山西省地理信息應(yīng)急服務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

衛(wèi)東

(山西省綜合地理信息中心，山西太原030001)

山西省地理信息應(yīng)急服務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

衛(wèi)東

(山西省綜合地理信息中心，山西太原030001)

在應(yīng)對(duì)和處置重大突發(fā)事件的過(guò)程中，地理信息能直觀形象地表達(dá)和記錄災(zāi)害與突發(fā)事件的時(shí)空分布和過(guò)程，準(zhǔn)確快速地部署應(yīng)急預(yù)測(cè)預(yù)警，實(shí)施決策指揮及災(zāi)后重建等各項(xiàng)工作。針對(duì)山西省應(yīng)急管理的各項(xiàng)工作需求，給出了支持應(yīng)急地理信息快速處理、快速分發(fā)服務(wù)，以及能夠支持應(yīng)急響應(yīng)、災(zāi)害評(píng)估和災(zāi)后重建工作應(yīng)急服務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

地理信息公共服務(wù)平臺(tái);應(yīng)急綜合數(shù)據(jù)庫(kù);災(zāi)害管理;應(yīng)急地理信息分發(fā)服務(wù)

一、引 言

山西省是受自然災(zāi)害影響較為嚴(yán)重的地區(qū)之一，地震災(zāi)害、地質(zhì)災(zāi)害、水旱災(zāi)害、氣象災(zāi)害等時(shí)有發(fā)生;山西省又是事故災(zāi)難頻發(fā)的省份之一，公共安全、環(huán)境污染、采空區(qū)塌陷等公共事件也時(shí)有發(fā)生。各級(jí)政府部門(mén)在應(yīng)對(duì)和處置重大突發(fā)事件的過(guò)程中，需要利用地理信息來(lái)直觀形象地表達(dá)和記錄災(zāi)害與突發(fā)事件的時(shí)空分布和過(guò)程，準(zhǔn)確快速地部署應(yīng)急預(yù)測(cè)預(yù)警、實(shí)施決策指揮及災(zāi)后重建等各項(xiàng)工作。因此，地理信息成為政府應(yīng)急救助指揮、搶險(xiǎn)救援、災(zāi)情評(píng)估和處置重大突發(fā)事件必不可少的重要工具和基礎(chǔ)性保障。

建設(shè)山西省地理信息應(yīng)急服務(wù)系統(tǒng)，滿足8至24小時(shí)內(nèi)為特大突發(fā)事件提供全方位的地理信息應(yīng)急服務(wù)，是整合現(xiàn)有應(yīng)急信息，完善突發(fā)公共安全事件保障體系，加強(qiáng)防災(zāi)減災(zāi)和應(yīng)對(duì)突發(fā)公共事件的迫切需要，目前該系統(tǒng)已納入山西省應(yīng)急體系建設(shè)“十二五”規(guī)劃重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目中。

二、應(yīng)急服務(wù)系統(tǒng)總體框架設(shè)計(jì)

可依托山西省地理信息公共服務(wù)平臺(tái)，集成應(yīng)用遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信等高新技術(shù)，建立本省地理信息應(yīng)急服務(wù)系統(tǒng)，為本省突發(fā)公共事件應(yīng)急工作提供實(shí)時(shí)、高效、全方位的地理信息服務(wù)保障。該系統(tǒng)總體架構(gòu)分別由運(yùn)行層、數(shù)據(jù)層、服務(wù)層及應(yīng)用層4部分構(gòu)成(如圖1所示)，并以技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范、質(zhì)量控制與檢查構(gòu)建服務(wù)質(zhì)量保障。

項(xiàng)目建設(shè)包括4個(gè)方面的內(nèi)容：應(yīng)急地理信息數(shù)據(jù)快速處理集成、應(yīng)急綜合地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)、應(yīng)急地理信息快速分發(fā)服務(wù)、應(yīng)急保障地理信息綜合服務(wù)。

應(yīng)急地理信息數(shù)據(jù)快速獲取與集成是通過(guò)影像快速糾正、重要地理要素變化快速識(shí)別及采集，從而完成應(yīng)急保障地理信息數(shù)據(jù)的快速更新，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)災(zāi)害信息的空間化整合。應(yīng)急綜合地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)調(diào)用山西省地理信息公共服務(wù)平臺(tái)的基礎(chǔ)地理信息服務(wù)，形成應(yīng)急相應(yīng)各專業(yè)部門(mén)專題數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)急綜合信息的集成管理。應(yīng)急地理信息成果服務(wù)主要包括數(shù)據(jù)成果和制圖成果兩部分，以實(shí)現(xiàn)成果快速提供。應(yīng)急地理信息綜合服務(wù)，針對(duì)應(yīng)急搶險(xiǎn)救災(zāi)、災(zāi)情評(píng)估綜合分析、恢復(fù)重建規(guī)劃3個(gè)階段的要求開(kāi)發(fā)相適應(yīng)的地理信息綜合服務(wù)功能，建立應(yīng)急地理信息現(xiàn)場(chǎng)會(huì)商系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息交互、現(xiàn)場(chǎng)指揮等。

三、應(yīng)急服務(wù)系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)

1.應(yīng)急地理信息快速處理集成

在應(yīng)對(duì)突發(fā)公共事件過(guò)程必須及時(shí)了解受災(zāi)區(qū)域的情況，因此實(shí)時(shí)獲取高分辨率航空、航天影像以直觀、清晰、準(zhǔn)確地反映受災(zāi)區(qū)域的地理信息狀況，是應(yīng)急救援、抗災(zāi)減災(zāi)的重要基礎(chǔ)保障。可通過(guò)航空、航天遙感及無(wú)人機(jī)手段獲取應(yīng)急區(qū)域的影像數(shù)據(jù)，并基于應(yīng)急地理信息快速處理控制點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)行影像快速糾正、多時(shí)相遙感影像變化監(jiān)測(cè)及變化信息提取，以便為應(yīng)急工作提供基礎(chǔ)保障 服務(wù)。

圖1 山西省地理信息應(yīng)急服務(wù)系統(tǒng)總體框架

實(shí)現(xiàn)影像快速糾正重點(diǎn)是建立影像控制點(diǎn)庫(kù)，并將影像控制點(diǎn)屬性信息和圖像信息一體化存儲(chǔ)管理，以實(shí)現(xiàn)影像控制點(diǎn)資料的快速獲取，從而能方便地提取控制點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)影像的幾何糾正，提高遙感影像糾正及處理的效率和能力。基于影像控制點(diǎn)庫(kù)的遙感影像幾何精糾正流程如圖2所示。

地圖數(shù)據(jù)快速更新技術(shù)是基于多源、多時(shí)相遙感影像進(jìn)行特征信息的計(jì)算，基于光譜量和形狀差異進(jìn)行變化檢測(cè)分析，利用掩膜影像提取變化區(qū)域的專題信息，并對(duì)專題信息進(jìn)行可視化分析與表達(dá)，以實(shí)現(xiàn)專題地理要素變化快速識(shí)別，從而保障地理信息數(shù)據(jù)的快速更新。多源災(zāi)害信息的空間化整合，為災(zāi)情信息快速提取和災(zāi)害損失快速評(píng)估提供了重要的數(shù)據(jù)。

2.應(yīng)急綜合數(shù)據(jù)庫(kù)

應(yīng)急綜合數(shù)據(jù)庫(kù)是由山西省地理信息公共服務(wù)平臺(tái)提供的基礎(chǔ)地理信息服務(wù)、專題信息數(shù)據(jù)庫(kù)、綜合數(shù)據(jù)信息庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)及相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)保障體系等內(nèi)容構(gòu)成的。

其中，山西省地理公共服務(wù)平臺(tái)是應(yīng)急基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)服務(wù)的基礎(chǔ)，包括地理實(shí)體、地名地址、線劃電子地圖、影像電子地圖、高程、興趣點(diǎn)(POI)等內(nèi)容，并逐步補(bǔ)充三維建筑物模型、街景及各類專題數(shù)據(jù)等服務(wù)，并提供符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的WMS、WFS、WCS與WMS-T等服務(wù)接口。應(yīng)急專題數(shù)據(jù)庫(kù)主要有兩類數(shù)據(jù)，來(lái)源于各政府部門(mén)，第1類為GIS圖層，按照平臺(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化，包括屬性結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化、坐標(biāo)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化，及標(biāo)準(zhǔn)化后入專題庫(kù);第2類為各部門(mén)行業(yè)管理生成含地址的OA表格，這類數(shù)據(jù)在利用山西省地理信息公共服務(wù)平臺(tái)提供的地址匹配引擎進(jìn)行空間化處理后進(jìn)入專題庫(kù)。

圖2 基于影像控制點(diǎn)庫(kù)的遙感影像幾何精糾正流程

3.應(yīng)急地理信息快速分發(fā)服務(wù)

在處理突發(fā)事件中，各類應(yīng)急專題地圖能直觀反映突發(fā)公共事件為主題，是應(yīng)急指揮、應(yīng)急救援以及災(zāi)害評(píng)估規(guī)劃工作的重要工具。針對(duì)不同事件(如地震、地質(zhì)災(zāi)害、森林火災(zāi)等)設(shè)計(jì)災(zāi)害制圖自適應(yīng)動(dòng)態(tài)模板，建立災(zāi)害專題圖模板庫(kù)，并按照應(yīng)急制圖對(duì)快速、簡(jiǎn)捷、主題突出的特殊需求，以山西省地理信息公共服務(wù)平臺(tái)提供的矢量電子地圖服務(wù)、DEM暈渲圖服務(wù)、三維服務(wù)及影像地圖服務(wù)形成地理底圖，加載各專業(yè)部門(mén)的專題數(shù)據(jù)，以滿足對(duì)專題信息的標(biāo)注展現(xiàn)，從而形成各種專題圖產(chǎn)品，最后通過(guò)快速出圖設(shè)備快速輸出，以滿足應(yīng)急快速出圖工作的需要。圖3是運(yùn)用災(zāi)害可視化制圖表達(dá)技術(shù)制作地震專題圖的流程。

圖3 地震專題圖制圖

4.應(yīng)急保障地理信息綜合服務(wù)

應(yīng)急保障地理信息綜合服務(wù)系統(tǒng)根據(jù)突發(fā)事件響應(yīng)和在線服務(wù)的需求，以山西省地理信息公共服務(wù)為基礎(chǔ)，為應(yīng)急搶險(xiǎn)救災(zāi)、災(zāi)情評(píng)估綜合分析、恢復(fù)重建規(guī)劃等3個(gè)階段提供地理空間數(shù)據(jù)集成展示和分析平臺(tái)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)會(huì)商和信息交互。應(yīng)急綜合服務(wù)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖如圖4所示。

(1)面向搶險(xiǎn)救災(zāi)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急搶險(xiǎn)救災(zāi)與現(xiàn)場(chǎng)

指揮調(diào)度

在搶險(xiǎn)救災(zāi)階段，各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)及專家迫切需要了解受災(zāi)區(qū)域?yàn)?zāi)情，基于Web及多元信息通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急會(huì)商、信息瀏覽、查詢定位、數(shù)據(jù)采集與上報(bào)、預(yù)測(cè)預(yù)警、態(tài)勢(shì)推演和智能輔助方案等工作。應(yīng)急會(huì)商基于多傳感器信息處理、集成和無(wú)線通信技術(shù)，為應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)指揮提供便攜數(shù)據(jù)庫(kù)、現(xiàn)場(chǎng)綜合信息采集傳輸、協(xié)同標(biāo)繪、視頻會(huì)商、地理信息綜合分析應(yīng)用服務(wù)等保障。

(2)針對(duì)災(zāi)情評(píng)估，實(shí)現(xiàn)災(zāi)情評(píng)估綜合分析

應(yīng)急評(píng)估記錄突發(fā)事件的應(yīng)急處置過(guò)程，按照評(píng)估模型對(duì)應(yīng)急過(guò)程前的應(yīng)急能力、過(guò)程中的及時(shí)性、過(guò)程后的有效性進(jìn)行分類和綜合評(píng)估，生成評(píng)估報(bào)告。以提高突發(fā)事件應(yīng)急處置過(guò)程后期對(duì)突發(fā)公共事件損害及影響的評(píng)價(jià)能力。如地震事件中通過(guò)集成災(zāi)區(qū)地理環(huán)境、地質(zhì)環(huán)境、災(zāi)區(qū)災(zāi)情、災(zāi)害損失評(píng)估、災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)等方面的多類型地理數(shù)據(jù)，可以便于災(zāi)害評(píng)估專家深入了解災(zāi)害的空間分布，進(jìn)行受災(zāi)情況的多因素疊置比對(duì)，擴(kuò)展受災(zāi)損失程度的量化研究。

(3)支持災(zāi)后恢復(fù)，實(shí)現(xiàn)重建輔助規(guī)劃

災(zāi)后重建是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，制定災(zāi)后恢復(fù)重建總體規(guī)劃是首要的工作。GIS具有良好的可視化效果，能夠分別從宏觀、中觀和微觀將總體規(guī)劃成果標(biāo)示到二維或三維環(huán)境中，為災(zāi)后重建總體規(guī)劃提供可視的解決方案，讓災(zāi)后重建的相關(guān)部門(mén)、研究人員、公眾方便地查詢和分析相關(guān)數(shù)據(jù)及災(zāi)情信息，為重建工作提供必需的資料，并記錄災(zāi)區(qū)歷史變遷、災(zāi)區(qū)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)重建恢復(fù)歷程，能與地防災(zāi)減災(zāi)工作有效結(jié)合，為減災(zāi)工作提供借鑒。

圖4 應(yīng)急綜合服務(wù)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖

四、結(jié)束語(yǔ)

山西省應(yīng)急地理信息服務(wù)系統(tǒng)項(xiàng)目的建設(shè)，將彌補(bǔ)山西省應(yīng)急體系中的不能及時(shí)獲取、整合相關(guān)應(yīng)急專題信息等薄弱環(huán)節(jié)，為山西省應(yīng)急指揮所涉及的信息維護(hù)和管理、數(shù)字預(yù)案、輔助決策、綜合統(tǒng)計(jì)與分析等提供工具。項(xiàng)目建成后，可以提高應(yīng)急指揮的及時(shí)性、準(zhǔn)確性、科學(xué)性，減少因各類突發(fā)事件導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失，確保山西省應(yīng)急管理工作更上一層樓，從而減少人民生命及財(cái)產(chǎn)損失，對(duì)促進(jìn)和諧社會(huì)建設(shè)，具有重要的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

［1］ 陳軍，何超英，朱武，等.汶川抗震救災(zāi)的基礎(chǔ)地理信息綜合應(yīng)急服務(wù)［J］.地理信息世界，2008(6)：7-11.

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Design and Implementation of Geographic Information Emergency Service System for Province Shanxi

WEI Dong

0494-0911(2012)09-0083-04

P208

B

2012-03-28

衛(wèi) 東(1968—)，女，山西翼城人，碩士，高級(jí)工程師，主要從事地理信息研究工作。