江西省自然災害風險隱患識別與管控系統(一期)設計與實現

王清和，劉業偉，陳 浩，汪國斌，季浩文，劉珮勛，江順淅

(1.江西省應急管理科學研究院，江西 南昌 330001；2.江西省水利科學院，江西 南昌 330029;3.江西鄱水信息科技有限公司，江西 南昌 330029)

江西省地處長江中下游南岸，降雨豐沛、水系發達，邊緣群山環繞，中部丘陵起伏，北部平原坦蕩，形成了南窄北寬以鄱陽湖為底部的盆狀地形[1]，2020年江西省森林覆蓋率穩定在63.1%。獨特氣候條件、地理環境、作物分布、江湖關系等因素導致江西省自然災害多發頻發，多雨季節，山丘區山洪災害、山體滑坡、泥石流多發，又因境內山地、丘陵植被豐富，高溫少雨天氣極易發生森林火災，加之境內礦產資源豐富，易因采礦活動引發地面沉陷及巖溶塌陷等地質災害。據統計，“十三五”期間，江西省共發生洪澇、風雹、臺風、干旱、低溫冷凍等自然災害114次[2]。其中，山洪、地質災害具有突發性強、破壞性大、來勢兇猛等特性，已成為江西省災害性最強、預警預報最難的自然災害之一。例如，2006年“格美”臺風重創江西中南部，受短時強降雨影響，多地山洪暴發，部分地區出現崩塌、滑坡、泥石流等地質災害，給當地經濟社會發展造成嚴重損失[3]。近10a來，我國開展了山洪災害調查評價、洪水風險圖編制、地質災害風險調查等工作，但以上工作實施范圍有限，且未能從災害鏈的角度，統籌區域各類資源，構建風險識別、監測預警及避險轉移的防災減災實施行動鏈。鑒于此，迫切需要從新時期防災減災救災的需求出發，將單災種數據與承災體、綜合減災資源融合，以全方位提升自然災害的監測預警、避險轉移安置能力。

1 現狀分析

近年來，為提高防災減災抗災能力，江西省相關涉災部門開展了系列信息化系統建設，省水利廳建設了防汛抗旱指揮系統、山洪災害監測預警系統，省地震局建設了江西地震應急指揮技術系統，省減災備災中心建設了減災救災應急指揮信息平臺，省自然資源廳正在開展江西省地質環境信息化項目建設。省應急管理廳組織建設了江西省應急管理綜合應用平臺，該平臺依托省電子政務外網和政務云，整合了省應急管理廳、省水利廳、省自然資源廳、省氣象局等有關單位的部分應急管理信息化資源和業務，實現了跨部門和跨層級業務協同。由于江西省應急管理廳組建僅3a左右，在業務工作中部分處室使用得仍為轉隸之前原部門的業務系統，但是各業務系統分散且獨立，未能真正實現應急管理大融合，業務應用支撐系統深度不足，具體問題表現如下。

(1)未形成覆蓋完整災害防控過程數據鏈。地質、水利、地震、林業、氣象等單災風險信息、監測預警信息等業務系統數據分散且獨立、數據共享不充分，并且單災種數據未能與承災體、綜合減災資源等融合，形成完整的災害防控數據鏈。

(2)多災種災害綜合風險趨勢研判精度有待提高。針對山洪、地質等突出性較強的災害，預警的時效性和精度待提高，尤其是考慮氣象水文、下墊面要素等條件變化，氣象-山洪-地質災害綜合風險趨勢研判精度有待提高。

(3)避險轉移及資源配置精準性有待提高。災害發生后，較難實時掌握危險區群眾最新避險轉移動態，加之區域應急避險場所、物資多，資源配置時效性和精準性及現場救援指揮能力有待進一步提高。

根據國家統一部署[4]，全國于2020—2022年分年度開展第一次全國自然災害綜合風險普查工作，2020年為試點階段，2021—2022年為全面普查階段，其中江西省大余縣、興國縣、瑞昌市3地被列為試點地區。此次普查首次實現我省水旱災害、地質災害、森林火災、地震災害、氣象災害等風險要素調查、風險評估區劃和綜合防治區劃等全鏈條式普查，實現致災要素、承災體和綜合減災能力數據有機融合。因此，基于自然災害綜合風險普查、山洪災害調查評價、地質災害調查成果，通過融合致災要素、承災體、綜合減災資源等多源數據，構建覆蓋山洪地質災害風險管控全過程數據鏈，能有效提升災害監測預警、避險轉移的精準性。

2 總體設計

2.1 總系統概述

江西省自然災害風險隱患識別與管控系統(本文簡稱“總系統”)聚焦江西水旱災害、地質災害、森林火災、地震災害、氣象災害等主災種，深度融合致災要素、承災體、綜合減災資源等多源數據，構建覆蓋自然災害風險管控全過程數據鏈，最終為精準研判災害形勢、精準發布預警信息、精準避險有效實施、精準救援快速開展提供輔助支撐。

總系統采取“分步實施、分級應用”的方式建設，按照全省一張網、一張圖、全災種、大應急的頂層設計，從業務應用需求分析入手，全面推進自然災害防治與應急管理的深度融合，運用大數據、人工智能等先進技術，通過利用江西省應急管理綜合應用平臺提供數據支撐，以GIS平臺提供底圖及相關地圖服務為支撐，實現自然災害信息匯聚、自然災害“一張圖”、風險態勢智能分析、預報預警、信息發布、轉移安置等自然災害防治業務流程。

2.2 一期系統設計

江西省自然災害風險隱患識別與管控系統(一期)(本文簡稱“一期系統”)為總系統的第一期建設系統。一期系統結合自然災害綜合風險普查、山洪災害調查和地質災害調查等成果，以瑞昌市和大余縣為實施范圍，針對江西多發頻發的山洪災害和地質災害，接入氣象、水利、自然資源等專業監測系統各類數據，融合致災要素、承災體、綜合減災資源等多源數據，構建覆蓋山洪地質災害風險管控全過程數據鏈，為山洪地質災害精準監測預警和避險轉移支撐。

一期系統作為江西省應急管理綜合應用平臺大框架下的子應用之一，與應急管理管理廳各內部系統及相關單位系統交互數據通過應急管理綜合應用平臺的數據治理系統進行交互。一期系統框架包括全面的基礎信息接入、高效的網絡傳輸、強大的數據資源中心、完善的應用支撐服務和豐富的應用展現系統，形成從前端接入到后端應用的全過程信息化處理。一期系統架構如圖1所示。

3 功能設計

一期系統在充分整合大余和瑞昌市第一次全國自然災害綜合風險普查數據成果基礎上，針對山洪、地質2類災害，主要包括風險一張圖、風險趨勢分析、避險轉移分析、風險管控、數據查詢、統計分析及系統管理模塊，功能如圖2所示。

3.1 風險一張圖

風險一張圖利用EGIS平臺中的基礎地理圖作為地圖服務支撐，展示山洪災害和地質災害隱患點、監測預警、風險趨勢等信息，包括監測要素、專題圖層、氣象預警、汛情綜報、山洪災害預警與站點預警子模塊。

(1)監測要素。系統匯集了大余和瑞昌市山洪、地質災害危險區人口房屋、安置點、轉移路線及自然災害風險普查獲取的承災體、綜合減災資源、救援力量和綜合減災示范單位創建中“一牌、兩圖、三清單”等數據，實現各個要素在作業底圖上的分布情況可視化，通過列表和查詢2種方式精確查找定位每個地圖要素。

圖1 系統架構

圖2 系統功能結構

(2)專題圖層。包括氣象監測專題、山洪災害專題、洪水風險專題、地質災害專題，每個專題內針對專題主題設置不同的疊加圖層。例如，氣象監測專題包括實況天氣、平均氣溫、點降水及面降水。

(3)氣象預警。實時接入江西省氣象預警，并且在作業底圖上實現預警可視化，并根據登錄賬戶所在市縣，推薦重點預警內容。氣象預警分為紅、橙、黃、藍4個等級，展示氣象預警相關統計信息。

(4)汛情通報。根據時間、行政區劃、降雨標準進行篩選，生成雨情、河道水情、水庫水情及預測數據的降雨量、水位的文字描述。根據篩選的時間范圍可以生成24h的水雨情通報文件。

(5)山洪災害預警。基于遞進式山洪災害風險預警模式模型[5]，接入短臨降雨預報及關聯監測站實時雨量數據，實現對山洪災害危險區精準預警，并在底圖上閃爍，為決策者提供時間、雨量、轉移級別等關鍵信息。

(6)站點預警。基于實時雨量與水位數據，綜合利用氣象、水文、水利、地質等監測站點實時監測數據，實現對山洪地質災害的監測預警。

3.2 風險趨勢分析

風險趨勢分析側重災害的預測與災害過程分析、影響分析。包括降雨預測、山洪災害風險預測與洪水風險分析。

(1)降雨預測。基于逐小時降雨雨量，監測24h累計降雨情況，利用插值算法點數據到面數據的轉化，實現基于縣級的面降雨圖斑，方便決策者掌握降雨分布情況。

(2)山洪風險預測。基于氣象短臨(1、3h)降雨格點預報值關聯分析，實現最小預警單元為鄉鎮級及以下的山洪氣象風險預警，1h氣象預報空間精度最高可達1km×1km，能顯著提高山洪災害風險預警空間分辨率。

(3)洪水風險分析。包括洪水風險分析計算及預設頻率的仿真淹沒過程模擬。用戶在實時水情數據的基礎上，設置相關參數、模擬開始時間和結束時間、預報時長、降雨數據和搶險條件后，進行洪水模擬計算，分析洪水風險信息。在計算的同時同步進行洪水淹沒狀態展示。系統內置不同頻率的洪水風險，可以對整個洪水的淹沒過程進行模擬，可視化洪水的影響范圍，分析洪水的影響結果。

3.3 避險轉移分析

避險轉移分析著重為災害之后的避險轉移過程提供技術支撐，包括避險轉移要素、避險轉移專題圖層與緩沖區分析。

(1)避險轉移要素。全面展示區域救援力量、救援裝備物資、醫療衛生機構、避險場所(安置點)等要素分布，并結合區域的風險趨勢情況，實現對區域避險轉移要素的科學配置。

(2)避險轉移專題圖層。將災害危險區與避險場所(安置點)進行關聯，并提供2種轉移路線：山洪地質災害調查評價成果避險轉移路線和地圖導航路線。

(3)緩沖區分析。對任意危險區、災害點、預警點設立任意半徑圓形緩沖區，按救援到達時間對緩沖區內任意點位可配置的救援物資力量分類統計，并生成相應的轉移路線規劃。

3.4 風險管控

包括風險一張表、預警信息關聯、風險預案管理及相關模塊。

(1)風險一張表。對自然災害綜合風險普查成果數據、系統智能識別預警數據進行統一管理，提供多條件篩選及查詢。收錄災害隱患點、危險區管控清單，風險隱患防控責任人清單，災害救助責任人清單及脆弱人群數據庫等。

(2)預警信息管理。預警信息管理分為信息發布、信息審核、信息反饋。信息發布可以編輯預警信息，通過人員通訊錄選擇相關的負責人進行預警信息的短信下發；預警信息須經審核后方能發布，信息審核通過手機短信下發，接收信息人員填寫實際反饋信息，達到信息跟蹤的目的。

(3)風險預案管理。實現對各災害預案的管理。自動生成預案文件，設置預案觸發條件，達到預警之后系統智能推薦預案相關章節內容，包括相關災害處理措施、應急響應(要求、發布、指揮)、組織責任體系、相關責任人員等。

3.5 數據查詢

數據查詢模塊實現對系統內水利、地質、氣象、救援物資隊伍、避難場所等各類信息的查詢，提供多條件篩選查詢功能。

3.6 統計分析

統計分析模塊以表格或者圖表的形式對系統數據進行統計分析，目前設置救災人口統計、預警信息統計、隱患統計、避險轉移人員信息統計等。

3.7 系統管理

管理和維護著系統運行的基礎參數和數據，包括用戶信息管理、市縣人員通訊錄、角色權限設置、操作日志管理、菜單管理及數據字典管理。

4 結語

江西省自然災害風險隱患識別與管控系統(一期)以瑞昌市和大余縣為試點，以山洪災害和地質災害為業務切入點，深度融合氣象、水文、水利、地質等單災種和承災體、綜合減災能力等多源數據，切實延長了災害風險防控數據鏈，通過風險一張圖、風險趨勢分析、避險轉移分析、風險管控、數據查詢、統計分析及系統管理等功能為山洪地質災害精準監測預警和避險轉移提供有效支撐。由于自然災害綜合風險普查工作尚未完成，今后還可結合區域自然災害風險區劃及防治區劃成果，進一步提高避險轉移精度。