城市地震應急避難場所展示系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)1
2017-10-13 22:56:37蘇建鋒薄萬舉
震災防御技術 2017年2期
蘇建鋒 薄萬舉
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城市地震應急避難場所展示系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)1
蘇建鋒 薄萬舉
（中國地震局第一監(jiān)測中心，天津 300180）
針對城市應急避難場所信息化建設過程中存在的問題，以天津市地震應急避難場所的實際情況為數(shù)據(jù)基礎，開發(fā)了基于Google地圖API技術的城市地震應急避難場所展示系統(tǒng)。該系統(tǒng)實現(xiàn)了應急避難場所信息查詢、地圖量測、避難場所最優(yōu)路徑和應急避險科普宣傳等公共服務功能。系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)不僅有利于城市居民及時方便準確地獲取居住地周圍地震應急避難場所空間分布信息和應急避險等知識，同時在城市突發(fā)災害后的搶險救災、疏散及安置居民等方面起到重要作用。
應急避難場所 JavaScript JQuery 數(shù)據(jù)庫
引言
應急避難場所是一種城市突發(fā)公共事件后安置災民的設施，是為城市居民躲避地震、洪水、爆炸、火災和疫情等重大突發(fā)公共事件的安全避難場所（楊爽等，2013；熊焰等，2014）。應急避難場所主要以具有一定規(guī)模和避難功能的公園、綠地、廣場、體育場和露天大型停車場等場地形式在城市中存在與分布的，其安全性、可達性和有效性使其在提高大中城市綜合防災能力、有效減輕突發(fā)性重大災害事件引起的社會危害方面發(fā)揮著重要作用（范靈春等，2011）。我國早在21世紀初就明確要求各地尤其是省會和百萬人口以上的城市要把應急避難場所的建設納入城市總體規(guī)劃當中。隨著城市現(xiàn)代化建設的大發(fā)展，城市人口和規(guī)模空前膨脹，應急避難場所已經(jīng)成為保障城市公共安全及應對突發(fā)公共事件的重要設施。
我國是一個幅員遼闊、物產(chǎn)豐富但自然災害頻繁、損失嚴重的國家。近年來政府對城市應急避難場所的高度重視使其建設得到了長足的發(fā)展，避難場所的建設規(guī)模與實用標準都取得了很大的提高。但是由于應急避難場所信息化建設緩慢，避難場所信息的發(fā)布與宣傳手段過于單一，普及面窄，使得絕大多數(shù)周邊居民都不清楚避難場所的位置、場所的詳細信息、到達場所的最近路徑和場所功能等公共服務信息，這將大大降低減災效果（董曼等，2014；單寶艷等，2014）。因此，尋求一種有效的手段使得用戶能夠便捷快速地獲取城市應急避難場所的信息情況及應急避險等科普知識是非常重要的。
本文基于Google地圖API技術，結合天津市地震應急避難場所的實際情況，設計并實現(xiàn)了一個城市地震應急避難場所數(shù)據(jù)的后臺管理、前臺檢索、前臺數(shù)據(jù)動態(tài)展示等功能的綜合展示系統(tǒng)。該系統(tǒng)為將城市地震應急避難場所和應急避險等科普信息快速、有效地傳播出去，推動城市地震應急避難場所信息化建設方面提供了一個新的解決方案。
1 系統(tǒng)設計
系統(tǒng)的建設目標是以天津市地震應急避難場所信息為基礎數(shù)據(jù)，結合城市地震應急避難場所調(diào)查資料和歷史資料及現(xiàn)有的各種有用信息，以普通城市居民為主要用戶，根據(jù)用戶需要建設一個城市地震應急避難場所展示系統(tǒng)，方便用戶隨時隨地方便快捷地查詢到居住地周邊的避難場所信息，以便在災時做好應對措施。系統(tǒng)設計將堅持實用性、先進性、穩(wěn)定性、可操作性和易擴展性等原則。
1.1系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設計
數(shù)據(jù)庫是整個系統(tǒng)的核心部分，其中各個表的設計對該平臺的研發(fā)起到至關重要的作用。常用的數(shù)據(jù)庫平臺有Oracel、SQL Server、MySQL等，根據(jù)該系統(tǒng)的實際需求選用了MySQL數(shù)據(jù)庫平臺。該系統(tǒng)在邏輯上分為基礎數(shù)據(jù)庫和Google地圖提供的地理數(shù)據(jù)庫兩部分。相關地理數(shù)據(jù)以Google地圖為基礎建立，由其提供的Maps API獲取相關地理數(shù)據(jù)；系統(tǒng)基礎數(shù)據(jù)庫主要用于存放地震應急避難場所相關信息（趙國峰等，2014；孫路強等，2016）。
1.2系統(tǒng)總體結構設計
根據(jù)該地震應急避難場所展示系統(tǒng)的建設目標，采用B/S（瀏覽器/服務器模式）體系結構來構建系統(tǒng)。系統(tǒng)總體邏輯上分為3層架構：WEB應用服務器、屬性數(shù)據(jù)庫和Google地圖數(shù)據(jù)庫、客戶端瀏覽器，層與層之間相互聯(lián)系又各自獨立，形成了一個獨特的有機整體。
WEB應用服務器是整個展示系統(tǒng)的功能核心，實現(xiàn)地震應急避難場所信息管理的業(yè)務邏輯，負責連接屬性數(shù)據(jù)庫和地圖數(shù)據(jù)庫，為展示系統(tǒng)提供各種信息數(shù)據(jù)；屬性數(shù)據(jù)庫和Google地圖數(shù)據(jù)庫為系統(tǒng)提供避難場所的基礎數(shù)據(jù)支持，包括避難場所的屬性數(shù)據(jù)、Google地圖數(shù)據(jù)、專題數(shù)據(jù)、自救互救避險科普知識數(shù)據(jù)及各種相關文檔等；客戶端瀏覽器是面向用戶群提供信息服務的架構，通過用戶交互向應用服務器發(fā)送請求，并解釋服務器返回的數(shù)據(jù)顯示給用戶，將地震應急避難場所的相關信息動態(tài)地展示給用戶，為用戶提供便捷的服務（趙士達等，2014；仇尚媛等，2015）。其整體框架圖如圖1所示。
系統(tǒng)基于Google地圖API技術，采用B/S模式的軟件架構，使用JSP、Java、JavaScript和JQuery等語言，后臺選用MySQL數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)了地震應急避難場所地圖化的管理及展示。用戶只需要通過主流瀏覽器即可使用系統(tǒng)中的所有功能。根據(jù)系統(tǒng)框架圖可知，用戶與服務器交互的過程就是對不同數(shù)據(jù)的檢索和展示的過程。通過Google Maps API獲取地圖圖像數(shù)據(jù)并將其加載到地圖的顯示區(qū)域中，再通過屬性數(shù)據(jù)庫獲取相關的標注數(shù)據(jù)后顯示在地圖上。
1.3系統(tǒng)主要功能設計
本地震應急避難場所展示系統(tǒng)分為前臺展示端和后臺管理端兩部分，主要功能設計如圖2所示。
1.3.1前臺展示端
根據(jù)系統(tǒng)建設的目標和用戶需求，系統(tǒng)前臺展示端功能可描述如下：
地圖操作：指地圖瀏覽、地圖量測和360度全景展示等操作，主要實現(xiàn)包括放大、縮小、漫游、量測兩地距離、實地地圖和衛(wèi)星地圖及全景地圖的不同視角自由切換等基本功能。
信息查詢：實現(xiàn)地圖查詢的基本功能，支持空間數(shù)據(jù)與其屬性信息的相互查詢，支持查詢專項信息，如應急避難場所、避難場所就近的醫(yī)院、商店、政府部門等信息。
應急避難場所信息展示：包括應急避難場所展示、避難場所最優(yōu)路線和應急避險常識展示操作，主要實現(xiàn)應急避難場所分布的詳細信息，包括名稱、地址、場所面積、可容納人數(shù)、場所簡介等信息的展示功能；能夠通過后臺計算提供給用戶所在區(qū)域的應急避難場所分布情況和用戶以不同的交通方式（駕車或步行）到達指定避難場所的最優(yōu)路線；提供各種災害來臨時人們應該注意和自救互救的科普常識、避難場所的使用及政府部門應急救援電話等信息。
評價與反饋：用戶可對該展示系統(tǒng)和展示內(nèi)容進行評價與建議的操作功能。系統(tǒng)平臺管理人員可以根據(jù)這些意見與建議優(yōu)化系統(tǒng)和更改展示內(nèi)容，使系統(tǒng)平臺和用戶之間能形成一個良好的互動效果。
1.3.2后臺管理端
后臺管理端主要是對前臺相關數(shù)據(jù)的集中管理，具體實現(xiàn)了應急避難場所信息屬性數(shù)據(jù)、前臺避險常識和評價與反饋的維護和管理。
2 系統(tǒng)關鍵功能實現(xiàn)
本系統(tǒng)部署環(huán)境為Windows Server 10，數(shù)據(jù)庫為MySQL，應用服務器為Tomcat 8.0。本章根據(jù)地震應急避難場所展示平臺的重點，主要介紹了Google Maps、城市應急避難場所信息地圖化動態(tài)顯示兩部分的實現(xiàn)內(nèi)容，包括了界面、部分代碼功能的實現(xiàn)等。
2.1Google Maps的實現(xiàn)
（1）嵌入Google Maps API
要使用Google Maps API，就必須到該API的主頁申請一個相應的KEY，其URL地址為https://developers.google.com/maps/documentation/javascript/?hl=zh-cn。單擊“獲取密鑰”進入申請頁面，在頁面中引入Google Map服務。在使用Google Map服務之前，需要在該頁面中引入相應的腳本，在頁面中插入，如下所示代碼：
將Google生成的API KEY放置于KEY參數(shù)中，sensor參數(shù)用于指明是否使用傳感器確定用戶的位置。
（2）頁面中加入Google Maps
在本系統(tǒng)中需要創(chuàng)建一個Map屬性對象來定義地圖的屬性，其代碼如下：
mapOptions: {
zoom: 15,
center:
new google.maps.LatLng(39.08432957039356,117.2075420048825),
styles: _avocadoStyle
},
Center用于設置地圖的中心點，所以創(chuàng)建一個LatLng對象，將位置的經(jīng)、緯度坐標傳遞給此對象，本系統(tǒng)將地圖的中心設置為天津。
在系統(tǒng)頁面中使用參數(shù)（mapProp）在
元素（id為googleMap）創(chuàng)建一個新的地圖，地圖將以
元素中設置的大小來顯示地圖。具體代碼如下：
多維深入復盤 促進應急搶險 完善應急指揮機制融嵌應急準備、響應、處置全周期 聽的場所 2020年5月全市場發(fā)行情況（按托管場所） 遠離不良場所 應急管理部6個“怎么看” 數(shù)據(jù)庫 國際新應急標準《核或輻射應急的準備與響應》的釋疑 戀愛場所的變化 數(shù)據(jù)庫
var map=new google.maps.Map(document.getElementById("googleMap"),mapProp);
2.2地震應急避難場所地圖化動態(tài)顯示
用戶可以通過點擊應急避難場所圖標來打開該應急避難場所的詳細信息窗口，該窗口包括應急避難場所的名稱、地址、類型、面積、可容納人數(shù)等相關信息，以便用戶快速地了解每個應急避難場所的基本情況，主要代碼如下：
this.showMsg = function (title, msg, callback) {
buildMsg(title, msg, false/*doConfirm*/, "", callback);
}
function getPlaceHtml(details) {
var html =
" useage: " + details. useage + "
" +
"Location: " + details.lat + " / " + details.lng + "
" +
"Name: " + details.name + "
" +
"Address: " + details.street +
"
" +
" capacities: " +details. capacities + "
" +
" area: " +details. area + "
"
return html;
}
onSelect: function(m, details) {
var msg = getPlaceHtml(details);
m.showMsg("地震應急場所詳細信息", msg);
return true;
},
圖3為用戶登錄應急避難場所展示系統(tǒng)的首頁，在該界面通過一些簡單的操作就可以看到天津市地區(qū)所有的地震應急避難場所地點的分布圖及其詳細信息。
圖4為用戶登錄應急避難場所展示系統(tǒng)的最優(yōu)路徑查詢模塊，可查詢用戶所在區(qū)域的地震避難場所，找出最近的應急避難場所并通過后臺計算給出到達該避難場所最優(yōu)的路線。
城市地震應急避難場所展示系統(tǒng)不僅是給市民展示城市應急避難場所相關信息及應急避險科普知識的平臺，還是學者研究該城市應急避難場所空間布局是否合理的一個窗口。以天津市為例，通過對該展示平臺獲取的數(shù)據(jù)進行整理分析，初步得出以下結論：天津中心城區(qū)與郊區(qū)間的應急避難場所分布具有明顯的差距，中心城區(qū)避難場所分布較集中且均衡，郊區(qū)避難場所分布零散、不均衡。天津?qū)儆诟呙芏鹊奶卮蟪鞘校绕涫侵行某菂^(qū)，人口密度高達29173人/km2，這使得避難場所覆蓋密度和重疊率較高，而實際人均有效避難面積卻偏低，僅0.69m2，遠低于國家最低標準1.5m2，顯然不能滿足大多數(shù)市民的避難需求。因此，天津市目前的應急避難場所空間分布還不甚理想，亟需提高，重點是提高應急避難場所數(shù)量供給和空間布局的合理性，以滿足城市不同發(fā)展時期人們對緊急疏散空間的迫切需求。
3 結論
本文運用JSP、數(shù)據(jù)庫等技術，提出以Google Maps API為平臺來構建B/S（Browser/ Server）結構系統(tǒng)的思想，設計了城市地震應急避難場所展示系統(tǒng)的基本框架，研發(fā)了地震應急避難場所展示系統(tǒng)。該系統(tǒng)是應急避難場所信息化建設的一次全新的應用，其用戶對象首次以城市居民為主，而非專業(yè)人士和政府官員，其目的是通過該系統(tǒng)對應急避難場所進行可視化、全方位、動態(tài)化的展示，使得普通老百姓可以方便、快捷、及時地直接獲取當?shù)氐卣饝北茈y場所的信息及應急避險知識，這對在突發(fā)災害時快速傳播避難信息和及時有序地疏散與安置居民、減輕災害損失方面將起到積極作用。該系統(tǒng)建成后正逐步投入使用中，不僅實現(xiàn)了城市應急避難場所信息數(shù)據(jù)的有效管理，也實現(xiàn)了用戶和管理員之間數(shù)據(jù)資源的有效整合與共享的預期目標。隨著智能移動平臺技術的不斷發(fā)展，在下一步的工作中，我們將會把該系統(tǒng)的一些功能移植到智能手機端，為用戶提供更為人性化的服務。
仇尚媛，周浩，王春等，2015．地震數(shù)據(jù)地圖化動態(tài)顯示．地震地磁觀測與研究，36（5）：140—144．
單寶艷，郭金金，2014．基于GIS空間分析的城市避震疏散規(guī)劃研究．測繪通報，（1）：86—89．
董曼，楊天青，2014．地震應急災情信息分類探討．震災防御技術，9（4）：937—943．
范靈春，胡斌，李誼瑞，2011．西安市地震應急指揮技術系統(tǒng)設計與實現(xiàn)．震災防御技術，6（2）：190—198．
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熊焰，梁芳，喬永軍等，2014．北京市地震應急避難場所減災能力評價體系的研究．震災防御技術，9（4）：921—931．
楊爽，張楠，趙士達等，2013．天津市地震應急避難場所試點建設．防災減災學報，29（4）：79—82．
趙國峰，李鑫，李麗等，2014．中國地震信息網(wǎng)速報信息實時同步設計與實現(xiàn)．震災防御技術，9（2）：310—316．
趙士達，張楠，楊爽，2014．基于Android系統(tǒng)的避難場所查詢軟件開發(fā)．電子技術應用，40（3）：133—136．
Design and Realization of Display System of Urban Earthquake Emergency Shelters
Su Jianfeng and Bo Wanju
(First Crust Monitoring and Application Center, CEA, Tianjin 300180, China)
Aiming at the problems in the course of information construction of urban emergency shelters, we take the Tianjin earthquake emergency shelters as the data base to develop a Google Maps API technology-based display system of urban earthquake emergency shelters. The system implements emergency shelter information acquiring, map measurements, the best path to shelters, and emergency public service functions such as popular science propaganda. The system design and implementation will not only benefit citizens timely access to accurate earthquake emergency shelters around the residence of spatial distribution of information and knowledge of emergency, but also play the important role in emergency disaster relief, evacuation and resettlement of residents in order to reduce disaster losses caused by large earthquakes.
Earthquake emergency shelter; JavaScript; JQuery; Database
1基金項目 中國地震局第一監(jiān)測中心科技創(chuàng)新主任基金（FMC2016006），科技部基礎工作專項（2015FY210400）共同資助
2016-09-28
蘇建鋒，男，生于1981年。工程師。主要從事地震應急及形變資料處理與分析等方面的研究。E-mail：su_qw@ 163.com
蘇建鋒，薄萬舉，2017．城市地震應急避難場所展示系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)．震災防御技術，12（2）：392—398． doi：10.11899/zzfy20170216
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