。例如信息是什么時(shí)候發(fā)生？什么時(shí)候進(jìn)入數(shù)據(jù)庫？信息采集的地點(diǎn)或IP地址，信息發(fā)生的地點(diǎn)等等。

在數(shù)據(jù)庫中的記錄是離散的單條記錄，而對于一個(gè)事件來說，它對應(yīng)的記錄是多條。也就是說同一個(gè)事件對應(yīng)的記錄在時(shí)間和空間上必然有強(qiáng)耦合性。所以要令這些記錄產(chǎn)生實(shí)際意義就必須基于事件對按其時(shí)與空信息來分組，讓用戶可以按照事件來查詢。

本系統(tǒng)可以自動(dòng)進(jìn)行分組，但仍需要人工校對。人工校對的任務(wù)由應(yīng)急值班人員來完成。

5 信息展示模塊

圖6 地圖服務(wù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig.6 Map service system structure plan

本功能模塊最重要的技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)是豐富而又實(shí)用的地圖資源和分布圖繪制方法，其解決方案如下：

5.1 地圖資源

地圖資源主要包括兩種，一種是網(wǎng)絡(luò)公用地圖源，如Google地圖；一種是應(yīng)急GIS數(shù)據(jù)庫。

（1）現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上有很多可公用的地圖源，如常用的Google地圖和百度地圖，還有微軟的Bing地圖、51地圖、圖吧和搜狗地圖等等，非常豐富。地圖的種類上有矢量圖、衛(wèi)星圖和地形圖，還有一種斜45度的三維地圖也非?；?。這些比起我們自己花重金辛苦維護(hù)的應(yīng)急GIS數(shù)據(jù)庫有著成本低，資源豐富和更新速度快等優(yōu)點(diǎn)。

本系統(tǒng)的地圖資源來源于先前的 “東莞市地震監(jiān)測與應(yīng)急平臺”，也就是說已有成品在使用了。其數(shù)據(jù)源主要來源于Google，在后續(xù)的開發(fā)中還會(huì)增加其它網(wǎng)站的地圖源，而地圖的瀏覽器是自主開發(fā)的，不依賴于Google API，所以可以實(shí)現(xiàn)些Google API不可以，或者說不允許你實(shí)現(xiàn)的功能，例如地圖數(shù)據(jù)的本地緩存功能等。

本系統(tǒng)可以在本地緩存網(wǎng)絡(luò)地圖數(shù)據(jù)，以保證在應(yīng)急情況下外網(wǎng)不通 （訪問Google地圖是需要連接因特網(wǎng)的），或者需要使用時(shí)訪問不到或訪問緩慢 （在日常使用當(dāng)中這種情況的確經(jīng)常存在）等情況本系統(tǒng)仍然能正常工作，這在應(yīng)急工作中意義重大。

本地緩存地圖數(shù)據(jù)的工作原理如圖6，大體可歸納為兩種規(guī)則。

當(dāng)用戶發(fā)起對某一塊地圖瓦片 （Tile）請求時(shí)，本系統(tǒng)會(huì)先在本地緩存中查找相應(yīng)的瓦片，如果能找到則返回該瓦片給用戶。而同時(shí)也會(huì)到Google的服務(wù)器獲取該瓦片的最新圖像數(shù)據(jù)，然后覆蓋本地相應(yīng)的瓦片。

當(dāng)用戶發(fā)起對某一塊地圖瓦片請求時(shí)，本地緩存中如果沒有相應(yīng)的瓦片，則立刻到Google的服務(wù)器獲取該瓦片的最新圖像數(shù)據(jù)，然后返回給用戶，并同時(shí)在本地存儲(chǔ)。

這樣既能夠提高其訪問的速度，又能夠保證數(shù)據(jù)永遠(yuǎn)是最新的。而在外網(wǎng)不通，連不到Google網(wǎng)站時(shí)，本地圖系統(tǒng)仍然是能正常工作的。以本地緩存的方式靈活、彈性地保證與地圖相關(guān)的系統(tǒng)，功能穩(wěn)定。

（2）應(yīng)急GIS數(shù)據(jù)庫從 “十五”地震應(yīng)急項(xiàng)目開始，經(jīng)過堅(jiān)持不懈的努力已建立起了一套信息量龐大的應(yīng)急基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，其中包括了人口、經(jīng)濟(jì)、重點(diǎn)防護(hù)目標(biāo)、危險(xiǎn)源、避難場所和自然災(zāi)害危險(xiǎn)區(qū)分布等點(diǎn)、線、面數(shù)據(jù)。但由于是屬于保密性質(zhì)，數(shù)據(jù)一直無法發(fā)揮更大的作用。

本系統(tǒng)因考慮到其數(shù)據(jù)的保密性，故使用嵌入式系統(tǒng)作為本系統(tǒng)跟應(yīng)急數(shù)據(jù)庫之間的網(wǎng)橋。嵌入式系統(tǒng)將使用uClinux作為操作系統(tǒng)，該操作系統(tǒng)體積小 （像這種應(yīng)用，系統(tǒng)體積可以控制在1兆左右）且結(jié)構(gòu)清晰，可通過定制來去除Kernel（內(nèi)核）包中的多余功能，這樣編譯出來的系統(tǒng)可以是非常干凈的。系統(tǒng)上運(yùn)行獨(dú)立開發(fā)的服務(wù)程序。服務(wù)程序能實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)與應(yīng)急數(shù)據(jù)庫的網(wǎng)橋代理功能，并能監(jiān)控和控制系統(tǒng)中打開的TCP通訊端口，以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?。同時(shí)，服務(wù)程序也會(huì)將訪問記錄在存儲(chǔ)介質(zhì)上，例如TF卡、SD卡等，以方便日后檢查和分析。

本系統(tǒng)獲取應(yīng)急GIS數(shù)據(jù)有兩種方式，一種是通過HTTP的方式訪問ArcIMS，另一種方式是直接從數(shù)據(jù)庫中獲取GIS數(shù)據(jù)。獲取到的數(shù)據(jù)會(huì)以復(fù)雜的疊加方式與前面提及的網(wǎng)絡(luò)地圖系統(tǒng)整合，以達(dá)到最好的顯示效果。

5.2 Metaball（元球）

本系統(tǒng)選用Metaball（元球）技術(shù)來繪制分布圖。Metaball（元球）技術(shù)是由Blinn于1982年開發(fā)一種適用于建立可變形表面的技術(shù)。此技術(shù)利用Metaball建立能量場，然后通過標(biāo)量域的等勢面來建立3D模型來表現(xiàn)軟體或者隱式曲面。簡單的說，就是在空間里布置一些Metaball，每個(gè)Metaball都有一個(gè)能量場，通常用勢函數(shù)來表示。設(shè)空間里均布著無數(shù)個(gè)點(diǎn)。在其中某一點(diǎn)，它的能量為每個(gè)Metaball對它的勢的疊加。然后在空間的所有點(diǎn)找出勢能相同的點(diǎn)，就得到一個(gè)由這些點(diǎn)組成的曲面。勢函數(shù)的選擇有很多，有指數(shù)函數(shù)，分段多項(xiàng)式函數(shù)等等。二維Metaball的基本公式為:

圖7是一個(gè)Metaball的直觀例子。Metaball曲面實(shí)際上是一張等勢面。從效果上看，Metaball具有相互靠近到一定距離產(chǎn)生融合變形，再進(jìn)一步靠近時(shí)融合成光滑表面的特性。

基于這個(gè)原理，Metaball具有場的概念和可以互相融合的特性，更適合于繪制本系統(tǒng)的相關(guān)分布圖。有別于傳統(tǒng)畫法，在畫一個(gè)影響場時(shí)單純以一個(gè)圓圈來表示，多個(gè)圓圈疊加就會(huì)產(chǎn)生多個(gè)明顯的夾角，影響美觀，也反映不出多個(gè)場疊加的真實(shí)情況。從圖8中可以看出差別：

Metaball的繪制算法實(shí)現(xiàn)代碼都很簡單，也有很多，在Google上搜索能搜到，但本系統(tǒng)使用Flash作為繪圖引擎，通過Flash的濾鏡功能就能快速實(shí)現(xiàn)，更加便捷。

圖7 元球融合例子Fig.7 Metaball merge example

圖8 傳統(tǒng)畫法和元球畫法對比Fig.8 Contrast of traditional illustration and metaballs illustration

6 結(jié)束語

本系統(tǒng)是在12322現(xiàn)有服務(wù)模式上的增強(qiáng)型服務(wù)系統(tǒng)，主要依賴于12322的短信網(wǎng)關(guān)，從近幾年的地震應(yīng)急處置出現(xiàn)的問題中吸取教訓(xùn)，改進(jìn)了現(xiàn)有的應(yīng)急服務(wù)模式，并提供新的增強(qiáng)型服務(wù)。

本系統(tǒng)能達(dá)到廣泛收集前兆和災(zāi)情信息,為震前預(yù)報(bào)和震后輔助決策、應(yīng)急救援等工作提供依據(jù)和幫助，加上各種實(shí)用的交互式服務(wù)和統(tǒng)計(jì)分析功能，12322將能更好地為地震應(yīng)急服務(wù)，在日常工作中發(fā)揮更大的作用。

[1]朱丹，徐敬海.基于短信的時(shí)空地震災(zāi)情收集與管理[J].測繪科學(xué)，2011，36（06）：166、172-174.

[2]許慧鵬.走出 “12322”防震減災(zāi)公益服務(wù)熱線特色之路[J].城市與減災(zāi)，2011，05：45-46.

[3]劉瑞瑞，姚蘭予，許可，等.逐步推進(jìn)天津市12322防震減災(zāi)公益服務(wù)熱線實(shí)用化、規(guī)范化 [J].中國應(yīng)急救援，2012，01：48-50.

Enhanced 12322 Emergency SMS System

HE Ting1，2，3

（1.Earthquake Administration of Guangdong Province,Guangzhou 510070,China;2.Key Laboratory of Earthquake Monitoring and Disaster Mitigation Technology,CEA，Guangzhou 510070，China;3.Key Laboratory of Guangdong Province Earthquake Early Warning and Safety Diagnosis of Major Projects,Guangzhou 510070,China)

12322 public service platform of Guangdong province earthquake prevention and disaster mitigation was officially opened in 2009.Through testing of several small and mediumsized earthquakes,many disadvantages of the system are exposed,including insufficient utilization of existing resources,capacity shortage of service to technical personnel and the general public. By improving the current service model of the system,more practical services,such as information gathering,SMS group messaging,interactive services and statistical analysis,etc.will be provided, in order to better serve the general public.The SMS system will by then play a more important role in the event of emergencies.

12322；SMS；Information Collection；Interactive Service；Semantic Analysis；Network map Cache；Metaballs

P315.95

A

1001-8662（2012）03-0107-11

2012-03-10

何 霆，男，1982年生，助理工程師，主要從事地震應(yīng)急軟件開發(fā)工作. E-mail：78150433@qq.com.