数字冰雹：智慧应急可视化决策系统

　　引言：“一座城市的劫难与重生，包含着无尽悲欢，也见证着无数奋起。从曾被西方媒体预言“将从地球上被抹掉”的满目疮痍，到今天奋翅于冀东沃野的现代化城市，唐山40年的沧桑巨变，镌刻着一座城市凤凰涅槃的发展奇迹，诠释着一个民族和国家百折不挠、坚忍不拔的伟大力量。”历经磨难、不忘初心；饱尝艰辛、奋发图强，这是一座英雄城市屹立不倒的精神力量，也是一个国家和民族愈挫愈奋、多难兴邦的精神密码。砥砺前行的中华民族，必将在复兴之路上迎来更为光明的前景。

　　新华社评论员

　　《坚不可摧的中国力量—纪念唐山大地震40周年》

　　一、回首唐山大地震

　　1976年7月28日3时42分53.8秒，唐山，燕赵大地上的一座上百万人口的工业城市，在一场没有任何征兆的特大地震中被夷成废墟。里氏7.8级强烈地震，震中烈度11度，震源深度12千米，顷刻间，山崩地裂，房倒屋塌，24万人罹难，16万人重伤，100多万人受伤，损失惨重，举世罕见......被世界称为“20世纪人类十大灾难之一”的巨祸奇劫。而就在不久前，2020年7月12日6时38分，河北省唐山市古冶区发生5.1级地震，震源深度10千米，唐山市应急管理局回应称，此次地震为1976年唐山大地震余震。44年前唐山大地震至今竟还有余震！

　　二、复原唐山大地震

　　为探寻唐山大地震及其余震发生规律，数字冰雹整理了1976年7月28日至1978年12月底，地震活动最为活跃的两年多数据，基于可视化决策系统，按照时间和地理空间两个维度，对每一次地震按照震中位置、地震震级和地震时间进行了可视化分析。我们努力找寻到了早期唐山卫星影像数据，并进行了可视化处理和渲染，尽可能的还原当年唐山及周边城市的地形地貌特征，如地势、地貌、森林、建筑分布等要素。破坏性地震是指发生地震级别较大，一般震级大于5级，造成一定的人员伤亡和建筑物破坏或造成重大的人员伤亡和建筑物破坏的地震灾害。在三维态势地图上，我们调取全部5级以上地震数据，通过气泡图来展示每一次地震，气泡图的中心点代表着震中位置、气泡图的大小代表着地震的震级强弱，气泡越大震级越强，气泡密集的区域意味着该地区地震频繁。

　　三、唐山大地震数据可视分析

　　通过数据可视化，我们可以发现唐山大地震及其余震分布的一些规律和特征：（一）极震区发生在城区建筑、人口密集地带破坏性地震的地面振动最烈处称为极震区，极震区往往也就是震中所在的地区。从区域上看，7.8级大地震震中位置发生在唐山主城区，而非周边山区，大地震导致唐山市区所有建筑物遭到损毁；在时间上，7.8级大地震发生于凌晨3点42分，正值深夜，群众毫无准备，来不及转移，人员伤亡惨重。以1976年7月28日的地震数据为例，通过可视化分析，可以直观地看到当年唐山的城区建筑分布，以及主震、早期余震的发生过程。（震中位置分布可视分析）（二）破坏性余震多且强，次生灾害远超想象唐山7月28日7.8级大地震后至1978年底，据统计，短短两年多，监测到的1.0级以上余震达17570次之多。其中，1976年7月28日大地震后，到1976年7月31日，不到四天时间发生1.0级以上余震3457次，次月发生1.0级以上余震6237次，而后每月地震发生频次逐渐减少。（每月地震发生频次可视分析）此外，我们调取了唐山大地震余震序列中的5.0级以上地震数据，其中7级以上余震1次、6.0-6.9级余震3次、5.0-5.9级以上余震72次，其中约有43%的5级以上余震发生在主震后两天内。余震造成的次生灾害不亚于主震，而余震以短时内相继发生高频率，弱强度的地震，不仅给灾后救援造成威胁，同时也会产生次生自然灾害和造成更大人员伤亡。

　　（5级以上地震震级分布可视分析）

　　（三）余震呈带状密集分布

　　从1976年7月28日大地震发生，到1978年底，余震活动范围不断扩大，我们通过可视化手段，让唐山大地震及其余震数据同时发生，可以直观看到所有地震的空间分布情况，在这里我们可以非常直观地得出一个结论：唐山大地震其余震呈带状分布，地震带以唐山主震为中心向东北方向和西南方向延伸。

　　（大地震后余震分布可视分析）

　　（四）余震持续时间长、起伏波动大

　　一般来讲，主震发生之后，相当一段时间内，会陆续发生一系列持续性余震，持续时间可达数月甚至数年，并随着时间推移，在次数和强度上逐渐减弱。但在唐山大地震后，通过数据我们可以看到，在大地震后两年先后发生了4次强余震，如1976年7月28日发生的6.5级和7.1级地震、1976年11月15日发生的6.9级地震以及1977年5月12日发生6.2级地震，这几次地震使唐山大地震余震频度衰减曲线发生了明显转折。

　　（每月最大震级分布）

　　（五）唐山大地震影响范围可视化分析

　　地震烈度，反映的是地面及房屋等建构筑物遭受地震影响破坏的程度，包括建筑物破坏、自然景观变化等。我国烈度分为12个等级，等级越高破坏越重。其中烈度VI度（6度）及以上建筑物会有不同程度的破坏。一般而言，在一次地震中，离震中越近，烈度值越大；离震中越远，烈度值越小。

　　我们通过可视化分析，把大地震的影响范围，按照影响程度的大小通过区域着色进行可视化分区显示，以大地震震中位置为中心，大地震震中位置周边的红色区域代表十一度烈度区，也就是地震影响最为严重的区域，橙色区域代表十度烈度区，依次类推，影响程度逐级减轻，最外圈的蓝色区域为6度烈度区。

　　通过可视化分析，可以一目了然地看到，除了震中唐山外，天津、秦皇岛、北京、廊坊、沧州等城市均受到了不同程度的影响。

　　（大地震影响范围及程度可视分析）

　　四、灾后重建，涅槃重生

　　1976年7月28日的唐山大地震，使百年工业城市瞬间被夷为废墟，历经岁月磨砺，44年后的今天，唐山已成为京津冀发展战略核心区、在“一带一路”建设中发挥着重要作用，唐山人民与时俱进、开拓进取，不断交出应对挑战、无愧时代的发展答卷。（唐山76年地震照片和2020年新貌对比）而唐山，这座自强不息的城市崛起之路，就像是中华民族砥砺前行的缩影，回顾历史，无论是对抗外部侵略者、还是抗震救灾、亦或是抗击疫情...同舟共济自强不息、坚韧不拔一直都是中华民族强大的民族精神，中华民族伟大复兴的中国梦也终将在一代代人的接力奋斗中变为现实。

　　五、智慧应急，可视化助力

　　党的十九大报告提出要健全公共安全体系、提升防灾减灾救灾能力；随着5G、云计算、物联网、大数据、人工智能等技术应用的发展，运用现代科学技术建立起来的各种预警系统在我国防灾减灾工作中发挥着越来越重要的作用，为防灾减灾工作提供了充分的科学依据，“智慧应急”应运而生。数字冰雹“智慧应急可视化决策系统”作为智慧应急的“神经中枢”，已在中国气象局、多地应急管理局等单位成功落地并发挥着重要作用。系统以大数据和系统融合为基础，可有效连接散落在公共安全管理各个单元的数据资源，实现海量信息资源的整合共享，并充分融合互联网+、大数据、云计算、人工智能、可视化等前沿技术应用，将信息、技术、设备与应急管理需求有机结合，充分发挥态势监测、应急指挥、展示汇报、流程管理、辅助决策等多重作用，有效提升防灾、减灾、救灾等应急工作的综合效能，提高应急管理决策决策和资源协调指挥效率。数据来源：国家地震局编《一九七六年唐山地震》和河北省地震局编《唐山地震目录》。本文仅对demo演示的内容做阐述，数字冰雹不对数据的准确性、可靠性、完整性和适用性等做任何保证。

　　编辑：晓莉