淺析河北省政府應(yīng)急平臺森林防火三維可視化系統(tǒng)建設(shè)

王邵騫++趙根莊

摘 要：隨著三維可視化技術(shù)的成熟，使得應(yīng)急相關(guān)行業(yè)的應(yīng)用出現(xiàn)了跨越式的發(fā)展。以森林防火為專題，結(jié)合高精度的影像數(shù)據(jù)、高程數(shù)據(jù)、矢量數(shù)據(jù)，使得三維可視化系統(tǒng)能夠精確管理各類基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)和專題屬性數(shù)據(jù)，為應(yīng)急行業(yè)的快速響應(yīng)和微觀管理提供了強(qiáng)有力的基礎(chǔ)保障。本文論述了系統(tǒng)建設(shè)的思路與過程。

關(guān)鍵詞：三維可視化 應(yīng)急管理 森林防火

中圖分類號：TP309 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）06（a）-0020-02

隨著信息化建設(shè)的不斷深入，三維可視化技術(shù)應(yīng)運而生，并催生了非常旺盛的市場需求。目前，以三維可視化為基礎(chǔ)的各種應(yīng)用正在普及化，因此，在三維可視化系統(tǒng)中結(jié)合相關(guān)的業(yè)務(wù)進(jìn)行深入應(yīng)用尤為重要。

在應(yīng)急行業(yè)中，對于政府應(yīng)急、企業(yè)應(yīng)急等相關(guān)單位，以傳統(tǒng)的MIS系統(tǒng)結(jié)合平面地圖為載體、信息報送功能為核心的系統(tǒng)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了用戶的需求以及相關(guān)業(yè)務(wù)的開展，由于三維可視化系統(tǒng)的出現(xiàn)，使得應(yīng)急相關(guān)行業(yè)的應(yīng)用出現(xiàn)了跨越式的發(fā)展，使得傳統(tǒng)的信息報送方式為主的宏觀應(yīng)急管理可以依托三維可視化系統(tǒng)深入到更加微觀的領(lǐng)域去實現(xiàn)更加精細(xì)化的管理。

1 系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)和內(nèi)容

為了更好的應(yīng)用先進(jìn)科技的管理手段，實現(xiàn)省政府對于突發(fā)事件的應(yīng)急管理，更加科學(xué)有效的應(yīng)對突發(fā)事件，河北省政府以森林防火為專題，于2013年啟動了專項建設(shè)。預(yù)期目標(biāo)為：系統(tǒng)建成后能夠滿足河北省政府在森林防火日常管理和戰(zhàn)時應(yīng)對的需要；既實現(xiàn)對森林防火相關(guān)基礎(chǔ)信息的管理，又能從火險發(fā)現(xiàn)，到火情態(tài)勢研判，再到火災(zāi)處置決策各環(huán)節(jié)做到有效支撐。

系統(tǒng)主要分為日常管理和戰(zhàn)時應(yīng)對管理兩部分。

日常管理功能可實現(xiàn)在三維地理信息場景上標(biāo)注管理區(qū)域范圍內(nèi)森林資源、森林防火救援隊伍、撲救裝備、林區(qū)周邊重大危險源和重要防護(hù)目標(biāo)等的分布情況，并可對它的詳細(xì)信息進(jìn)行綜合查詢，歷年森林火災(zāi)信息的查詢，林區(qū)重點關(guān)注區(qū)域定位與周邊分析，林區(qū)防火模擬巡查。

戰(zhàn)時應(yīng)對管理功能可實現(xiàn)針對火災(zāi)發(fā)生的位置，對林區(qū)周邊一定范圍內(nèi)的重大危險源、重要防護(hù)目標(biāo)、其他關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施等信息進(jìn)行分析，并基于三維虛擬場景定位，火災(zāi)救援物資、裝備、隊伍的分析，火災(zāi)救援及進(jìn)展情況決策標(biāo)繪，及基于現(xiàn)場多種環(huán)境因素的影響、基于三維虛擬場景進(jìn)行火災(zāi)蔓延的模擬與分析，便于領(lǐng)導(dǎo)決策。

2 技術(shù)路線

從整體看，省政府應(yīng)急平臺森林防火三維可視化系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容主要分為四個部分：數(shù)據(jù)的獲取與處理、數(shù)據(jù)組織管理、數(shù)據(jù)庫的掛接、系統(tǒng)功能開發(fā)實現(xiàn)。具體工作路線如圖1所示。

森林防火數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)內(nèi)容為專題屬性數(shù)據(jù)，三維地理信息數(shù)據(jù)工程相關(guān)數(shù)據(jù)存儲在本地。三維地理信息數(shù)據(jù)工程相關(guān)數(shù)據(jù)所需的原始數(shù)據(jù)包括影像數(shù)據(jù)、數(shù)字高程數(shù)據(jù)、矢量數(shù)據(jù)、模型數(shù)據(jù)和多媒體信息數(shù)據(jù)，影像數(shù)據(jù)和數(shù)字高程數(shù)據(jù)用于制作MPT文件，矢量數(shù)據(jù)、模型數(shù)據(jù)和多媒體信息數(shù)據(jù)用于制作fly工程。

3 數(shù)據(jù)整理

根據(jù)系統(tǒng)建設(shè)要求，收集整理了相關(guān)區(qū)域的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，其中包括DLG數(shù)據(jù)、DEM數(shù)據(jù)、DOM數(shù)據(jù)，以及森林防火相關(guān)的專題屬性數(shù)據(jù)。DLG數(shù)據(jù)用于創(chuàng)建真實直觀的三維地理信息場景及基礎(chǔ)地名庫等內(nèi)容。DOM、DEM數(shù)據(jù)用于建立影像金字塔，創(chuàng)建三維場景數(shù)據(jù)。

為了提供快捷、高效的決策支持，以政府行政部門為主導(dǎo)，收集整理了森林防火相關(guān)的專題數(shù)據(jù)。同時，為了體現(xiàn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)實時性、真實性、全面性，重新采集了相關(guān)區(qū)域的專題屬性數(shù)據(jù)。采集數(shù)據(jù)的表有：應(yīng)急管理機(jī)構(gòu)信息表、應(yīng)急預(yù)案基本信息表、應(yīng)急救援隊信息表、物資裝備信息表、應(yīng)急專家基本信息表、應(yīng)急案例基本信息表、危險源信息表、防護(hù)目標(biāo)信息表、通訊錄信息表。

4 系統(tǒng)功能

4.1 系統(tǒng)架構(gòu)

該系統(tǒng)由系統(tǒng)維護(hù)、數(shù)據(jù)管理、三維可視化三部分組成。其中系統(tǒng)維護(hù)主要是針對系統(tǒng)用戶進(jìn)行注冊審核、角色分配等操作的模塊。數(shù)據(jù)管理部分負(fù)責(zé)管理森林防火相關(guān)的專題屬性數(shù)據(jù)，包括防護(hù)目標(biāo)、應(yīng)急資源（應(yīng)急救援隊、應(yīng)急物資等）、危險源等信息；三維可視化部分主要實現(xiàn)專題屬性數(shù)據(jù)展示、查詢、分析等功能。如圖2所示。

4.2 系統(tǒng)維護(hù)

系統(tǒng)維護(hù)界面如圖3所示。

（1）新用戶注冊：用戶第一次登陸系統(tǒng)時需要先進(jìn)行新用戶注冊，閱讀并同意服務(wù)條款后，如實地填寫注冊信息后，對注冊信息進(jìn)行提交，等待系統(tǒng)管理員進(jìn)行審核。（2）用戶登錄：用戶進(jìn)入系統(tǒng)時，要進(jìn)行用戶登錄，輸入用戶名、密碼，系統(tǒng)會根據(jù)用戶的角色出現(xiàn)不同的功能選擇界面，如系統(tǒng)管理員有數(shù)據(jù)管理、用戶管理、三維可視化、整個系統(tǒng)四個選項；數(shù)據(jù)管理員有數(shù)據(jù)管理、三維可視化兩個選項；用戶管理員有用戶管理、三維可視化兩個選項；一般用戶只可使用三維可視化功能。（3）注冊審核：系統(tǒng)管理員或是用戶管理員對新注冊的用戶信息進(jìn)行審核，符合要求的用戶可以審核通過。根據(jù)用戶的申請信息及對用戶需求的了解，為用戶分配角色。對審核不通過的注冊用戶反饋不通過原因。（4）增加用戶：系統(tǒng)管理員或是用戶管理員可以進(jìn)行增加用戶的操作，但是同樣需要填寫完備的注冊信息。（5）刪除用戶：系統(tǒng)管理員或是用戶管理員可根據(jù)需要對用戶賬戶進(jìn)行刪除操作。（6）修改用戶：系統(tǒng)管理員或是用戶管理員可根據(jù)需要對用戶賬戶進(jìn)行修改操作。（7）查詢用戶：系統(tǒng)管理員或是用戶管理員可根據(jù)用戶名，真實姓名、所屬單位、用戶角色等條件對用戶進(jìn)行查詢顯示。（8）用戶詳情：系統(tǒng)管理員或是用戶管理員可根據(jù)需要對用戶進(jìn)行詳情的查看。（9）用戶幫助：所有用戶可點擊用戶幫助按鈕進(jìn)行對系統(tǒng)的功能信息的查看并獲得幫助信息。

4.3 數(shù)據(jù)管理

數(shù)據(jù)管理部分存儲、維護(hù)的是專題屬性數(shù)據(jù)，主要分為森林防火相關(guān)的應(yīng)急資源、防護(hù)目標(biāo)、危險源、其他森林防火基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理四個模塊，每個模塊提供了相應(yīng)的信息錄入、信息修改、信息查詢、信息刪除功能。如圖4所示。

4.4 三維可視化

4.4.1 三維可視化

實現(xiàn)地形地貌、基礎(chǔ)設(shè)施、建筑等要素的高程/柵格數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)、矢量數(shù)據(jù)、地名數(shù)據(jù)的動態(tài)加載；以及鼠標(biāo)控制視圖漫游、放大、縮小、旋轉(zhuǎn)、前進(jìn)、后退等基本功能。

4.4.2 系統(tǒng)工具

實現(xiàn)視圖管理、快速定位、地圖量算、屏幕操作等功能。

4.4.3 應(yīng)急管理

實現(xiàn)專題屬性信息查詢、歷年火災(zāi)信息查詢、熱點管理、態(tài)勢標(biāo)繪、火災(zāi)周邊緩沖區(qū)分析、森林火災(zāi)蔓延分析等。如圖5所示。

5 結(jié)語

森林防火三維可視化系統(tǒng)的建立既實現(xiàn)了對森林防火相關(guān)專題屬性信息的管理，又能從火險發(fā)現(xiàn)，到火情態(tài)勢研判，再到火災(zāi)處置決策各環(huán)節(jié)做到有效支撐。我們不能僅僅在事發(fā)時響應(yīng)和應(yīng)對，更加重要的是在事前根據(jù)應(yīng)急預(yù)案、具體的工作方案進(jìn)行模擬演練，讓應(yīng)急管理者可以在三維可視化的系統(tǒng)中既可以看到事件的宏觀信息、又可以看到事件的微觀信息。利用這種技術(shù)，我們可以提高應(yīng)急管理的工作效率，給應(yīng)急管理者提供更加可靠的應(yīng)急決策依據(jù)，減少突發(fā)公共安全事件發(fā)生時的損失，有效的降低國家和人民的生命財產(chǎn)損失。endprint