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中国是世界上自然灾害风险最为严重的国家之一。建立一个适合中国国情的综合自然灾害风险搜索、模拟与制图体系，是国家综合风险防范工程中不可或缺的一项重要内容。王静爱、武建军、王平等编著的《综合风险防范——搜索、模拟与制图》重点研究综合风险数据搜索和网络信息服务技术、综合风险模拟与仿真技术及综合风险自动制图技术三个方面，本书在综合风险网络信息发现及智能采集服务技术、综合风险网络海量信息抽取与分类技术、综合风险网络信息搜索引擎检索排序技术、干旱灾害模拟与仿真技术、风沙灾害模拟与仿真技术、综合风险自动制图规程、综合风险制图表达技术、制图自动综合技术等几个方面取得重要技术进展，为综合风险防范提供关键技术支撑。
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| 內容簡介： |
本书是“十一五”国家科技支撑计划重点项目“综合风险防范关键技术研究与示范”的部分研究成果，丛书之一，主要从综合风险数据搜索和网络信息服务技术、综合风险模拟与仿真技术、综合风险自动制图技术三个层面进行了系统总结。第一层面包括综合风险信息的空间与行业搜索、分类整理、用户分类和基于数字地球模型的综合风险信息表达技术，用于支撑综合风险网络服务系统建设。第二层面主要以干旱和风沙灾害为对象，进行了灾害风险形成过程的研究和灾害风险模拟与仿真模型系统的技术开发与应用，为自然灾害评估、灾害风险预测和应急方案的制订提供技术支持。第三层面对灾害风险地图自动制图规程与编绘规范、数字风险地图自动化制图综合技术、风险地图自动制图的表达技术进行系统的理论研究和技术开发，为中国第一代综合风险地图的编制提供规范性的多媒介表现形式。
本书可供灾害科学、风险管理、应急技术、防灾减灾、保险、生态、能源、农业等领域的政府公务人员、科研和工程技术人员、企业管理人员以及高等院校的师生等参考，也可作为高等院校相关专业研究生的参考教材。
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| 目錄：
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总序
第1章综合风险网络信息搜索技术
1.1综合风险网络信息概述
1.2综合风险网络信息分布模型
1.3综合风险网络信息搜索与服务
1.4领域搜索引擎研究进展与现状
1.5面向领域的语义检索研究
第2章中文综合风险网络信息搜索系统（勾勾风险——Gogo Risk）
2.1综合风险网络信息搜索系统架构
2.2网络风险信息智能采集子系统
2.3综合风险信息智能处理子系统
2.4风险信息索引及检索服务子系统
2.5综合风险智能搜索引擎结果展示与功能
第3章综合风险网络信息服务技术
3.1网络地理信息服务技术国内外研究进展情况
3.2网络地理信息服务的异步交互技术
3.3基于异步交互的WebGIS体系结构
3.4综合风险信息发布系统详细设计
3.5结论和展望
第4章旱灾风险的模拟与仿真
4.1计算机模拟与仿真技术
4.2旱灾风险模拟与仿真研究进展
4.3旱灾风险模拟理论研究
4.4旱灾风险模拟系统技术开发
4.5研究展望与建议
第5章风沙灾害风险模拟系统
5.1风沙灾害风险模拟技术国内外进展
5.2下垫面与风沙灾害天气
5.3沙尘暴与城市空气质量、大气降尘
5.4风沙灾害模拟系统的开发
5.5风沙灾害模拟与仿真系统的应用
第6章中国自然灾害风险地图符号设计
6.1灾害地图符号的国内外研究进展
6.2自然灾害地图符号设计的理论与方法
6.3致灾因子图形符号系统构建
6.4致灾因子／孕灾环境色彩符号系统构建
6.5综合风险地图符号库
6.6结论、讨论与展望
第7章中国省区面积模式的分区分级符号自动实现
7.1专题地图符号自动实现的研究进展
7.2基于省区面积模式的比值分级法自动实现
7.3基于中国省区面积模式的分区统计图法自动实现
7.4应用案例
第8章中国自然灾害风险地图制图综合理论与方法
8.1地图制图综合的国内外研究进展
8.2自然灾害风险制图的自动综合理论构建
8.3自然灾害风险制图的自动综合方法研究
第9章中国自然灾害风险地图自动综合实现
9.1点状自然灾害风险地图的自动综合应用研究——以滑坡致灾因子为例
9.2线状自然灾害风险地图的自动综合应用研究——以铁路承灾体为例
9.3面状自然灾害风险地图的自动综合应用研究——以地貌孕灾环境为例
第10章中国自然灾害自动制图软件研究
10.1自然灾害地图制图软件的发展
10.2综合风险自动制图软件的设计
10.3综合风险自动制图软件的开发
参考文献
后记
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| 內容試閱：
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第 1 章 综合风险网络信息搜索技术*
综合风险网络信息涵盖了综合风险互联网信息、 地理信息， 信息具有明显的地理和行
业特征。 针对综合风险互联网信息， 通用搜索在一段时期内主导了人们对搜索的看法， 随
着互联网应用更趋向于面向领域细分， 领域搜索应运而生。 由于通用搜索不可能在每个行
业都做到深入、 全面， 因而搜索技术只有与产业结合才能发挥更大的作用。 全面了解领域
搜索引擎的历史、 发展及研究现状， 充分调研搜索技术与灾害风险防范技术中的难点， 将
搜索技术与传统灾害风险防范产业的认知、 资源进行融合， 使得面向综合灾害风险防范的
领域搜索更有 “智慧”， 进而为面向灾害防范领域的专业用户提供更精确、 更全面的服务。
1.1 综合风险网络信息概述
1.1.1 研究背景
综合风险的传统获取渠道主要是专业的领域数据库和政府报告， 这些信息渠道多年来
一直是综合风险防范领域、 防灾救灾领域的可靠信息依据， 为开展相关工作提供了有力的
数据保障。 这类信息的可靠性非常高， 覆盖了各方面的专业资料： 一部分是专业数据库的内
容， 这部分内容涵盖了历史上主要相关信息资料库 ， 存放了一些非常专业、 全面的信息， 如
历史降水量、 历史气温等； 另一部分就是从全国灾害监测系统、 气象部门等相关部门得来的
灾害实时监控信息， 信息的及时性和可靠性都比较高， 如实时卫星云图、 风力等数据。
随着信息技术的发展， 现如今， 互联网已成为电视、 广播、 报纸之外的第四大媒体，
同时也被称为 “信息的海洋”。 互联网上出现了大量的数字化的灾害信息、 预防信息， 这
部分信息与专业的信息来源相比， 缺乏专业性和权威性， 但是在综合风险防范及研判中也
非常重要。
互联网上的信息体现了当灾害发生时， 社会中的群体和个人的反应， 有很强的社会性
和实时性。 减灾救灾的对象除了经济损失外， 社会这种影响， 包括对普通民众、 灾区， 以
及跟灾区有关的这些民众的影响， 也很重要。 互联网上的信息对减灾救灾的一些措施， 包
括媒体部门、 政府部门一些对策和决策造成影响。
互联网上的数字化灾害相关信息究竟有多大影响呢？ 我们可以看一组数字。 据统计，
中国电视观众将近 10 亿， 几乎覆盖整个城乡， 而现在上网的网民有 1 亿左右， 从数字上
· 1·
*本章执笔人： 北京师范大学的周明全、 付艳、 王学松。
看覆盖率低于电视观众。 但是网民这个群体比较特殊， 因为电视观众大部分在晚上或者特
定时间段看新闻， 而中国网民上网， 有 50%以上的时间会看新闻， 用搜索引擎看一些即时
的信息， 网民每天有大量时间在网上， 他随时可以通过网络获取实时信息。 那么网上的信
息内容大概有多大呢？ 2009 年， 据估计， 我们中国网页有 45 亿 ~100 亿， 网站 100 万 ~
200 万个， 每天都会有成千上万的信息出现。
1.1.2 互联网上的综合风险信息特点
互联网上的综合风险信息与通常媒体相比， 具有很多独特的特点。
（1） 信息发布速度非常快， 此外， 信息膨胀的基数大， 在灾害发生后的很短时间之
内， 它就有相关的信息出现了。 当然这不一定是政府的权威媒体， 而是网民自主发布的信
息， 曾经发生过在一天内出现几万条地震信息的情况。
（2） 信息质量良莠不齐， 既有正面的， 也有负面的。 正面的信息有政府官方的一些气象
预警等信息， 如地震部门发布的信息； 还有一些负面的， 如网民的悲观情绪、 不可信的谣言
等， 比如地震发生以后， 多个地区曾经一度流传当地晚上 11 点要有地震的传言。 这些不同
渠道发布的信息在互联网上被不同程度地放大 ， 并对整个社会造成了非常巨大的负面影响 。
（3） 网上信息还有一个比较典型的特点——交互性， 任何人都可以发布信息。 这就造
成对于灾害信息， 除了减灾部门的正规监测数据以外， 还有大量非正式信息通过一些别的
渠道， 把现场人的感受或者跟其相关的消息， 或放大或非正规泛滥性地流传到网上来。
（4） 网络信息具有明显的地理和行业特征， 无论是灾害信息还是风险预防， 防灾减灾
信息都具有明显的地理位置或灾害领域特征， 信息更为专业。
互联网上综合风险信息的特点还包括信息发布及时、 信息来源多样化、 信息结构类型
复杂、 信息行业性特点突出、 时间分布突发性强、 时效性强、 网站分布范围相对狭窄等。
1.1.3 综合风险网络信息研究的重要性
综合风险网络信息对政府的官方信息、 新闻媒体的信息起到很大的补充作用， 对于综
合风险防范和救灾有很大的辅助性作用； 但非官方信息中对灾害的负面描述， 同时也会造
成一些负作用。 对于救灾的专家来说， 综合官方信息和网络信息两方面内容进行分析会获
得一些更加有效的资料， 这些信息正是地震等灾害现场的一些直观信息。
例如， 雪灾及地震灾害发生后， 相关专家需要分析当时的伤亡和损失状况。 数据分析
一方面基于历史的资源数据库， 另一方面是基于当时监测的实际信息， 同时还将监测到的
网络相关信息作为重要的辅助数据。
综合风险网络信息的重要性有几个典型的例子可以证明。 一个是灾害发生的时候， 如
汶川 “5· 12” 地震发生后， 互联网上的一些报道， 包括阿坝州政府的所有通信中断以后，
网站为大家不断提供现场的受灾情况； 还有网民提供直升机空降地点等。 从 2008 年 5 月
12 日地震灾害发生到 19 日， 也就是在一周时间内， 据有机构统计， 互联网上大概发布了
有十几万条新闻， 相关的浏览数 100 多亿次， 其中， 网民自发的交互和评论、 发表自己看
法的信息达 1000 多万条。 伴随而生的也包括到处流传的谣言， 包括北京、 黑龙江、 山西
等地都出现了跟地震、 灾害有关的谣言信息。
在国际上， 非官方互联网信息的应用也有一些成功的案例， 曾经有一部分人员即是通
过使用网络的双向性作预警或者及时获取信息的。 在综合风险和自然灾害的应用上， 美国
宇航局 （NASA） 等网站即提供了灾害信息的检索系统。 更为成功的案例是影响巨大的全
球公共卫生情报网 （GPHIN）， 该网站提供关于公共卫生安全的大量信息， 虽然该网站内
容跟本课题研究的自然灾害有一定差别， 但其使用非官方互联网信息监控社会灾害信息状
况的模式非常有效， 值得学习。 例如， SASI 病毒爆发的时候， GPHIN 在通过正式渠道获
取到信息之前， 在内部就已监测到该事件， 并启动了内部预警机制监控整个事件。
总体而言， 互联网上有丰富的信息， 同时这些信息具有很大的价值， 对这些信息的监
测和整合， 应该作为整个综合风险防范和社会应急响应系统基础环境的一部分， 不容忽
视； 另外， 也急需将互联网信息与面向不同领域的专业信息等进行整合利用， 这样才会使
数字化的信息有最大的应用价值。
1.1.4 构建综合风险网络搜索引擎的必要性
面对海量的互联网信息， 我们需要有一种对互联网监控和信息分析的有效办法， 以期
实现专业用户或政府部门等对信息的跟踪和了解。 一般通用搜索引擎虽提供了大量的信息
检索服务， 对现场信息的报道实现了汇集及一些结构的聚合， 但这些信息无法直接应用于
决策层面， 也无法实现对有效和无效信息、 正面及负面信息的辨别。
面对快速增长的海量综合风险网络信息， 构建综合风险防范领域的领域搜索引擎， 能
够在很大程度上解决人们从互联网上查找风险信息的困难。 面向综合风险防范建立相关网
站， 也可实现信息的深入分析整理与加工应用。
大家可能要说， 已经有百度、 谷歌这种数据量很大的通用搜索引擎了， 我们自己构建
的搜索引擎有什么必要， 有什么优势， 好在哪儿呢？ 不可否认的是， 现阶段的通用搜索引
擎已经整合了互联网上众多的网页资源， 也提供了较全面的信息导航和信息查询服务。 但
是面对综合风险防范领域的应用， 通用搜索引擎也存在一系列问题， 此时， 领域搜索引擎
就有了存在的价值。 具体对比如下所述。
第一， 综合风险防范领域的领域搜索引擎比通用搜索引擎更专业化， 因为系统专注于
2000 ~3000 个专业网站数据以及几万个相关网站的信息， 因而能用更短的时间获得第一手
信息。 也正是因为系统专注于灾害信息、 防灾、 减灾信息， 所以能得到更全面的相关信
息。 在汶川地震发生后第一时间内， 使用通用搜索引擎检索到 5 万 ~6 万条数据， 而领域
垂直搜索引擎针对地震灾害就有接近 10 万条信息。
第二， 领域搜索引擎更有针对性和灵活性， 也就是针对灾害的不同种类或者每个地
区， 具有信息分类的功能。 例如， 基于后台减灾专家提供的领域知识和指导， 对冰雪、 火
灾、 沙尘等做相应的、 不同的信息整理、 整合后， 可以更灵活地进行针对性信息处理。
举例来说， 我们的系统在雪灾发生以后及时提供了对预警、 雪灾报道、 损失情况以及
重建信息的处理。 这些处理看似是信息的简单整合， 实际上后台进行了很多对数据的智能
化分析， 并完成了一些减灾专家要求的信息分析。 针对雪灾提供的基础数据， 从预警、 大
概信息发布情况、 雪灾报告的情况、 灾后重建多个方面进行汇总， 能够在一定程度上反映
灾害发生的时候， 对不同作物、 不同部门的影响。 在汶川地震之后， 系统及时获取了灾害
现场、 灾害搜救， 包括政府应急转移、 响应等信息， 并完成了这些方面的总体情况分析。
当时的数据分布情况为减灾专家提供了很有效的信息依据， 相关的数据和图片是地震发生
以后的一些信息结果汇总和数据分布列表。 在实践中， 利用综合风险防范领域的领域搜索
引擎信息， 可以大致判断在减灾救灾中某一部分工作的进展， 或者说大概的直观状况。
更进一步的， 构建综合风险领域搜索引擎， 面对各种综合风险防范应用， 希望能够在
灾害发生以后或者在发生之前， 将各种公布的气象信息、 一些预警信息、 灾害报道信息通
过一个平台整合在一起， 进行预警， 并提供给决策部门或者说专业的人员使用。 此外， 综
合风险领域搜索引擎的应用目的还包括在灾害发生之后， 能够实现信息的实时监控， 实现
社会救灾、 民众的反映等各方面渠道信息的汇总。 当然， 目前我们这个专业搜索引擎仅仅
能够实现基本的信息采集、 处理、 分析和报告， 要达到上述目标， 还有很多需要进一步研
究和实现的部分。
综合风险领域搜索引擎上的信息采集主要针对与灾害预警、 防范等相关的专业网站。
信息采集主要面向灾害、 减灾、 救灾有关的网站， 大量的官方、 非官方的信息汇聚起来，
形成第一手资料。 系统的反应速度快， 可以在信息发布后几分钟之内把相关的信息汇集起
来。 系统平台的主体信息通过对互联网信息的直接监控得到。 对信息做后台的一些技术性
处理， 并补充一部分百度、 谷歌等搜索结果， 可得到一个综合分析的结果。
1.2 综合风险网络信息分布模型
1.2.1 Web 网状模型
互联网的综合风险相关信息是通过网页进行组织的， 网站中的网页通常通过内部链接
和外部链接与其他网页和信息关联， 外部链接是那些链接目的地址为其他网站或其网页的
超链接。
网站的内部链接是指网站内不同网页之间的链接关系。 网站的内部链接结构可以表示
成一种树或图的结构。 网页链接实际上是一种带有树状层次结构的有向图， 最终形成一种
非均衡的网状结构。 网页内部包括更小的文本块、 表格与图像等。 这些基础元素组成的信
息块之间的链接也是网状结构。 因此， 可以使用有向图来表示互联网资源之间的超链接。
从网站拓扑结构模型的角度来看， Web 网站可以理解为一个并不规范的实体关系图：
Web 文档页面可以表示为一个实体， 相互之间的超链接形成实体间的相互关联， 文档的元
数据、 （标签） Tag 及描述信息成为实体的属性； 网页的文本正文是实体对应的内部成员，
而网页之间的关联信息成为对象链接。
同一网站内的网页往往属于一个或多个主题， 以 2 ~3 层的目录形式组织。 网站内拥有
的文档型和网页型的资源内容， 通过网页之间的链接信息互相关联 （图 1-1）。
图 1-1 网站内部页面间链接结构示意图
注： 实线表示直接上下层网页间的关联； 虚线表示跨层或同层网页间的关联
同一网页内部往往也包含页内链接关系， 页内链接虽然信息相关度不如页面之间的链
接强， 但是页内链接关系表明了信息块的边界以及相互间的层次关系， 在后续对综合风险
信息的语义分析中具有重要作用。 这是因为根据综合风险信息特点， 同一个文档内往往包
含了多个独立的信息内容， 利用页内链接进行信息块划分， 可配合 HTML 标识符有效地分
隔信息块， 建立小粒度的信息对象。 页内链接关系如图 1-2 所示。
图 1-2 网页内部信息块间链接结构示意图
对于综合风险信息， 资源内容分布更为集中在一个网站上， 往往对于一个网站， 要么具
有大量有价值的灾害预防、 新闻信息， 要么只是具有部分简单报道。 分析主题权威网站的结
构， 能够帮助搜索引擎快速获得大量的有效资料 ， 并且借助于资源之间的链接关系， 根据站
点内部的物理链接和逻辑链接， 将多个同一主题的网页合并为高粒度的信息资源 。 内部链接
往往表示网页之间在内容上具有很好的相似性或相关性 ， 采用内部链接可以分析网站的主题
是否与综合风险防范相关， 站内是否存在较多的相关资料和信息。
规则 1-1 内部链接的内容相关性规则
如果网站内部两个网页 A、 B 之间存在 A 指向 B 的内容相关链接， 则表明网页 A 中包
含了网页 B 的相关信息或者两者具有相似性。
网站内网页之间也存在用来完成网站组织的结构相关链接和特定用途的特殊相关链
接。 这些链接虽然会给链接的内容分析造成困难， 但是可以作为中介和桥梁， 将网站变成
可连通的有向图， 便于信息采集的最大化。
对于网站内部的网页， 如果该网页所指向的一系列目标网页具有相同的目录层次和内
容结构， 则该网页可以成为目录页面。 网页链接中指向目录页面的网站成为目录链接。 目
录页面是网站内部的特殊页面， 其内容主要是相关资源的列表和链接地址， 是具有一定数
量节点链接的集合。 目录页面区别于网站普通页面， 具有独特的特征。
规则 1-2 目录页面下级兄弟节点相似性规则
目录页面的下级兄弟节点链接在 URL 结构形式和相关内容上具有相似性。 相似性主要
指链接对应的锚文本、 链接地址格式、 参数名称、 参数个数等方面的相似。 锚文本包含的链
接描述信息具有更为完整的语义， 通常是资源页面内容的概括， 区别于其他普通页面链接。
1.2.2 Web 链接模型
搜索引擎对互联网上海量网站的访问主要利用随机冲浪模型， 即认为在某一时刻随机
访问某起始网站， 但对于下一次访问的网站， 是同等转移概率的随机访问。 这种跳转过程
需要利用网站之间的外部链接来完成， 没有网站的外部链接， 学习资源网络爬虫就难以获
得大量的学习材料和资源。
研究表明， 由于专业综合风险相关网站相互之间的协作与竞争关系， 彼此之间的链接
关系并不是很完备， 但往往会共同关联到另一个比较重要的综合风险防范权威机构， 也存
在一些网站目录和导航网站同时指向这些网站。
总体来看， 综合风险防范信息相关网站之间的链接关系主要包括三类： 第一类是彼此
之间存在相互链接关系或者单项链接关系， 如图 1-3 （a） 所示； 第二类是综合风险防范
网站指向共同的目的链接， 如图 1-3 （b） 所示； 第三类是一个权威的资源导航网站所指
向的网站链接， 如图 1-3 （c） 所示。
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