李　瑞　田桂娥*　陶万成　赵培昕　沈天宇

(华北理工大学，河北 唐山　063000)



·结构·抗震·

基于ARCGIS地震灾害损失预估系统★

李瑞田桂娥*陶万成赵培昕沈天宇

(华北理工大学，河北 唐山063000)

结合房产评估、地震烈度衰减和地震灾害损失三种灾害评估理论模型，在VS2010 C#平台上，基于ARCGIS软件设计了GIS地震灾害损失预估系统，并借助于1976年唐山地震的房屋倒塌率，验证了该系统的可行性。

ARCGIS，地震灾害，灾害评估系统，可行性

人类与威胁人类的灾害始终相随相伴,各种频繁发生的灾害威胁着人类的生存和人类社会的发展与进步。1976年7月28日3时42分53.8秒，中国河北省唐山、丰南一带(东经118.2°，北纬39.6°)发生了强度里氏7.8级地震，震中烈度11度，震源位于唐山断层带上，极震区集中在唐山市区，路南区断层尤为明显。地震在极短时间内造成严重的经济损失和人员伤亡。近10年,国内外在预测地震受灾评估预测[1]理论和方法方面开展了一系列研究，目前公开发表的地震受灾评估预测方法可概括为地震受灾程度与人口密度的关系、地震受灾程度与地震烈度的关系以及全概率预测法等几大类。本文首先介绍了房产评估、地震烈度衰减和地震灾害损失三种模型，并以唐山市地形数据为基础，在VS2010 C#平台上，基于ARCGIS控件实现的GIS预估系统，假设一定的参数，对地震受灾程度及经济损失进行预估，并分析了可行性。

1　灾害评估理论模型

1.1房产评估模型

房产评估模型的建立是评估房产的核心，其主要功能是评估"fi出房产的价值得出数据，为后期的地震房产预测做数据准备。

模型的算法：

(1)

其中，p区为一个小区房产总价值；p0为小区标准居民房单价；αi为标准楼内房屋价格的修正系数；k为每层平均的住户数；N为小区内楼宇的平均层数；m为小区内楼的栋数。

αi对p0的修正，修正公式为：

αi=Z×φi+Γβi

(2)

据调查影响修正αi的主要因子是装修标准(Z)和房屋朝向(Γ);Z,Γ均为因子对αi影响所占比例，Z+Γ=1。装修标准分为普通(φ1)，中等(φ2)，高级(φ3)，房屋朝向有向阳面(β1)，非阳面(β2)。根据实际调查情况对φ1，φ2，φ3，β1，β2赋值，不同的小区赋值标准不一样，根据调查样本分析出取值标准。k,m由外业调查及查询资料统计得到。

1.2地震灾害损失模型

根据唐山房产评估等数据建立地震灾害损失模型。

地震灾害损失模型：

Lk=∑∑P(I)×Pk×bk(Dj)×Bk

(3)

2　灾害评估系统设计

本灾害损失评估系统是基于ARCGIS，VS2010 C#软件平台开发的，以唐山市范围内的建筑物为例进行灾害评估，以1976年唐山大地震经济损失数据为验证数据。流程如图1所示。

2.1数据来源

本文以北东向穿过唐山市断层[2]为主区域进行灾害统计，断层涉及唐山市、丰南县、滦县和丰润县，并利用ARCGIS软件处理成电子地图为后期软件开发提供空间数据。房产调查以小区房产为主，记录每个小区房屋平均地产价格，小区住户数，栋数等信息见表1。

表1　小区房产信息示例表

2.2系统功能

基于ARCGIS的唐山断层带地震灾害损失预估系统主要由数据库、功能模块和用户界面三部分组成[3]。功能模块分为文件管理、工具管理、编辑管理、受灾分析、受灾损失统计五部分。系统实现了长度面积量算、坐标定位、鹰眼视图、属性识别、查询、修改、专题图输出、受灾损失统计等功能，界面功能直观、方便，计算结果以Word，Excel，文本文档，图片等多种形式输出[4]，大大的提高了系统的处理效率。

2.2.1地震受灾程度专题图与受灾统计

通过地震要素参数及烈度衰减模型确定烈度圈，结合原始数据继而确定经济损失。具体流程如图2所示。

以1976年唐山大地震的数据为依据，统计确定建筑物在不同地震烈度遭受的破坏概率和受灾损失率及建筑折旧率，见表2，由此确定唐山地震受灾程度专题图和地震受灾面积柱状统计图，见图3。

表2　损失评估因子

2.2.2系统可行性分析

由房屋倒塌率和地震烈度成正比，可知房屋倒塌率和地震烈度程度的分布应相同，苏幼坡等依据唐山大地震震害数据库，给出了80.0%,40.0%和10.0%等房屋倒塌率线的地域分布[5]。由本系统确定地震受灾程度图知分布范围与苏幼坡等房屋倒塌率线的地域分布相同，进一步验证了本系统具有可行性，对地震受灾损失评估等工作有重大意义。

3　结语

地震受灾损失评估工作对实效性有很高的要求,评估所依据的信息多数与空间位置有关。借助GIS进行评估,不但提高了信息的可视性,便于应急指挥决策,而且提高了评估的实际效率。在VS2010 C#平台上，基于ARCGIS软件设计实现了GIS地震灾害损失预估系统，并借助于1976年唐山地震的房屋倒塌率分析了系统可行性研究。系统从房产评估、地震烈度衰减和地震灾害损失模型出发，系统设计实现了地震灾害损失统计、受灾专题图等实用性功能。

[1]肖凯灵,胥卫平.城市地震灾害风险的损失评价研究[D].西安：西安石油大学硕士学位论文，2011.

[2]唐山市统计局.唐山统计年鉴[M].北京：中国统计出版社，2003.

[3]王晓青，丁香.基于GIS的地震现场灾害损失评估系统[J].自然灾害学报,2004，13(1):118-125.

[4]李西，周光全，郭君.地震灾害损失评估软件开发[J].地震研究，2009，32(1):84-88.

[5]苏幼坡，张玉敏.唐山大地震灾害分布研究[J].地震工程与工程振动，2006(3):22-25.

Earthquake disaster loss forecast system based on ARCGIS★

Li RuiTian Gui’e*Tao WanchengZhao PeixinShen Tianyu

(NorthChinaUniversityofScienceandTechnology，Tangshan063000,China)

Combining with three kinds of disaster evaluation theory models of real estate property evaluation, seismic intensity attenuation and seismic disaster loss, based on VS2010 C# platform and ARCGIS software, the paper designs the GIS seismic disaster loss predicting system, and finally testifies the system feasibility with help of housing collapse rate of Tangshan earthquake in 1976.

ARCGIS, seismic disaster, disaster evaluation system, feasibility

1009-6825(2016)19-0021-03

2016-04-27★：华北理工大学大学生创新项目(项目编号：X2015089)；华北理工大学教改项目(项目编号：Qz1432-10)；国家自然基金项目(项目编号：41574072)

李瑞(1994- )，男，在读本科生；陶万成(1993- )，男，在读本科生

田桂娥(1980- )，女，硕士，讲师

TU352

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