山西省地理信息應急服務系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

衛(wèi)東

(山西省綜合地理信息中心，山西太原030001)

山西省地理信息應急服務系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

衛(wèi)東

(山西省綜合地理信息中心，山西太原030001)

在應對和處置重大突發(fā)事件的過程中，地理信息能直觀形象地表達和記錄災害與突發(fā)事件的時空分布和過程，準確快速地部署應急預測預警，實施決策指揮及災后重建等各項工作。針對山西省應急管理的各項工作需求，給出了支持應急地理信息快速處理、快速分發(fā)服務，以及能夠支持應急響應、災害評估和災后重建工作應急服務系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)。

地理信息公共服務平臺;應急綜合數(shù)據(jù)庫;災害管理;應急地理信息分發(fā)服務

一、引 言

山西省是受自然災害影響較為嚴重的地區(qū)之一，地震災害、地質(zhì)災害、水旱災害、氣象災害等時有發(fā)生;山西省又是事故災難頻發(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有發(fā)生。各級政府部門在應對和處置重大突發(fā)事件的過程中，需要利用地理信息來直觀形象地表達和記錄災害與突發(fā)事件的時空分布和過程，準確快速地部署應急預測預警、實施決策指揮及災后重建等各項工作。因此，地理信息成為政府應急救助指揮、搶險救援、災情評估和處置重大突發(fā)事件必不可少的重要工具和基礎性保障。

建設山西省地理信息應急服務系統(tǒng)，滿足8至24小時內(nèi)為特大突發(fā)事件提供全方位的地理信息應急服務，是整合現(xiàn)有應急信息，完善突發(fā)公共安全事件保障體系，加強防災減災和應對突發(fā)公共事件的迫切需要，目前該系統(tǒng)已納入山西省應急體系建設“十二五”規(guī)劃重點建設項目中。

二、應急服務系統(tǒng)總體框架設計

可依托山西省地理信息公共服務平臺，集成應用遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、網(wǎng)絡通信等高新技術，建立本省地理信息應急服務系統(tǒng)，為本省突發(fā)公共事件應急工作提供實時、高效、全方位的地理信息服務保障。該系統(tǒng)總體架構分別由運行層、數(shù)據(jù)層、服務層及應用層4部分構成(如圖1所示)，并以技術標準與規(guī)范、質(zhì)量控制與檢查構建服務質(zhì)量保障。

項目建設包括4個方面的內(nèi)容：應急地理信息數(shù)據(jù)快速處理集成、應急綜合地理信息數(shù)據(jù)庫、應急地理信息快速分發(fā)服務、應急保障地理信息綜合服務。

應急地理信息數(shù)據(jù)快速獲取與集成是通過影像快速糾正、重要地理要素變化快速識別及采集，從而完成應急保障地理信息數(shù)據(jù)的快速更新，進而實現(xiàn)災害信息的空間化整合。應急綜合地理信息數(shù)據(jù)庫，通過調(diào)用山西省地理信息公共服務平臺的基礎地理信息服務，形成應急相應各專業(yè)部門專題數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)對應急綜合信息的集成管理。應急地理信息成果服務主要包括數(shù)據(jù)成果和制圖成果兩部分，以實現(xiàn)成果快速提供。應急地理信息綜合服務，針對應急搶險救災、災情評估綜合分析、恢復重建規(guī)劃3個階段的要求開發(fā)相適應的地理信息綜合服務功能，建立應急地理信息現(xiàn)場會商系統(tǒng)，實現(xiàn)信息交互、現(xiàn)場指揮等。

三、應急服務系統(tǒng)技術實現(xiàn)

1.應急地理信息快速處理集成

在應對突發(fā)公共事件過程必須及時了解受災區(qū)域的情況，因此實時獲取高分辨率航空、航天影像以直觀、清晰、準確地反映受災區(qū)域的地理信息狀況，是應急救援、抗災減災的重要基礎保障。可通過航空、航天遙感及無人機手段獲取應急區(qū)域的影像數(shù)據(jù)，并基于應急地理信息快速處理控制點數(shù)據(jù)庫，進行影像快速糾正、多時相遙感影像變化監(jiān)測及變化信息提取，以便為應急工作提供基礎保障 服務。

圖1 山西省地理信息應急服務系統(tǒng)總體框架

實現(xiàn)影像快速糾正重點是建立影像控制點庫，并將影像控制點屬性信息和圖像信息一體化存儲管理，以實現(xiàn)影像控制點資料的快速獲取，從而能方便地提取控制點來實現(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?；谟跋窨刂泣c庫的遙感影像幾何精糾正流程如圖2所示。

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

2.應急綜合數(shù)據(jù)庫

應急綜合數(shù)據(jù)庫是由山西省地理信息公共服務平臺提供的基礎地理信息服務、專題信息數(shù)據(jù)庫、綜合數(shù)據(jù)信息庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)及相應的標準保障體系等內(nèi)容構成的。

其中，山西省地理公共服務平臺是應急基礎地理數(shù)據(jù)服務的基礎，包括地理實體、地名地址、線劃電子地圖、影像電子地圖、高程、興趣點(POI)等內(nèi)容，并逐步補充三維建筑物模型、街景及各類專題數(shù)據(jù)等服務，并提供符合國家標準的WMS、WFS、WCS與WMS-T等服務接口。應急專題數(shù)據(jù)庫主要有兩類數(shù)據(jù)，來源于各政府部門，第1類為GIS圖層，按照平臺的數(shù)據(jù)庫規(guī)范對這些數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一的標準化，包括屬性結(jié)構的標準化、坐標系統(tǒng)的標準化，及標準化后入專題庫;第2類為各部門行業(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平臺提供的地址匹配引擎進行空間化處理后進入專題庫。

圖2 基于影像控制點庫的遙感影像幾何精糾正流程

3.應急地理信息快速分發(fā)服務

在處理突發(fā)事件中，各類應急專題地圖能直觀反映突發(fā)公共事件為主題，是應急指揮、應急救援以及災害評估規(guī)劃工作的重要工具。針對不同事件(如地震、地質(zhì)災害、森林火災等)設計災害制圖自適應動態(tài)模板，建立災害專題圖模板庫，并按照應急制圖對快速、簡捷、主題突出的特殊需求，以山西省地理信息公共服務平臺提供的矢量電子地圖服務、DEM暈渲圖服務、三維服務及影像地圖服務形成地理底圖，加載各專業(yè)部門的專題數(shù)據(jù)，以滿足對專題信息的標注展現(xiàn)，從而形成各種專題圖產(chǎn)品，最后通過快速出圖設備快速輸出，以滿足應急快速出圖工作的需要。圖3是運用災害可視化制圖表達技術制作地震專題圖的流程。

圖3 地震專題圖制圖

4.應急保障地理信息綜合服務

應急保障地理信息綜合服務系統(tǒng)根據(jù)突發(fā)事件響應和在線服務的需求，以山西省地理信息公共服務為基礎，為應急搶險救災、災情評估綜合分析、恢復重建規(guī)劃等3個階段提供地理空間數(shù)據(jù)集成展示和分析平臺，同時實現(xiàn)應急現(xiàn)場會商和信息交互。應急綜合服務系統(tǒng)總體結(jié)構圖如圖4所示。

(1)面向搶險救災，實現(xiàn)應急搶險救災與現(xiàn)場

指揮調(diào)度

在搶險救災階段，各級領導及專家迫切需要了解受災區(qū)域災情，基于Web及多元信息通信技術，實現(xiàn)應急會商、信息瀏覽、查詢定位、數(shù)據(jù)采集與上報、預測預警、態(tài)勢推演和智能輔助方案等工作。應急會商基于多傳感器信息處理、集成和無線通信技術，為應急現(xiàn)場指揮提供便攜數(shù)據(jù)庫、現(xiàn)場綜合信息采集傳輸、協(xié)同標繪、視頻會商、地理信息綜合分析應用服務等保障。

(2)針對災情評估，實現(xiàn)災情評估綜合分析

應急評估記錄突發(fā)事件的應急處置過程，按照評估模型對應急過程前的應急能力、過程中的及時性、過程后的有效性進行分類和綜合評估，生成評估報告。以提高突發(fā)事件應急處置過程后期對突發(fā)公共事件損害及影響的評價能力。如地震事件中通過集成災區(qū)地理環(huán)境、地質(zhì)環(huán)境、災區(qū)災情、災害損失評估、災害應急響應等方面的多類型地理數(shù)據(jù)，可以便于災害評估專家深入了解災害的空間分布，進行受災情況的多因素疊置比對，擴展受災損失程度的量化研究。

(3)支持災后恢復，實現(xiàn)重建輔助規(guī)劃

災后重建是一個長期的過程，制定災后恢復重建總體規(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)劃成果標示到二維或三維環(huán)境中，為災后重建總體規(guī)劃提供可視的解決方案，讓災后重建的相關部門、研究人員、公眾方便地查詢和分析相關數(shù)據(jù)及災情信息，為重建工作提供必需的資料，并記錄災區(qū)歷史變遷、災區(qū)的經(jīng)濟和社會重建恢復歷程，能與地防災減災工作有效結(jié)合，為減災工作提供借鑒。

圖4 應急綜合服務系統(tǒng)總體結(jié)構圖

四、結(jié)束語

山西省應急地理信息服務系統(tǒng)項目的建設，將彌補山西省應急體系中的不能及時獲取、整合相關應急專題信息等薄弱環(huán)節(jié)，為山西省應急指揮所涉及的信息維護和管理、數(shù)字預案、輔助決策、綜合統(tǒng)計與分析等提供工具。項目建成后，可以提高應急指揮的及時性、準確性、科學性，減少因各類突發(fā)事件導致的經(jīng)濟損失，確保山西省應急管理工作更上一層樓，從而減少人民生命及財產(chǎn)損失，對促進和諧社會建設，具有重要的社會效益和經(jīng)濟效益。

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

［2］ 耿國梁，朱曉華.地理信息系統(tǒng)技術在防災減災中的應用和前瞻［J］.災害學，2000，15(4)：73-77.

［3］ 陳軍，蔣捷，周旭，等.地理信息公共服務平臺的總體技術設計研究［J］.地理信息世界，2009(3)：7-11.

［4］ 賈文玨，龔健雅，李斌.Web要素服務的優(yōu)化方法［J］.測繪學報，2005，34(2)：168-174.

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，高級工程師，主要從事地理信息研究工作。