應急救援偵測技術概述

(中國人民武裝警察部隊 水電第一總隊，廣西 南寧 530028)

1 應急救援偵測定義

1.1 應急救援定義

“應急”是指對突然發生的事件而采取的緊急應對。應急目標主要有3個：①預警預防事故；②控制事故、事件發展，保障生命財產安全；③恢復正常狀態。“救援”是指個人或群體在遭遇災難或其他異常情況(含自然災害、意外事故、突發危險事件等)時，實施解救行動的整個過程[1]。

國防大學出版社出版的《應急救援學》一書對“應急救援”進行了定義：在和平時期針對潛在的重大安全威脅和突然發生的各類災難事件，在國家統一的組織和協調下，共同抵御風險與實施緊急救助的行動，是一項涉及黨、政、軍、民跨部門、跨領域的系統工程。

1.2 應急救援偵測定義

應急救援偵測特指為了滿足應急救援任務需要，在應急救援前和救援過程中利用各種平臺、裝備和技術手段，對與應急救援活動相關信息進行獲取、傳輸、處理，獲取有用信息，經過計算與分析后，為應急救援行動提供信息服務。

2 我國應急救援偵測的發展歷程

2.1 我國古代的應急救援偵測

“應急救援”和“偵測”都是近現代才出現的詞語，古代雖沒有這些說法，但與應急救援偵測相關的工作由來已久，以在農業領域防災減災中的應用最為普遍。人們在與自然災害的斗爭中，不斷探索研究總結經驗，逐漸掌握了一些應急救援偵測的方法和技巧。

(1)以經驗總結為主的定性分析。早期的應急救援偵測都是人們為了規避災害，根據一些自然現象對災害進行預測。在長期的實踐中，古人發現自然災害的發生發展并非無跡可尋，事先有一些征兆，并慢慢從氣象和物象上總結出一些規律，在實踐中得到驗證后加以完善就形成了一些預測經驗。而之后很長一段時期內，人們一直以觀察天象和物象作為災害預防的主要手段。我國歷朝歷代的政府都設有專門觀測天文、氣象的機構。在中國古代文獻中，有大量關于依靠天象、物象、節氣等來預測自然災害的記載。

(2)以工具測量為主的定量觀測。以經驗為依據的災害預測，準確度難以保證，可靠性不高。為了更加深入掌握各種災害發生規律，做好預防并減少損失，不僅需要定性的總結相關經驗，作出判斷，更迫切需要解決定量觀測問題，以便采取行動。古人發明了許多觀測氣象的儀器，如雨雪測量器、地動儀、測風器、量雨器、濕度計、地溫表等。

(3)以登記統計為主的災情報告。我國自秦代開始就有了降雨觀測記錄，并開始由地方向中央上報降雨量，秦朝把上報農作物生長期的雨澤及受災程度作為一項法令，要求各地嚴格執行[2]；漢朝也有“自立春，至立夏，盡立秋，郡國上雨澤”的法制；之后歷朝歷代沿襲這種制度，到宋代建立了較為完善的報訊制度；明朝建立黃河飛馬報訊制度，為清代所沿用；清代還建立了雨雪、收成、糧價奏報制度和晴雨錄[3]。

然而，由于交通條件和通信手段落后，古代應急救援偵測難以在災害發生時發揮有效作用，因而更多作用體現在對災害的預測、賑災救濟與災后恢復上，主要偵測手段以實地觀察、工器具測量和統計上報為主，到清代才逐漸形成了一套較為完整的程序和體系。

2.2 我國近現代的應急救援偵測

隨著科學技術的進步和對救災工作的重視，在近現代應急救援工作的重要性已經逐漸被廣泛熟知，應急救援也逐漸向專業化方向發展。新中國成立后，對于災害救援與治理的力度不斷加大。

隨著對應急救援理論和技術研究的深入，人們逐漸意識到了偵測工作在應急救援中的重要性，但一直受限于信息的傳遞效率，直到19世紀，電訊技術的發明，讓應急救援偵測具有了研究使用上的進步。我國對應急救援偵測能力的建設肇始于1992年天災預測專業委員會的成立[4]。之后，隨著信息技術和計算機網絡的飛速發展，應急救援偵測技術發展迅猛。衛星遙感技術使準確定位和對地觀測信息的全天候、全方位獲取成為現實；通信技術的發展讓偵測信息的傳輸受地理環境的影響大大減小，極大地縮短了人類空間距離，讓信息的實時、大批量、快速傳輸實現質的飛躍；計算機技術的日新月異讓偵測信息的識別、存儲、處理更加快捷高效，并向著大數據分析處理的方向發展[5]。

3 應急救援偵測的一般過程

偵測對應急救援工作的開展具有強大的信息支撐作用的，其本質是一條以信息獲取、信息傳輸、信息處理的信息流為中心的完整信息鏈[6]。信息獲取是信息鏈的源頭, 是信息流的源泉；信息傳輸是信息鏈的脈絡，是信息流的保障；信息處理是信息獲取的延續，是對信息流的梳理淬煉。無論是信息獲取、信息傳輸還是信息處理，都會影響信息的價值效能。

3.1 信息獲取

從古至今，信息獲取的方式一直在被優化，已經由最早的人工目測發展到常規器測，再到自動化監測，而且正向全面智能化、多維化的遙感遙測轉變,從點測發展到面測,從靜態監測發展到動態監測[7]。歸納起來，信息獲取的方式可以分為人工感官直接獲取、人工操控儀器儀表獲取、自動化設備獲取三大類別。

(1)人工感官直接獲取。人工感官直接獲取主要的依據是觀測者的經驗總結與概括以及事物發展的邏輯規律，雖然方法簡單，得出判斷結果迅速，但主觀性很強，且觀測頻次較低，受觀測環境和偶然因素的影響較大。此外，由于人工感官直接獲取主要是對事物外在表現的觀測，觀測數據較為粗糙，無法實現精確的定量計算。目前，人工感官只用于對部分定性數據(如外觀、色澤、渾濁度等)和特殊情況下簡單的量化數據(如距離、高度等)的輔助獲取方法。

(2)人工操控儀器儀表獲取。人工操控儀器儀表獲取是在人工感官獲取的基礎上借助器具來實現數據量化或者增強獲取信息的能力。相比于人工感官獲取來說，人工操控儀器儀表獲取信息的精度更高、數據量更豐富，但是觀測頻率依然較低，受環境因素和偶然因素影響較大。

(3)自動化設備獲取。利用自動化監測技術獲取信息，可以實現定時與實時觀測，觀測頻率高，且受人的主觀性、環境變化和偶然因素等影響較小[8]。

現今的災情偵測工作不再僅僅是政府部門或者某個專業機構的工作任務，而是一項全民參與、“群測群防”的社會性工作。隨著社會的發展進步，已經開放了多種渠道來便于廣大公眾提供和獲取災情相關信息：①基于PDA的災情信息上報系統；②基于BGAN網絡的災情信息上報系統；③災情在線填報系統；④12322防震減災公益服務平臺；⑤手機短信彩信災情上報與發布；⑥互聯網災情智能檢索[9]。

3.2 信息傳輸

信息傳輸是指信息以某種形式借助一定的傳輸介質實現信息傳送的過程，它是信息使用方能夠及時接收信息的保障，也是信息能夠發揮價值的保障。現代的應急救援偵測信息除了包含文字、數據、圖片等信息，還包括視頻、語音等信息，這就要求信息傳輸必須滿足一定的傳輸速率和傳輸距離，并滿足穩定性的要求。

隨著信息技術的發展，目前所應用到的信息傳輸方式有兩種：有線傳輸和無線傳輸。其中，衛星傳輸就是一種先進的遠程無線傳輸方式，它是利用人造地球衛星作為中繼來轉發無線電波進行的信息傳輸，例如海事衛星通信系統、銥星系統和全球星系統等。

3.3 信息處理

信息處理主要是通過計算、整理、解譯等工作，對所獲取的信息資料進行加工整理，使之條理清晰，應用方便。特殊或緊急情況下，信息處理的過程可能需要觀測者在大腦中急速完成、實時做出決策，這里僅講述一般的信息處理方式。早期信息處理的方法主要是人工翻譯并加工編制成各種圖表以供使用，工作量大，效率不高，現今主要是依托于計算機技術進行數據計算處理、制圖，輔以人工加以規范和判別。按照數據類型可以將數據處理總的概括為語音文字數據處理、數值數據處理、普通圖片圖像處理以及遙感影像數據處理等幾個基本類型。

(1)語音文字數據處理。一般來說，文字類數據資料的處理分為3個方面：①檢查資料來源的真實性、可靠性，對于真實性未知的應當及時進行核實，無法核實確定的應當予以注明；②從原始材料中摘取出與所需相關的主要內容，并加以總結概述，對資料進行簡化，必要時還需要以圖表的形式加以描述，力求簡單明了，一語中的；③按主題、時間或事件發展順序對資料進行分類整理，以便于查找和進一步定性分析。語音類的數據通常需要先轉換成文字資料，再按照上述方法加以整理，以便于上報和分析。

(2)普通圖片影像處理。普通圖片影像的處理原則是調用方便、清晰明了，通常需要注意以下3方面的內容：①代表性圖片的選擇。實時傳輸和現場采集的圖片數量龐大，需要精心挑選出能夠真實地、清晰地反映實際情況的最具代表性的圖片，減少后期工作量。②對圖片進行微調。在確保圖片不失真的情況下，調整圖片的清晰度、明暗度等，保證圖片觀看效果良好。③對圖片進行整理，包括編號、分類、注解等。按照圖片所體現的內容對圖片進行分類，并對每個類別按照時間順序或事件發展順序進行編號，有必要時還需對相應圖片加以解釋說明。

(3)數值數據處理。對于數值數據的處理，主要是指對于站點測量或人工觀測等測報的數值數據進行處理，以便獲得更加豐富和直觀的數據資料，通常包括3個方面的內容：①數值計算；②數據維護；③圖表生成[10]。數值計算是指對測報的原始數據(直接觀測得到的數據)進行數理計算從而獲取二次數據(非直接觀測得到的數據)，例如通過水位與水深的測報數據計算庫容、流量，利用幾何尺寸和地形數據計算體積與方量，以及其他數據的均值、極值計算等。數據維護主要是用于特殊情況下對數據表記錄的數據進行批量修改或添加，包括追加、修改、插入、刪除等，方便多源數據的相互補充和校正修改，確保可利用的數據更加準確、完善。圖表生成是指將直接觀測得到的數據和非直接觀測得到的數據繪制成圖表，一方面是簡單明了、便于所需數值的查找，另一面便于直觀地認識情況的發展過程和預測下一步的發展趨勢。

(4)遙感影像數據處理。遙感影像區別于普通圖片，它包含有更加豐富的信息，但需要經過一系列處理過程才能從中獲取更多的信息。通常獲取的遙感數據格式為NTF格式，要使其變成可用數據一般需要進行數據融合、輻射校正、幾何校正、裁剪拼接與分幅、影像解譯以及數據整理統計與制圖表等幾個步驟[11]。

4 開展應急救援偵測的意義

(1)應急救援偵測是實施正確指揮的先決條件。《孫子兵法·謀攻》里指出：“知己知彼，百戰不殆；不知彼而知己，一勝一負；不知彼不知己，每戰必殆。”孫子以樸素唯物主義觀點，指出指揮員作戰指揮應立足客觀，全面掌握信息，并視之為科學決策的基礎和前提。毛澤東同志在《中國革命戰爭的戰略問題》中指出：“指揮員的正確部署來源于正確的決心，正確的決心來源于正確的判斷，正確的判斷來源于周到必要的偵察和對于各種偵察材料的聯貫起來的思索”。由此可見，情報偵測乃將帥之要，決策所依。從應急救援的職能使命任務來看，災情種類多、任務區域廣、技術要求高，因此，信息搜集必須全面、準確、深入、快捷，才能為決策層科學決策提供可靠的信息保障。

(2)應急救援偵測是影響應急救援資源有效組合的重要因素。《孫子兵法·軍爭》里指出：“不知山林、險阻、沮澤之形者，不能行軍；有不用鄉導者，不能得地利”。科學的進步，使得我們逐漸認識到對任何事情的判斷與分析，應當以信息為主導，而不僅僅依靠經驗[12]。應急救援偵測作為救援體系的構成部分，就是在有限的時間內，力爭獲得所需的各類信息，從而使得指揮員掌握所有可利用救援資源的狀況，為救援力量的整合抽取、行進路線的選擇、處置方案的制定和快速高效處置提供重要依據，提高資源配置的科學化水平，促進應急力量以最快的速度、最有效的手段、最小的代價贏得主動權，保障搶險任務的圓滿完成。

(3)應急救援偵測是確保安全取勝的重要保障。應急救援行動，是國家應急救援體系共同行動的重要組成部分，具有情況緊急、條件受限、行動高危和保障困難的特點[13]。應急救援偵測通過對獲取的海量信息進行處理分析，識別出隱藏的威脅，為救援力量及時規避和解決潛在危險指明方向。所以，救援力量要想履行好職責使命，確保安全取勝，就必須發揮偵測系統的“隱形盾牌”作用，使指揮員及時準確地掌握災情和預測可能面對的危險，及時準確地識別危險因素，采取應對措施，實施科學決策、安全預防，規避風險。