随着科学技术的发展和地震应急准备的不断完善，应急信息种类越来越多，数据量越来越大。从种类上看，有震情信息、快速评估信息、震区背景信息、震区实时动态、建议参考信息等；从格式上看，有图片、文档、视频、矢量数据等；从来源上看，有地震系统、政府部门、州市上报等。繁杂的数据加重了地震部门震后应急信息产出与服务的负担，因此深入分析地震部门的震后应急信息产出与服务，对于进一步提高地震部门震后应急信息产出与服务的时效性、提升地震部门的公信力具有重要意义^[1]。

信息可视化技术在应急管理和灾害应对方面有着广泛应用。在应急管理领域，有日常生活中的天气云图，电子地图实时路况，疫情实时报告等。在灾害应对领域，有泥石流灾害的三维可视化^[2]、大规模滑坡灾害防御^[3]、台风灾害信息抽取及动态可视化^[4]研究等。在可视化应用方法研究方面，可视化技术与大数据结合^[5]、与网页交互^[6]等方面是研究的热点。地震系统震后信息可视化方式有专题图、快速评估报告等。在专题图方面，震后产出的专题图数量多，涵盖的信息丰富，有人口、经济、建筑等。如甘肃省内地震应急专题图分为省内地震、省外地震、震时和日常四大类，专题图数据有居民点、乡镇人口密、经济公里格网等^[7]。云南地震应急专题图分为基础类图件和评估类图件，专题图数据有不同比例尺的基础地理数据、专题数据、地震行业数据等^[8]。在快速评估报告方面，快速评估报告用于反映震区的基础信息和震情灾情信息，主要有震区基本信息、灾情简报、快速评估报告、辅助决策报告、对策建议报告等。值得一提的是，台网中心研发了大屏展示系统，已实现业务综合信息、地震数据资源信息、地震应急指挥信息、地震评估信息等可视化。

现阶段地震应急信息服务主要存在以下几个突出的问题：一是信息传递效率低，书面化的信息容易让人脑疲劳，尤其在应急期间信息众多，更容易影响大脑处理信息的效率，进而影响信息的传递；二是信息展示效果不足，在互动性上，静态的图文搭配缺乏动感，用户的体验性差，在视觉效果上，艺术化和多元化的表现缺乏，图案和色彩搭配单一，元素表现不够灵活；三是数据维度不足，随着互联网快速发展，应急信息数据维度更广，数量更大，结构更复杂，传统的二维平面图表已逐渐不能满足需求。为充分发挥信息在地震应急中的作用，加强应急处置能力，需要更加直观、动感的展示方式，可视化就是这样的一种手段，旨在借助于图形化手段，清晰有效地传达与沟通信息。与传统的应急信息产品相比，可视化后的信息产品在传递速度、多维性、直观性和记忆时长具有极大的优势，特别是在涉及大数据的监控、指挥、调度等方面，信息可视化已成为不可或缺的核心基础系统。

本文将在讨论地震应急数据获取期不同阶段决策者对震后应急信息需求的基础上，采用DataV、选取部分信息进行可视化界面示例设计。

以Card模型为震后应急信息可视化设计的基础，将数据转换细化为信息采集和信息整合，将可视化图和视图转换合并为信息展现设计^[9]。首先，根据信息来源从应急指挥中心和日常工作2个方面采集震后应急信息；其次，根据对象需求，将应急信息按照政府部门、行业用户和社会公众进行分类；再次，梳理框架结构，从版面布局、图表选取、文字选取和色彩设计4个方面确定展现形式，同时选取优化方法，运用分层、强调、简化等方式优化视觉效果；最后，使用DataV可视化工具对应急信息进行可视化设计（图1）。

图  1  可视化技术路线

Card模型（图2）是信息可视化的经典模型，该模型体现了信息可视化从原始数据到可视化形式再到人的感知系统的转换过程，是信息可视化的基本方法^[10]，分为以下3个步骤：

图  2  Card可视化模型

1）数据转换：将采集的原始数据按照标准整理，形成数据表；

2）可视化图：运用可视化工具完成数据到可视化图像的转换，形成可视化结构；

3）视图转换：将生成的可视化图形按照用户的需求进行显示，除了完成信息的输出，还有交互功能，主要包括全局+详细、平移+缩放、焦点+上下文等。

以Card模型为基础，震后应急信息可视化可以划分为信息采集、信息整合和信息展现设计3个步骤。其中，信息采集和信息整合是Card模型中数据转换的细分，信息展现设计是Card模型中可视化图和视图转换的综合。

1）信息采集：收集震后应急信息，并将收集的应急信息按照实际用途进行分类。

2）信息整合：根据信息服务对象的需求对震后应急分类，明确可视化主题和内容。

3）信息展现设计：根据主题和内容，梳理结构和选取方法，对内容进行可视化设计。

DataV由阿里巴巴公司开发，是一个精于业务数据与地理信息融合的大数据可视化平台。由于地震系统数据种类多，数据源杂，并且各个省级指挥中心展示大屏分辨率不统一，而DataV具有场景模板多、图表组件全、多种数据源接入、图形化搭建、多分辨率适配的特点，能充分满足地震系统用户的需求，因此选用DataV作为可视化工具。

按照信息来源，震后应急信息有两大类，一类是省地震局应急指挥中心评估产出，主要有快速评估报告、自动产出图件、人工制作报告和人工制作图件等；另一类是从各个渠道收集信息，主要有官方出版的刊物（统计年鉴、行政区划简册）、灾评报告、州市上报的数据等。在应急工作中，上述信息转化应急信息产品，通过收集和分析，应急信息产品可分为快速响应产品和应急处置产品两类（表1）。

用户在浏览信息时会根据自己的喜好和需求选择信息，因此将震后应急信息按照用户需求分类是有效提升信息传达效率的方法之一。

地震部门应急信息服务的对象主要有3类，分别是政府部门、行业用户和社会公众^[11]。政府部门以综合管理和决策分析为目标，需要丰富的应急信息和科技产品支持。行业用户对地震应急信息内容和精度有较高的要求。内容上要求信息要素尽量全面详尽，数据精度要求也较高。社会公众主要的需求是灾情信息、应急行动、救援情况等信息的浏览和查看。目前，震后应急信息可视化的服务对象主要是政府部门和行业用户即决策群体，因此需要突出的内容是较高精度的应急信息和科技产品。调查问卷结果显示，决策群体对以下信息高度关注（表2），排名前5位的分别是：地震三要素信息，震中最近的行政区驻地、地震震中分布图、评估信息、应急对策建议。

版面布局指展示要素的合理布局，是信息可视化的基础。展示要素是跟据数据可视化的目的抽取出来的，分为主要素、次要素、辅助要素3类。主要素通常安排在中间位置、占较大面积，其余要素在主要指标周围展开，有关联的要素尽量靠近，相近图表类型的要素尽量放在一起。常见的布局有均衡布局、对称布局、非对称布局和宽窄布局等（图3）。

图  3  可视化的基本布局

信息可视化以图表的形式为主，因此图表的选择是可视化的关键。根据统计图的主要功能，统计图分为了四大类：比较、联系、分布、构成（图4）。通过分析发现，应急工作中常用的图表有以下几种：①曲线图，常用于反映变量随时间变化趋势，如应急期间人员伤亡人数，派遣救援队伍人数、收到的震情灾情信息等；②柱状图，常用于反映几个变量之间的不同，如震区人口、经济、历史地震；③条形图，常用来反映多个变量之间的不同，如多个历史地震造成的经济损失数、伤亡人数等；④饼图，常用来反映部分与总体的关系，如调研区房屋的结构比等。

图  4  统计图表分类图

在可视化设计中，色彩是重要的元素之一，能够有效地提升表达效果，其主要作用有两点：一是能够区别信息，让用户有效地识别信息，特别是在需要突出某一要素时，使用对比色能提高要素的优先级；二是能够烘托主题氛围，如红、橙、黄色使人联想到太阳光和火，感到温暖，蓝、白、蓝绿、蓝紫色使人联想到冰、雪、水和森林，感到冷意^[12]，又如深色往往体现的是“庄重保守”，而浅淡的颜色体现的是轻快感。通过调研发现，行政单位可视化主色调以暗色为主。

文字起到对内容解释和说明的作用，可视化的基本原则是“用图说话”，因此文字更应简洁明了，突出主要内容，避免使用大段的文字，造成阅读疲劳可以通过改变大小、区别颜色等方式来传递信息的主次等级或数量、质量差异。

地震应急数据获取期可分为3个阶段（表3），分别是0～2 h，震后2～10 h和震后10～72 h^[13]。根据这一结论，应急期信息可视化可同步分为3个阶段（表3）。震后0～2 h，灾区上报的信息少，但决策者决策时间紧，任务重。此时应该为决策者提供震区的基本信息，如震中位置，震区的人口、经济等，辅助决策者决策；震后2～10 h，震区上报的震情和灾情信息增加，此时决策者对人员伤亡信息高度关注，将上报的震情和灾情信息可视化，尤其是人员伤亡信息可视化，有助于各级抗震救灾指挥部部署救援队伍，分配救灾任务；震后10～72 h，救援队伍和现场工作队已经进入灾区，可对现场进行实地灾情观察和分析，此时重点工作为转移和安置受灾群众，所以此时将转移安置人口信息、救援队伍信息、应急物资等救援信息可视化则有利于决策者宏观把握救灾进度。

使用DataV可视化工具，按照应急期信息可视化的3个阶段，选择震区人口信息、人员伤亡信息和震后救援信息进行可视化界面示例设计。

图5为云南地区人口可视化界面的示例。通过该界面用户可以直观地了解云南地区人口情况的基本概况。版面设计采用宽窄布局，云南省行政区划地图作为主要素，各州市人口总数和人口密度统计图作为次要素，全省人口、全省人口密度、城乡人口结构、中小学学生结构作为辅助要素；行政区划地图采用聚焦的交互方式，最小层级缩放到乡镇；州市人口总数和人口密度统计图人口数和人口密度采用对比色区分。

图  5  云南地区人口可视化界面示例

图6为人员伤亡界面的示例，通过该界面用户可以直观了解州市的人员伤亡情况，为决策群提供决策依据。版面设计采用宽窄布局，云南省行政区划地图作为主要素，当日上报死亡/受伤人数统计图，人员死亡/受伤原因统计表作为次要素，受灾人数、死亡人数等要素作为辅助要素。

图  6  人员伤亡界面示例

图7为震后救援信息展示界面的示例，用户可直观了解震后救援信息。界面以深色调为主，界面中部为主体，内容为派出的救援力量；上方采用全国行政区划3D地图，具备平移、缩放、360°旋转功能；在地图中添加柱状图层表示派出的救援人数，添加散点层表示救援力量种类，飞线层示意救援力量路线，3个图层配置动画效果，增强用户体验感；下方放置饼图，展示转移人数、安置人数、物资发放等占总体的比例，配置动画效果，对各个部分进行突出显示，吸引用户注意；界面两侧为辅助信息，主要内容有派出的救援队伍人数、伤亡人数、救援力量分布等，并将这些内容选择合适的图表，配置动画和交互功能，增强画面的动感。

图  7  震后救援信息展示界面示例

本文以Card模型为基础，将震后应急信息可视化分为3个阶段，使用DataV可视化工具，设计了云南地区人口可视化界面、人员伤亡界面和震后救援信息展示3个示例界面，将数据从静态转为动态，使得信息更直观地向用户展示，为应急人员和领导决策提供了科技保障，为今后开展可视化工作提供了经验。

由于地震事件影响大，破坏广，在互联网时代关注度高，很容易产生“放大效应”，造成一个地震事件会导致许多突发事件产生，因此应对地震事件需要的信息种类多。云南作为地震频发地区面临的挑战更加巨大，但在实际工作中，由于各种客观条件的限制，单个部门很难获取全面的数据，这是制约可视化发展的重要因素。但随着国家实施国家大数据战略，推进数据资源开放共享，完整性、一致性和准确性良好的数据将会更好地集成化和接口化，将数据与可视化技术结合，进一步发挥数据可视化在应急决策、协同评估、公众服务等方面的保障服务作用，全面提升地震应急信息公共服务的能力和水平，使处置地震灾害事件更加科学、规范、有序、有效，这将大力促进今后省级地震应急响应和救援工作能力。