中國地質學會八十五年年會

運用地理資訊系統建立台灣地震資料庫

Application of Geographic Information System to Establish Seismic Database of Taiwan

鄭錦桐 (Chin-Tung Cheng)1,李錫堤(C.T. Lee)1.2

1國立中央大學地球物理研究所
2國立中央大學應用地質研究所

摘要

本研究運用MapInfo地理資訊系統來建立台灣地震資料庫。取用之地震資料為鄭世楠博士提供之1900年至1994年規模四以上的地震資料。原始文字檔的地震資料,經以自行發展的FORTRAN程式轉換為 MapInfo地理資訊系統的MIF及MID交換檔,再由 MapInfo讀入為該系統圖形及屬性資料。運用地理資訊系統可方便地震資料的查詢及使其在時間域與空間域上分析的效率大為提升。另使用MapInfo系統作一些地震資料查詢及分析例子,以說明地理資訊系統在此方面應用的可行性。

Abstract

This study uses MapInfo Geographic Information System(GIS) to establish a database of Taiwan seismic data. We use the seismic data that was offered by Dr. shih-nan Cheng. It includes earthquakes of magnitude larger than 4 and year from 1900 to 1994. The original ASCII file of seismic data is easily transformed to the file type of MID and MIF of MapInfo by a FORTRAN program which we have developed. Assisted by a GIS, the query, analysis and display of seismic data can effectively be done. In this paper, we show an example of query and analysis of seismic data by MapInfo. From these, the feasibility of application of GIS to seismic data analysis can be revealed.

一、前言

台灣地區位處於歐亞大陸板塊及菲律賓板塊碰撞邊界,所以地震次數頻繁且平均一年就有一次災害性地震發生。由於台灣人口密度甚大一旦發生災害性地震人員傷亡及財產損失將不計其數,因此,近年來中央氣象局建立強地動觀測網蒐集更多的地震資料,因而建立地震資料庫刻不容緩,以期提供土木工程界檢討現行之耐震設計規範,俾使未來的耐震設計更符合經濟及安全原則,並節省成本。有鑑於此,台灣各都會區便加裝強地動觀測儀蒐集資料,如此地震危害分析系統的建立便顯得重要,例如各個都會區各級地震發生的機率,過去地震資料查詢,台灣地體構造探討,並配合一些人口、工業、商業、醫療,消防等資料作綜合分析,這將有助於社會各界參考,不論對於之前土木工程施工品質,亦或是地震防災作預測,或一旦地震發生時急救措施的進行,運用地理資訊系統來作分析將是一個重要的里程碑。美國加州地區的地震危害分析系統已建立,目前台灣地震學界正在著手進行發展當中。

二、研究方法

地理資訊系統的定義是一套電腦輔助空間輸入、儲存、尋找、分析、展示的系統,若以完整的架構而能實際發揮功效而言,地理資訊系統可以視為運用電腦硬體設備與軟體程式,並以完備的組織形態結合相關的機構與具備相關運用領域之專業人員,所建立的地理資料處理系統,整合地理資料建立空間關係的資料庫(Star and Estes, 1990)。地震資料具有時間性及空間性﹐因為強調地震發生的位置及時間﹐很適合地理資訊系統來作各項分析決策。

而在眾多地理資訊系統當中﹐選擇MapInfo這地理資訊系統為發展台灣地震資料庫的原因如下:

1. 可以轉取ArcInfo的檔案圖層成為MapInfo檔案圖層。

2. 為PC上windows(windows 3.1或windows 95或windows NT)視窗環境下作業的地理資訊系統﹐與原先Windows下的週邊設備相容,不論輸入或輸出都很方便。

3. 其資料交換格式(MIF檔及MID檔)為文字格式相當容易讀取轉換。

4. 套疊圖層只要相同座標系統即可套疊,亦可套疊數值地形圖及航空照片圖與衛

星影像圖(邱景升等人,1995)。

5. 其圖檔可轉至微軟視窗軟體Microsoft office 95 Excel 7.0的檔案格式並可在Excel 7.0下作分析﹐並且微軟公司未來發展會不斷支援。

6. 運用MapInfo提供MapBasic程式語言來開發我們的資料庫系統操作環境,並可呼叫Visual Basic或FORTRAN、C所撰寫的程式。

7. 可透過MapInfo提供的DDE(動態資料交換)技術和一些同樣提供DDE技術的軟體兩者之間同時做資料處理,如Microsoft Office95。

8. 提供SQL查詢(MapInfo Coporation, 1995)可條件式選取地震資料不論作空間或時間域上的分析統計都相當容易。

三、設備及資料

本研究使用硬體設備為Pentium-90個人電腦,32MB記憶體, 1GB硬碟乙 顆。操作系統為微軟之Windows 95。軟體為MapInfo 3.0中文版及,FORTRAN Power Station 4.0。圖層資料包括鄭世楠博士提供之台灣地震資料(葉永田等人,1995) ,SPOT衛星影像,及台灣四十萬分之一縣市圖。

四、分析成果

本文成功地將台灣地震資料轉入MapInfo地理資訊系統,並運用地理資訊系統做一些初步分析,其成果如下。 圖一為疊合地震資料及臺灣省縣市圖層,可以看出不同規模的地震在空間上分布的情形。表二圖二是1900年至1994年芮氏地震規模四以上的地震在各縣市的發生次數。由於地震定位有誤差的存在,故我們應用地理資訊系統中的環框分析 (Buffer)功能,按其地震定位誤差大小賦予不同的環框。統計結果發現花蓮縣地震次數最多,其次是台東縣。圖三表三是1900年至1994年芮氏地震規模四以上單位面積一萬公頃的地震次數在各縣市的統計圖表,結果發現嘉義市有較高的單位面積地震次數。

同時我們也成功地將地震資料疊合台灣數值地形(DTM)影像圖及SPOT衛星影像圖,可提供進一步探討地震與地質構造間的關係及地震發生可能對地形地物的影響。

五、未來工作

1. 將以MapBasic來撰寫介面及FORTRAN語言來撰寫程式增加分析功能,使此套資料庫系統得到最大的利用。

2. 最近將結合的FORTRAN程式包括:剖面分析,三度空間透視及地震危害分析

等。

3. 可再套疊鐵公路交通、醫療、消防等圖層,提供地震防災參考及利用。

參考文獻

Star, Jeffrey and Estes John (1990) Geographic Information Systems An Introduction,Prentic-Hall, Inc., 303p

邱景升,周宜強(1995)地理資訊系統入門與應用MapInfo,松崗電腦圖書股份有限公司,共283頁。

葉永田,鄭世楠,辛在勤,何美儀(1995),台灣數個地震目錄的地震定位與規模評
估 (Ⅲ),中央氣象局研究報告(Preprint)。

MapInfo Corporation (1994) MapInfo User's Guide, 329p

MapInfo Corporation (1994) MapInfo Referance, 428p