基于WebGIS的洪澇災害應急救援管理信息系統研究

　　摘要：文章針對安徽省洪澇災害現狀、災害特點和致災因素以及洪澇災害應急救援管理信息系統對WebGIS技術的進行了需求分析；重點研究了基于WebGIS的信息系統的體系結構和主要功能模塊，并探討了系統實現的技術路線；以期能建立基于WebGIS強大的空間分析能力上的信息共享平臺，為洪澇災害應急救援管理提供科學、準確、可視化的信息技術支持。
　　關鍵詞：洪澇災害；應急救援；信息系統；WebGIS
　　
　　一、安徽省洪澇災害現狀
　　從安徽省民政廳獲悉，2010年7月8日以來，安徽省強降雨導致嚴重洪澇災害發生，截至14日，全省已有12個市65個縣594.33萬人受災，因災死亡4人，農作物受災面積446.8千公頃，倒塌房屋1.04萬間，直接經濟損失達27.01億元。現階段安徽省的洪澇災害已進入險情多發期，且具有滯后性，即使降雨停止或間歇，發生洪澇災害的可能性仍然很大。
　　（一）安徽省洪澇災害的特點
　　雨量充沛，季節性強；頻發性強，受災范圍廣；重災集中，破壞性強；滯后性強，致災因素趨于多元化。
　　（二）致災因素分析
　　1、自然因素。造成安徽省洪澇災害的自然因素主要是安徽省特有的氣候、地形、河流。由于地理位置特殊、水系錯綜復雜和氣候條件異常等特點，歷史上安徽就是一個洪澇災害頻繁的省份。
　　2、主觀因素。環境污染帶來的氣候變化；防洪抗澇工程體系不完備，管理不到位；農業生產結構不合理等。
　　（三）洪澇災害應急救援管理信息系統對WebGIS的需求
　　洪澇災害是過程性災害，相對于其他突發性自然災害，洪澇災害的災害預測預警時間較寬裕，因此，應當重視災前的預報與預測、信息的采集分析等前期工作。通過有效的手段可以大大提高災害后果的可控性。據此，洪澇災害應急救援對信息系統必然存在非常高的依賴性，缺少了信息系統的支持，會導致救援工作的盲目性擴大，甚至無從應對，增加了應災的難度。而做好洪澇災害的災前預測與預警工作，信息的調查、網上實時更新、監測預測和管理就顯得尤為重，WebGIS在洪澇災害應急信息管理中的應用符合了這一發展需求。WebGlS是利用web技術來擴展和完善地理信息系統的一項新技術。本文研究的信息系統主要采用WebGlS，在洪澇災害發生之前，利用衛星、雷達和電子計算機，把遙測收到的水文氣象數據，通過無線電通信系統傳輸，進行綜合處理，準確做出洪峰水位、流量、流、到達時間等洪水特征值的預報，密切配合防洪程的運用，進行洪水調度，及時對洪泛區發出警報，及時做好人員、財物疏散與撤離工作。確實有效地防治洪澇災害，把人民的財產損失降到最低點；在災害發生時，依托于WebGlS的信息共享平臺可以將災害現場的實況實時發布，對救援情況持續監控，為決策者提供應急預案和指揮決策輔助，切實加強災害應急救援的效率和可靠性。
　　二、系統建設目標與特點
　　（一）系統建設目標
　　WebGIS是Internet技術應用于GIS開發的產物，用戶通過互聯網從Internet的任意結點，都可以瀏覽WebGIS站點的空間數據、制作專題圖、空間信息檢索和空間分析等。本系統運用WEBGIS和數據庫技術相結合，建立洪澇災害應急救援基礎資料庫，可為用戶提供信息查詢、編輯、發布和反饋等功能，同時具有洪澇災害救援預警與檢測、救援預案管理、救援資源儲存分布、重點防范區域劃分、救援路線的電子地圖標繪、救援現場遠程監控及視頻會議等功能。搭建科學、規范、高效的應急救援預案管理與信息共享平臺，從而為洪澇災害的應急救援決策提供迅捷有力的支持。
　　（二）系統特點
　　當前，WebGIS已經成為實現資源共享、跨平臺管理和空間分析的重要信息工具。本文所研究的基于WebGlS的安徽省洪澇災害應急救援管理信息系統主要有以下特點：操作簡易快捷，能以簡單直觀的圖形、文字和視頻等多媒體方式輸出；實時動態監控，能夠進行準確快速的信息反饋；預測與預警快速可靠，具有綜合分析和動態預測的能力；方便無縫式的可擴展性，不斷優化系統性能；仿真模擬災害發生現場，不斷完善應急預案；信息共享的跨平臺性，為聯動救援提供信息保障。
　　三、系統體系結構及主要功能模塊
　　依據系統實現的功能將系統劃分為五個子系統：中心數據管理子系統；信息采集與分析子系統；災害監測預警子系統；應急救援輔助決策子系統；視頻監控與反饋子系統。系統體系結構與主要功能模塊如圖1所示。
　　（一）中心數據管理子系統
　　中心數據庫管理子系統主要對基礎數據和應急數據進行存儲，方便系統隨時靈活調用。主要包括基礎信息數據庫、空間地理信息數據庫、應急資源數據庫、法規知識數據庫、歷史災害案例庫、救援預案數據庫。其中，基礎信息數據庫主要記錄了日常統計數據和重點危險區域的人口、房屋及種植良田面積情況；空間地理信息數據庫主要是利用衛星、雷達和電子計算機，把遙測收到的水文氣象數據，通過無線電通信系統傳輸，對收集的全省的地理和氣象的概況數據進行匯總；應急資源數據庫提供了系統服務區域現有的應急資源類型、數目、存放地點、救援隊伍和救援裝備等基本情況，在應急救援過程中可實時更新資源的調配情況，通過提供應急資源空間分布電子地圖來實現對應急資源的使用、效果、需求信息等進行監控，從而實現對有限應急資源的合理調配利用；法規知識數據庫以文檔、圖片、視頻等多媒體數據存儲了洪澇災害應急救援的相關法規和救援知識，為應急救援行動的開展提供法律保障和科學指導；歷史災害案例數據庫對歷史洪澇災害救援案例進行歸納、整理、分類和研究入庫，評估救援效果，總結成功或失敗經驗。為備戰應急救援提供真實可靠的參考信息；救援預案數據庫匯總了相關專家的決策信息、救援案例類型、等級以及案例演練效果圖等信息為應急救援提供快速可靠的決策輔助。
　　（二）信息采集與分析子系統
　　災害相關信息的及時準確采集是應急救援的有效保障，系統通過收集氣象信息、地理信息和災害現場實時信息并對收集來的這些信息分析篩選出有利于開展應急救援動態數據，利用評估分析數學模型在電子地圖上動態的模擬分析出災害可能導致的危害影響范圍，對災后可能造成的道路損壞情況和受災區域進行預測，明確災時的疏散范圍和預轉移的群眾數。這一系統主要包括信息采集、數據交換、數據維護、信息發布、風險評估、統計報表等幾個功能模塊。這一系統大大增加了救災工作的透明度和信息的共享程度，方便直觀地讓領導、決策者和公眾掌握救援的動態信息，從而做出準確快速的判斷，提高救災工作效率。
　　（三）災害監測預警子系統
　　洪澇災害監測預報系統主要通過監測氣候和自然條件，對易發生災害的地區進行劃分和評估。通過監控安徽省自然狀況的變化情況，收集氣象部門提供的準確氣象信息對可能發生災害的地區預測，發出預警信號，提醒易災地區做好應急準備，做好人員撤離，應急物資儲備等相關工作，盡量做到未雨綢繆，實現對洪澇災害的早期預警、趨勢預測和綜合分析。預測災害發生后的受災區域范圍、持續時間和危害程度，減少災害的衍生、次生影響，最大限度地保障易災和受災地區人員的生命安全和生活保障，減少不必要的損失。
　　（四）應急救援輔助決策子系統
　　如何為應急救援提供科學、安全、及時、有效的決策，控制洪澇災害發生后的影響范圍和災害危害程度，將災害造成的人員傷亡和財產損失降到最低，是洪澇災害應急救援工作的首要任務。及時、準確地掌握洪澇災害發生的區域、破壞情況、可能的影響范圍能夠為災害的救援工作提供科學的決策，這必然要求建立一個能提供實時動態信息的救援輔助決策系統。洪澇災害應急救援輔助決策系統可以通過綜合中心數據庫、信息采集分析系統和災害監測預警系統的相關信息進行分析，確定洪澇災害的救援力量調度決策方案和人員轉移決策方案；為決策者提供應急資源籌集、人員撤離路徑搜索、就近避難點顯示、擅長專家決策檢索以及最優應急救援預案選擇等操作；將災害發展情況和應急處置狀況傳遞給相關人員，實現協調指揮、有效監督，提高應急效率。
　　
　　（五）視頻監控與反饋子系統
　　在洪澇災害應急救援管理信息系統中，視頻監控與反饋子系統能在災害發生后為了解現場情況、制定救援策略、調整臨場方案、召開視頻會議、觀測救援效果、災情信息互動反饋等一系列重要環節提供更直觀、實時、動態、清晰地輔助。現場人員通過視頻監控與反饋系統獲得通過衛星發送的現場視頻信息，及時查看實時視頻信息。同時，能實現災前對重點易災區域的持續監控，隨時能為已授權的決策者提供圖像接入、大屏幕展示、遠程數字和現場模擬等演示功能。通過與其他子系統協同工作，能夠為應急救援帶來更高的效率，更好地與其他部門形成聯動合力，降低救援風險。
　　四、系統實現的技術路線
　　本文研究的系統實現的技術支持主要依托WebGIS平臺和SQL sever 200。WebGIS平臺采用MapXtreme for Java V4.71，運行環境為Tomcat 5.5。利用MapXtreme Java提供的Web控件，例如，地圖漫游、地圖放大、地圖縮小、地圖測距等基本地圖工具，通過直接引用標簽，可以較容易將GIS功能嵌入Web應用程序，如此，已授權的操作者在任何時間任何地點任意客戶端上便可以通過Web來對電子地圖進行可視、直觀地咨詢、修改等操作。同時通過使用SQL sever 2000可以建立災害中心各數據庫，實現對基礎數據庫數據表的查詢、編輯、輸出、修改等管理，共同為災害的應急救援管理和響應提供了一個高度信息化和智能化的技術操作平臺。
　　五、總結
　　基于WebGIS的安徽省洪澇災害應急救援管理信息系統，將空間數據和屬性數據完美結合，借助網上電子地圖平臺將災害地理信息管理轉移到網絡平臺。為應急救援指揮的管理提供了受災地點的地理空間信息和應急現場實時動態信息。在網上電子地圖上進行查詢、定位、信息交換，并且以文檔、圖片、視頻等多媒體形式輸出，實現了災害應急救援的可視化、交互式和動態顯示等功能。為應急救援決策提供數據依據、遠程救助支持、科學預案管理等相關決策輔助，對洪澇災害的應急救援工作起著積極的作用，具有一定的現實參考價值。
　　參考文獻：
　　1、鄭文川.沿海地區洪澇災害威脅與解決途徑[J].理