突发地质灾害应急案例结构化研究

1、 突发地质灾害应急案例结构化研究 谢洪波1，王林林 S 刘浩 S 陈红旗2 (1.河南理工大学资 源环境学院，河南 焦作 454000； 2.国土资源部地质灾害应急技术 指导中心，北 京 100081) 摘要：针对突发地质灾害应急案例结构化不足的现状，通过案例要素分析，将案例信息划分为基本、危害、地质环境、 灾害体、应急等 5部分。通过分析应急防治流程中的技术环节和技术要点，初步构建了应急案例结构化模型，并对模型 中的字段进行规范化描述。设计实现应急案例系统，为案例的规范化和信息化管理提供了良好服务。 关键词：地质灾害；应急；流程；模型；案例库 中图分类号：P642 文献标识码：A Study

2、 on Structuring of Geological Disaster Emergency Case 1 1 1 2 XIE Hongbo , WANG Linlin , LIU Hao , CHEN Hongqi2 (1. School of Resourcesand Environment, Henan Polytechnic University, Jiaozuo, Henan 454000, China; 2. Geological Disaster Emerge ncy Tech nical Guida nee Cen ter of MLR, Beiji ng 100081,

3、Chi na) Abstract: For the insufficient structuring in geological disaster emergency case, emergency case is divided into basis information, hazard information, geological environment information, geological body information and emergency information by analyzing case essentials. Structured model is

4、preliminarily construccted by analyzing technical procedures and essentialsin emergency control process. Fields in the model is described in standard term. A geological disaster emergency case system is designed and implemented. It provides a good service for standard and information management of c

5、ases. Key words: geological disaster; emergency; process; model; case database0 引言 历史案例的相似度， 突发地质灾害应急案 例是指一次或一组突发 地质灾害事件及其应 急处置资料和研究成果的汇 方案冗余信息多，需 化形式的描述，案例 方案表达直观、明确 要进行再加工；而采用结构 相似度计算方法成熟，应急 2-3 ，能够有效辅助 应急决策。 集，当前主要以自然 语言进行描述，以电子文档 和纸质文档的形式保 存1 。基于案例推理的应急 辅助决策中，案例的 科学有效表达是基础问题。 因此， 开展应急案例 结构化表达研究是

6、有实 用价值的。 采用自然语言形式的 描述，难以度量当前案例与 传统的地质灾害案例 数据库中，对非应急信 表达13 。以上研究能够为突发地质灾害应急案例 息(基本信息、危害 信息、地质环境信息和灾害 的结构化解析提供参 考，但不同于事故灾难、公 体信息)的结构化解 析研究较多，解析程度较高， 共卫生和社会安全等 突发事件，地质灾害案例解 但由于解析过程中依 据的标准不一以及主观认识 析涉及较多的地质专 业性知识，不能套用一般突 的差别，尚未形成统 一的解析结果 4-6 ；对应急信 发公共事件的结构化 描述。为此，本文尝试从突 息的结构化解析仅限 于应急方案和处置结果的结 发地质灾害特征出发 ，

7、构建专门其应急案例结构 构化描述，难以表达 历史案例的完整应对过程 7-9 化模型。 1 应急案例结构化模型 针对一般突发公共事 件应急案例的结构化表 达， Liao K 基于知识元理论构建了案例结 构化模 1.1 应急案例的要素分析 型和应急辅助决策原 型系统 10；李勇建将案例归 突发地质灾害应急案 例模型是对案例共性特 纳为事件属性、关键 属性、从属属性、环境属性、 征的抽象，关系数据 库中的二维表格是对现实世 危害评估属性等 5 个 结构块11 ；佘廉提出“维度 界中某一类事物共性 的表达，二者具有对应关系。 属性 -特征”的表达框架，将案例表达为情 景、 表格中的行代表数据 记录，可

8、以表示一个具体的 件、应急管理等 3 个维度，其中，应急管理维 度表 案例；表格中的列代 表“字段 ”，可以描述案例 达为处置任务、 管理主体、资源配置等 3 个 的特征。本文使用一 系列“字段”来构建案例模 属性 12；陈曦将案例归纳为基本信息、环境信息 型。 事件信息等 3 部分， 并根据事件的演进过程将事 突发地质灾害应急案 例包含了灾害形成、演 件信息划分为多个应 急情景，对每个情景从状态、 化和应对的整个过程 ，直接构建模型难度较大， 动态环境、行政行为 、处置任务等 4 个方面进行 收稿日期： xxxx-xx-xx 修订日期： xxxx-xx-xx 基金项目：国土资源部公益性行业科

9、研专项“突发地质灾害应急响应支撑关键技术研究” (201211055) 作者简介：谢洪波 (1968 )，男，安徽砀山人，教授，主要从事地学信息工程的教学科研工作。 E-mail: 应遵循由浅入深、由 粗到细的过程。基于文献总 技术程序，是案例应 急信息结构化解析的理论依 结和案例分析，将案 例要素划分为基本信息、危 据。长期以来，应急 防治流程的标准化和精细化 害信息、地质环境信 息、灾害体信息、应急信息 研究不足，造成应急 信息结构化解析困难。结构 5 部分，基本信息表明灾害发生的时间、地 点、 化表达模型是针对特 定案例类型的通用的、结构 类型；危害信息表明 灾害已经造成或可能造成的 化

10、的表达方式。基于 模型的案例表达，能够还原 人员伤亡和财产损失 情况；地质环境信息表明灾 灾害的形成、演化和 应对过程，促进对灾害形成、 害体形成的地形、地 质、气象等条件；灾害体信 演化和应对机理的思 考，完善应急防治流程。应 息表明地质体运动过 程和停止后的物理特征；应 急防治流程与结构化 模型的关系见图 1。 急信息表明灾害应对 过程。模型构建将在进一步 分析案例要素的基础 上进行。 综上，案例模型构建 需要在已有研究成果基 础上，总结完善非应 急信息的结构化解析，并在 地质灾害应急防治流 程是应急响应的标准性 应急防治流程分析的 基础上解析应急信息。 图 1 应急防治流程与结构化模型的

11、关系 Fig.1 Relation of emergency control process and structured model 1.2 应急防治流程 稳定状态和次生灾害 ，判断发展趋势，要求持续 随着突发地质灾害应 急管理理论研究的深入 性的、高精细度的监 测。灾情评估旨在查明人员 和重大工程实践检验 ，初步形成了由预警响应、 伤亡和直接经济损失 情况，为应急救援提供依据。 情景分析、应急调查 、应急监测、灾情评估、风 风险防控针对承灾体 ，防控措施强调人员避险、 险防控、应急治理、 成因判定和总结恢复等九个 救援、救治和重要工 程、设备的保护。应急治理 术环节组成的应急 防治流程 1

12、4-（15表 1）。其中， 针对地质体，治理方 案强调依据科学、技术可行 预警响应的重点在于 做好灾前监测工作，确保预 和经济合理 14 。成因判定考虑自然 环境条件和人 警判据真实可靠；选 择有效的预警方式将预警信 为活动两个方面，引 发因素是指激发地质体启动 息及时告知受威胁区 域的所有人员；确定应急响 的直接自然条件 16，影响因素是指加剧 灾害发生 应等级以明确责任主 体。情景分析旨在明确当前 的自然条件、人为活 动、管理行为等。总结恢复 应急态势，把握地质 体、承灾体、地质环境变化 旨在从技术层面全面 、深入地评估风险管理和应 的关键节点和应急资 源满足程度，及时调整应急 急处置效果

13、，为后续 调整监测方案、改进决策模 方案。应急调查旨在 快速查明地质体的分布范围、 型、优化资源调度等 提供依据；制定受灾地区的 破坏类型和危害情况 ，调查手段强调获取信息速 恢复重建方案。 度快、覆盖面积大。 应急监测旨在查明地质体的 依据表 1 中的技术要 点，可还原灾害应对基 工程加载；水库浸润；灌溉渗漏；爆破振动； ？认识不足；？选 本过程，构成了案例 应急信息结构化表达的基础。 表 1应急防治流程的技术环节和技术要点 Tablel Technical procedures and essentials in emergency control process 技术环节 技术要点 要点

14、描述 灾前监测 无监测；人工观察；简易监测；专业监测。 预警判据 崩塌、 降雨预警；坡体变形；地下水异常；物理场异常；局部破坏； 滑坡 其他。 预警响应 泥石流 暴雨预警；高温融雪预警；泥石流体启动；其他。 预警方式 网站发布；书面通知；电视广播；手机短信；扬声器；口头通知； 智能预警；其他。 响应等级 I级；n级；皿级；w级。 情景分析 应急情景 响应时间（灾前、灾后）；地质特征（崩塌、滑坡、泥石流）；应对能力（不 满足、基本满足、满足）。 应急调查 调查手段 实时卫星影像；无人机航拍；激光扫描系统；高倍望远镜；快速物探技 术；其他。 监测手段 人工观察和测量；GPSGPS 定位；全站仪；激

15、光测距仪；其他。 应急监测 次生灾害 涌浪；堰塞湖；洪水；疫病；其他。 灾情评估 灾情统计 文本描述。 风险防控 防控措施 抢险救援；转移安置；医疗救援；监测预警；治安维护；信息发布； 其他。 崩塌 卸载减荷；支护工程；防水排水；其他。 应急治理 治理方案 滑坡 卸载减荷；抗滑工程；压脚；防水排水；其他。 蓄引水工程；固坡工程；拦挡工程；停淤工程；排导工程； 泥石流 其他。 崩塌 塌 降雨；地震；自然演化；冻融；地下开挖；切坡卸荷； 成因判定 引发因素 海叶 工程加载；水库浸润；灌溉渗漏；爆破振动； ？其他。 滑坡 泥石流 降雨；冰雪融化；水体溃决；其他。 影响因素 崩塌、 降雨；地震；自然演

16、化；冻融；地下开挖；切坡卸荷；滑坡 址不当；？应对不力；？意识薄弱；？其他 降雨；冰雪融化；水体溃决；随意弃渣；河道改造；选址 不当；应对不力；意识薄弱；认识不足；其他。 经验总结 文本描述。 教训总结 文本描述。 总结恢复 专项调查；就地重建；异地重建；防治工程；自然恢复；人工修复; 恢复重建 其他。 1.3结构化模型和规范化描述 以完整性、规范性、 科学性为原则，构建突发地质灾害应急案 表 2突发地质灾害应急案例结构化模型 Table2 Structured model of geological disaster emergency case 模型内容 模型字段 基本信息 案例名称；地质

17、体启动时间；地质体停止时间；行政位置；详细位置；地理经 度；地理纬度；灾害类型。 危害信息 死亡人数；受伤人数；直接经济损失；间接经济损失；威胁人数；威胁财产。 崩塌、 山地类型；原始地形坡度；原始地形坡向；地层岩性；年平均降水量。 地质环境信息 滑坡 泥石流 山地类型；流域形态；汇水面积；流域最高高程；流域最低高程； 主沟长；纵比降；沟谷坡度；沟道堵塞程度；动储量； ？地层岩性；？ 年平均降水量。 灾害体信息 崩塌 岩土体类型；前缘高程；后缘高程；运移方向；运动形式；运移速 度；水平运动距离；竖直运动距离；堆积体面积；堆积体体积； ？结构 面类型。 滑坡 岩土体类型；前缘高程；后缘高程；运移

18、方向；运动形式；运移速 度；水平运动距离；竖直运动距离；堆积体面积；堆积体体积； ？平面 形态；？结构面类型。 例（崩塌、滑坡、泥石流）结构化 模型（表2 ）。其中, 完整性是指能够还原案例过程，不丢失案例 段描述应尽可能的使 用简洁明确的专业术语，避免冗余；科学 关键信息；规范性是指字段 名称和字 性是指模型构建应符合地质灾害与应急 基本规律，符合学理 逻辑性。模型字段的描述方式有数字、时 间、文本、规范化术语 4种形式，应急 信息和非应急信息的 规范化字段描述见表1、表3。 泥石流 物质组成；物质来源；运移速度；堆淤范围；堆积体体积。 应急信息 灾前监测；预警时间；预警判据；预警方式；应急

19、开始时间；应急响应等级； 应急专家组长；应急专家成员；应急情景；应急调查； ？应急监测；？次生灾害； ? ?防控措施；？避险时间；？避险人数；？获救人数；？应急治理；？引发因素；？影响因 素；？应急结束时间；？恢复重建；？经验总结；？教训总结。 表 3非应急信息的规范化字段描述 Table3 Description of standard fields in non-emergency information 适用对象 模型字段 字段描述 行政位置 省+ +市+ +县+ +乡+ +村 崩塌、滑坡、 泥石流 山地类型 极高山；高山；中高山；低高山；高中山；中山；低中山； 中低山；低山；丘陵；？其

20、他。 灾害类型 崩塌；滑坡；泥石流。 崩塌、滑坡 岩土体类型 岩质；土质；岩土混合；人工堆填。 运动形式 倾倒；滑移；鼓胀；拉裂；错断；复合。 崩塌 结构面类型 软弱夹层层面；节理裂隙面；风化剥蚀界面；基覆界面；卸荷 裂隙面；其他。 平面形态 半圆形；矩形；舌形；不规则。 滑坡 运动形式 旋转；平移；流动；侧向扩展；复合。 结构面类型 无统一滑动面；软弱夹层层面；节理裂隙面；风化剥蚀界面； 基覆界面；其他。 流域形态 扇形；条形；斗形；其他。 沟道堵塞程度 严重；中等；轻微；无。 泥石流 物质组成 扇形；条形；斗形；其他。 物质来源 斜坡坡面侵蚀；沟谷崩塌滑坡；沟底侵蚀；堵溃坝体；远程滑 坡；

21、其他。 2 应急案例系统设计与实现 安全、系统稳定、操作简单的原则。 根据案例模型和系统管理需要，设计应急案 系统的设计目的是管 理案例数据。在保证数 例库，其中的数据表见图2。 据真实可靠的基础上，系统开发过程中遵循数据 图 2 应急案例库中的数据表 图 3 系统结构 Fig3 Structure of system 3 结论 本文分析了突发地质 灾害应急案例的要素组 成，总结和完善了前 人关于非应急信息结构化的 研究成果；通过分析 应急防治流程中的技术环节 应急等 5 部分。依据 模型和案例数据管理需求， 设计并实现应急案例 系统。 参考文献： 1 佘廉, 黄超. 我国突发事件案例库建设评

22、价分析 J. 电子科技大学学报 (社会科学版 ), 2015, 17(6):24-31. SHE Lian, HUANG Chao. Construction and evaluation of the emergency case base J. Journal of UESTC (Social Sciences Edition), 2015, 17(6):24-31. 2 Zimring C, Bafna S, Yi-Luen E. Structuring cases ina case-baseddesign aidJ. American Society of Civil Engineer

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24、32. WEI Jinglian. Data preparation and database design for information system on geological disaster J. Coal Geology & 和技术要点，初步构 建了突发地质灾害应急案例 结构化表达模型，并 对模型中的字段进行规范化 Fig2 Data tables in emergency case database 系统采用BS （浏览器 服务器）模式，以应 急案例库和天地图为 基础，采用 ADO.NET 和 JavaScript API 两种数据访问 技术，设计了不同用 引发因素、应急

25、响应 等级等专业字段作为查询条 件，结果包含完整的 案例信息；案例管理、专家 管理和用户管理分别 实现案例数据、专家信息、 户角色（管理员、高 级用户、普通用户）的业务 用户信息的添加、删 除、更新、查询；地图展示 辑（图 3）。系统功能在业务逻辑层实现，其中， 是指基于天地图展示 灾害点的空间位置。 案例简单查询支持以 时间、地点、类型作为查询 条件，结果包括案例 基本信息和危害信息；案例 根据系统结构，以 C#、JavaScript 作为开发 语言，实现数据查询 、管理和地图展示等功能。 详情查询在简单查询 基础上，支持以山地类型、 描述，模型包括基本 危害、地质环境、灾害体、 Explo

26、ration, 2002, 30(1):30-32. 5 王小东 . 基于 GIS 的地质灾害数据库设计 J. 河南理工大学学报 (自然科学版 ), 2007, 26(3):250-253. WANG Xiaodong. Design of geo-hazards database based on GIS J. Journal of Henan Polytechnic University, 2007, 26(3):250-253. 6 徐磊, 林剑, 龙万学. 面向对象的公路地质灾害监测预报数据组织 J. 自然灾害学报 , 2012, 21(4):192-198. XU Lei, LIN

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