測繪地理信息在應急測繪中的應用

摘?要：我國地域遼闊，經緯跨度大，地貌類型復雜多樣，在資源勘探或開采過程中時常會發生不同類型的事故，一些區域由于氣候環境的影響也會為人類活動帶來一些難題，加之部分地區人口密度的影響，需要建立完善的應急測繪系統保證人們生產生活的安全。本文立足于應急測繪體系，分析測繪地理信息技術在其中的具體應用，從數據采集、數據處理、平臺搭建以及監測技術為切入點，詳細分析各項技術在應急測繪體系建設中的具體應用，希望為后續相關研究提供參考。

關鍵詞：測繪地理信息;應急測繪;遙感技術

引言：在科技發展的新時期，自然災害問題以及各種突發性事件始終威脅著人民生命和財產安全，給人們生活帶來嚴重損失，為有效預防突發事件，降低其影響程度，需要科學運用信息技術做好應急測繪工作，完善應急體系，匯總相關信息并制定對應的可行性策略。在信息技術的依托下，測繪地理信息為應急測繪營造新的發展契機，能夠應用無人機、航天遙感以及雷達等多種技術提升應急測繪質量，解決突發性事件所帶來的影響。

1測繪地理信息與應急測繪關系

1.1應急測繪以測繪地理信息為基礎

作為地理信息測繪的特殊形式，應急測繪主要針對一些突發性事件的應急舉措以及采集工作，而突發性事件普遍存在不確定性和威脅性，要求相關部門可以根據當地可能出現的緊急情況制定合理計劃。在日常工作中需要應用測繪地理信息優化應急測繪，確保有關人員能夠直接應用所得結果來設計相應方案，避免造成更嚴重的影響。由此可見，無論是從應用角度來看，還是從角度來看，測繪地理信息是應急測繪的重要組成部分。

1.2測繪地理信息質量對應急測繪造成影響

對地理信息進行測繪的目的，主要是確保地理空間信息可得到直觀顯示，同時，對山河信息、建筑信息還有道路信息進行準確記錄，將數據存儲到對應的系統中。應急測繪方案的建立需要大量數據，在測繪地理信息的支持下能夠保證數據的實時性和精準性數。因此，測繪地理信息質量會直接影響應急測繪，目前，得到廣泛運用的測繪方法主要包括工具繪制、手工繪制兩種，其中，工具繪制具有更為理想的準確性及工作效率。由此可見，地理信息測繪的質效，通常會給應急測繪產生巨大影響，這點需要有關人員重視。

2應急測繪體系構架

應急測繪體系由三個模塊組成，分別是信息服務、數據分析還有數據收集，各模塊所表現出特征和需要承擔的任務均有所不同。

（1）數據收集。數據收集環節需要秉持數據完整性、可靠性原則，對數據進行收集期間，應對外業數據、航天遙感引起重視，實現動態化傳輸，在進行實時傳輸數據的同時還需進行數據反饋，確保處理中心能盡快完成處理數據的工作。

（2）數據分析。數據分析對最終決策的精準度具有決定性作用，在建設應急測繪體系時，應用測繪地理信息的相關技術快速落實數據處理與加工，并將所轉換的數據傳輸至系統平臺，得到精準信息。

（3）信息服務。當某一地區出現突發事件后，會立即上報到有關部門，再由部門做出響應，利用測繪地理信息進行應急測繪。在對信息進行篩選后，發布在平臺上，確保應急部門能夠及時獲取所需數據，并制定詳細的決策方案。完成以上工序后會結合現場情況成立專業團隊，明確自身所肩負的職責，根據應急預案實施各項工作，逐層傳達測繪結果，確保測繪所獲得數據能夠第一時間傳遞到應急部門[1]。除了救助隊伍外，測繪應急人員也需要前往現場了解實際情況，并繪制相應的圖紙，供其他部門人員參考。在現場進行的工作包括視頻紅外數據采集、數據鑲嵌處理、數據分析以及POS數據影像處理，為相關工作提供參考。

綜合來看，系統的計算能力具有一定針對性，會根據不同類型的應急測繪制定相關方案，并集合有關案例和空間數據形成內容評估，實現高效建模，確保合理分配資源。整個系統涉及到云計算、服務器、通信網絡、軟件以及業務模板等多個模塊，為應急測繪數據提供基礎保障，并進行數據存儲。

3應急測繪中測繪地理信息的應用

3.1數據采集技術

3.1.1航天遙感數據采集

我國航空航天技術逐漸成熟，該技術的發展使得人們生活水平發生了翻天覆地的變化，并在多個領域均起到顯著成效，是地理信息測繪的核心技術之一。人們的生產生活與數據采集息息相關，氣象衛星、地面氣象觀測站的開展主要得益于航天技術的發展，還能能夠精準觀測陸地、海洋的變化情況，這對于應急測繪來說具有積極的促進作用。航天遙感數據采集應用成本較高，具有高精度、高分辨率、高運行速度的特點，在應急測繪中的作用主要有兩個方面，其一是反映災害情況，其二是收集數據[2]。

從反映災害方面來看，能夠結合遙感技術對低空區域的情況進行監測，利用數據采集的信息反映洪水、地震、泥石流等大型災害問題的實際情況，將信息收錄至特定系統中完成對災害未來變化情況的預測，為應急測繪相關決策提供參考依據，降低災害破壞程度。以我國南方區域的梅雨季節為例，夏季是長江中下游、黃河流域以及各種大型運河洪水災害的多發性時節，測繪地理信息中的數據采集能夠有效發揮高精度、高分辨率以及實時監測的優勢，以攝影的方式傳回現場信息，從而了解現場情況制定針對性方案。在拍攝的同時，航天遙感數據采集還能根據洪水、地震、泥石流等災害的流向走勢，結合其后情況判斷其危險性，選擇最佳救援方案，實現快速疏散和轉移人群的目標，保障生命財產安全。航天遙感數據采集技術在應急測繪中的應用十分廣泛，以2021年4-5月云南省貢山縣暴雨為例，由于天氣的影響，縣域內部交通、電力、通信、房屋安全以及供水等能力均受到影響，并響應二級應急方案，應用“彩虹-4”無人機中航首次對云南地區進行應急測繪，相關人員成立小組對災區地貌、氣象進行測繪分析，并根據實際情況規劃航跡，利用航天航空技術完成對云南省受災區域的實時圖像獲取，為現場安全提供重要保障。經過這次“實戰任務”能夠顯示航天技術對于應急測繪的重要作用，現階段航天技術已經形成了全天候、遠距離的現場信息采集與處理系統，同時應用GPS、遙感等技術為區域特大災害保駕護航。1A3419FC-6A12-4C1F-90D8-0C9B6DF905EA

從應急測繪數據采集方面的應用來看，航天技術能夠依托衛星和航天飛機來對地球數據進行采集，二者分別位于高達80-100km和1000-3600km左右，能夠實現對地球大范圍的采集工作，保證數據的真實性和準確性。航空遙感數據采集一般會工作在海拔12km以下的位置，進行采集的常用工具是飛機，主要有三種形式，分別為低空飛機、中空飛機以及高空飛機，在進行遙感實驗時的高度分別為1000-1500m、2000-6000m、12000-15000m。遙感技術能夠實現動態化的數據傳輸，具有耗時短、效率高的優勢，能夠快速收集某一區域信息并轉換成數據，生成以時間為單位的動態圖像。此外，還能規避惡劣圈層條件的影響，并根據所收集的區域對象采用檢測波段，詳細了解該區域的地理信息。

3.1.2地面激光雷達數據采集

以上所講述的航天技術主要針對應急測繪中的“表面”問題，而對于地球內部結構方面的測繪卻需要采用更具針對性的技術。以往采集工作主要通過人工來實現，效率相對較低且存在一定誤差，現如今應急測繪主要應用測繪地理信息中的激光和雷達技術，工作人員可以應用精密儀器來對山體進行勘察，結合三維激光掃描技術生成幾何模型，經常應用于礦藏、海底勘測工程，一旦發生危險，激光雷達技術能夠為應急測繪提供重要參考。

激光和雷達技術在測繪地理信息中的作用十分突出，具有立體性、透徹性等優勢。在應急測繪體系中，激光與雷達技術的應用主要針對一些礦藏開采、山體工程、隧道工程的突發事件，技術人員會優先對礦山或普通山體進行監測，采用雷達技術分析山體內的具體情況，確保工程安全。一旦工程存在危險會立即啟動應急方案，應急測繪會檢測山體隧道內部情況，分析塌方的位置、根本原因及其他影響因素，首先會用雷達設備對整體結構進行檢查并給出三維圖像，明確塌方位置，再利用激光技術明確受災范圍，了解實際距離后制定計劃展開救援。隨著我國西部大開發進度的不斷擴大，激光雷達技術的應用主要傾向于地形復雜區域的公路、高鐵等交通設施建設，但由于環境原因導致勘察任務落實困難，且與工程周期的矛盾也逐漸凸顯出來。在這種情況下，我國將測繪地理信息中激光雷達技術應用于航測，能夠克服惡劣環境、地表植被等因素的影響，使得數據采集更加便利。例如在我國地震多發帶，能夠應用機載激光雷達技術對高海拔區域實施全天候的追蹤與拍攝，實現高效的緊急救援工作。該技術能夠進一步突破傳統勘察的局限性，改變勘測模式實現高精度信息的獲取。

激光雷達采集技術中的相關數值如下所示：最高脈沖頻率820kHz，最大掃描頻率200Hz，手持激光可測距離為200m以內，精準度在2mm以內;工業激光測距在0.5-3000m左右，精度在50mm以內。該技術適用于多種場合，如地面、車上、固定平臺以及技術人員的手中，均能實現精準穩定測量，數據信息誤差小。將測繪地理信息中的激光與雷達技術應用于應急測繪中，將電脈沖變為光脈沖對目標位置發射，再由收光機將光脈沖轉化為電脈沖傳回顯示器，能夠及時了解目標的內部構造，判斷災害原因，為應急測繪提供數據支撐。工作人員會按照圖紙中的示數來對塌方位置進行清理，重新評估工程設計，提升可行性。激光雷達技術的缺陷在于受環境因素的影響較大，由于光脈沖會受到陰雨、濃霧天氣的影響，導致傳播距離受限，且波束極為狹窄。若應急測繪技術中所采集數據存在誤差，則會嚴重影響工程或救援的進度，對人們的生命安全造成威脅，因此，激光雷達技術德育應用能夠進一步縮短誤差，極大程度上降低突發事件的危害性[3]。

3.1.3地面系統數據采集

地面系統主要包括三項內容，其一是通訊系統，主要用于人員、設備的信息交流，確保指令執行的時效性;其二是GPS定位系統，在發生突發事件后能夠及時匯報位置信息，再通過相關技術對該位置進行監測;其三是高清攝像機，能夠利用定位系統和通訊系統傳輸災害現場的圖像視頻。這一技術的應用能夠為應急測繪系統提供精確的現場實況，根據實際情況優化救援策略，開展指揮工作。

3.2數據處理技術

應急測繪中的數據處理主要依托于測繪地理信息中的可計算應急測繪案例技術，以實現對目標數據的分析與處理，并調用以往數據和經驗提升測繪精準度。將目前已有的經驗應用于其中，實現對網絡資源和數據的整合，同事要考慮到急測繪場景的特殊性，需要優化數據建立符合現場的模型，其中包括元數據、服務節點、組合內容以及空間數據集這四個部分。首先，元數據負責快速搜索信息并定位，滿足數據處理工序的時效性，建立決策模型輔助應急測繪，亦可用于信息檢索。其次是服務節點，能夠根據預處理數據的差異形成不同的任務節點，緩解數據分析的壓力，重新規劃信息資源形成多元化的服務組織結構。再次是組合內容，能夠展示數據的內在邏輯關系，協調任務點，表現順序耦合、并行耦合以及循環耦合等表達形式，為抽象鏈接提供給具體參數，最后是空間數據集，被作為數據處理系統的平臺服務庫，能夠調動任務節點和元數據完成輔助集成建模，根據數據屬性為應急測繪展開數據分析與處理。

3.3數據服務平臺

在應急測繪體系中，相關部門進行數據整合和策略分析的主要載體為信息平臺，在平臺中會顯示突發事件類型，并為部門提供詳細的數據作為相關決策的參考量，做到統籌兼顧合理分配物資。一般來講，測繪地理信息應用于應急測繪平臺中的技術較多，且具有各自的特點，具體作用如下：

（1）電子地圖數據。在應急測繪中，能夠讓相關部門及時了解事故地區的土地詳細情況。電子地圖數據在平臺的應用主要滿足救援隊伍的地物信息需求，還原災害情況，并實時向公眾發布信息提高警惕，該技術在應急測繪體系中屬于實用數據技術。

（2）三維精細化模型數據，應用三維技術能夠還原受災地面的場景，如建筑物、地下室等活動空間，同時確保數據真實可靠，所展示信息十分全面精準。在應急測繪中，能夠及時反映區域三維空間模型，為應急決策提供有力幫助。1A3419FC-6A12-4C1F-90D8-0C9B6DF905EA

（3）信息服務平臺地址數據。涵蓋多種服務類型，在應急測繪體系中能夠展示地形、受災區域的具體交通信息、居民區情況等，及時對區域進行定位，再結合電子地圖為等待救援人群和救助隊伍提供詳細參考數據，使其能夠及時采取應對措施處理災區問題[4]。

3.4無人機技術

無人機技術是地理信息測繪中的重要技術之一，能夠做到實時監測。傳統的地理信息測繪所采用的勘察方式以人工為主，翻越高山、峽谷、峭壁等多種地貌環境，攜帶專用儀器完成勘查工作。但由于我國地形地貌的多樣性，勘察人員的安全難以得到保障，尤其一些人煙罕至或受災害影響嚴重的區域，危險系數更是成比例上升。而無人機技術的研發剛好解決這一問題，以其攜帶方便、體積小、操作簡單的優勢，能夠提升勘察質量降低安全風險，為應急測繪提供數據基礎。例如一些橫斷山、山崖等垂直度較高的地形，想要獲取山體信息優化應急測繪，只需在山底安全區域操作無人機即可完成對山體的多角度拍攝。該技術的應用使得測繪工作效率大大提升，同時避免了諸多問題。此外，無人機技術還能起到監測現場的作用，控制無人機并根據其傳回的數據了解人群、車輛動向和流量，從而科學制定計劃緩解踩踏、擁堵等情況，確保流通順暢。無人機技術在應急測繪監測中的應用主要針對規模較小的事件，能夠確保信息就精準，成本相對較低[5]。

結束語：綜上分析可知，測繪地理信息在應急測繪中的作用十分突出，能夠從數據采集、數據處理、平臺搭建等多個角度來優化應急測繪，是科技融合與發展的重要標志。在實際應用過程中能夠進一步提升應急測繪的科學性和執行效率，快速落實決策，為事故處理工作爭取更多時間。

參考文獻：

[1]周振發，王洪昌，劉恒飛.論測繪地理信息在應急搶險中發揮的作用——以翠宏山礦難為例[J].測繪與空間地理信息，2021，44（S1）：62-64.

[2]莊利有.測繪地理信息在應急測繪中的應用實踐與研究[J].工程建設與設計，2020（16）：253-254.

[3]陳慶賀.河南省測繪地理信息局開展應急測繪演練[J].資源導刊，2020（08）：48.

[4]范榮國，吳同星，彭松林.測繪地理信息在應急測繪中的應用分析[J].工程技術研究，2020，5（05）：53-54.

[5]馮夢龍.測繪地理信息在應急測繪中的應用實踐[J].華北自然資源，2019（05）：94+97.

作者簡介：鐘雪（1974-），女， 本科，助理工程師，從事測繪工作。1A3419FC-6A12-4C1F-90D8-0C9B6DF905EA