淺析環境應急管理信息系統設計

吳義波

（廣東省環境信息中心，廣東 廣州 510000）

環境保護是重要的民生問題，是促進我國社會經濟和城市生態環境的可持續發展的重要舉措。但在城市經濟發展過程中，由于自然因素或人類違法環境法規的社會活動等行為，容易在短時間內發展突發環境事件，不僅會造成較大范圍的生態環境破壞和社會財產的損失，而且突發環境事件也是社會矛盾集中爆發的導火索，若沒有進行有效的控制，很可能引發群體性事件，嚴重影響社會的和諧穩定。因此，建立環境應急管理信息系統就顯得十分必要了。環境應急管理信息系統主要是通過信息化技術手段來對突發環境事件進行信息管理、事態預測和應急決策的系統，能夠為決策者提供科學的、合理的應急處理方案和指揮調度信息化解決方案，并為事件的后期處理提供必要的保障。

1 系統需求

某地區成立了環境應急機構，環境監察局自動監控中心開始投入使用，初步建立起環境應急事件反應體系。但是，由于缺乏有效的信息化系統的支持，在實際的應用中，存在不少問題。如現場信息報送不及時、不準確、不完整；信息的綜合處理能力不夠強，過多的依靠人力來完成事故的分析、評測等。因此，為進一步加強環境應急響應能力，提高突發環境事件的處置水平，做到迅速反應、積極處置，能夠及時為應急指揮決策提供科學合理的技術支持，因此，該局建設了環境應急管理信息系統，以達到事故響應的高效、及時、準確、科學。

2 系統建設目標

環境應急管理信息系統是結合信息化技術手段來應對突發環境事件的綜合性的信息管理、事態預測、應急決策系統。它的目標一是要建立內容豐富的信息資源網絡；利用自動化監控和數據采集系統、多媒體技術、地理信息系統、遙感技術和網絡技術，及時、準確、全面地顯示和記錄信息。在緊急情況發生時，可以快速地通過視頻、聲音、電子地圖了解事態的發展狀況。二是建立面向應急處理的信息管理系統:建立危險物品信息庫；利用先進的軟件和數據庫技術，建立危險預警、接警、出警機制；建立現場信息采集機制、污染物擴散模型、輔助決策模型，輔助領導快速作出科學決策以及實施應急行動。

3 系統結構設計

環境應急管理信息系統由計算機局域網絡、各類環境專業數據庫、地理信息系統、車載無線數據傳輸系統、視頻實時傳輸及大屏幕顯示系統、輔助決策系統等多個子系統組成。

系統結構的第一層是現場信息接收、環境突發事件數據查詢、應急指揮調度，用于收發事件信息、各方面協同指揮調度；第二層是事件數據信息處理、數據分析，為決策人提供輔助決策；第三層是數據支持，即具體的環境專業數據庫、數據事物處理過程、網絡協議、接口等的技術層。

圖1 數據集成流程

4 系統設計路線

環境應急管理信息系統基于GIS及高分辨率衛星遙感影像，以涉及環境應急事件的各類數據庫及功能模塊為核心（包括環境背景數據庫、空間數據庫、環境應急專項數據庫、氣體污染物動態擴散模型、水體污染物動態擴散模型、指揮決策等功能模塊），結合現場應急監測車的視頻采集設備提供的視頻信息，在終端為決策者提供全面、準確、動態的事件信息。

（1）系統的開發嚴格遵循國家環境信息化標準規范，采用開放性框架體系，支持B/S模式。

（2）采用GIS作為系統的基礎平臺，實現空間與非空間信息資源的有效整合，能以二維圖形化的方式表現環境應急事件發生的時空分布情況、事故演變狀況。

（3）系統采用關系數據庫SQLSERVER2005以及對空間數據支持良好的ArcSDE來實現系統中不同類型數據的有效存儲、維護和管理，提供統一的數據存取接口，實現數據的發布、交換與訪問機制。

（4）系統平臺與應急反應指揮車的GPS定位、無線數據傳輸、現場視頻采集設備進行整合（由平臺提供公共服務接口），全方位獲取實時數據，真實反映事件的進展狀態，為決策者提供可靠的信息。

（5）系統整體結構體現出層次化與模塊化，使得開發過程分步、有序完成，對于今后的修改與完善也將帶來便利。

5 系統數據庫設計

根據環境管理工作的實際情況以及環境突發事件應急管理的需要，系統建立環境背景數據庫、環境應急專項數據庫及全市范圍的空間數據庫。

5.1 數據庫存儲邏輯

因為系統以GIS為基礎，根據空間數據的結構特征，在數據組織方面采取如下措施:

（1）空間數據采用ArcSDE實現空間數據的存儲與管理。

（2）環境背景數據庫等非空間信息數據庫采用關系數據庫SQLServer2005實現存儲，并按照樹狀結構建立索引，通過地理編碼與空間數據實現連接；

泄漏曲線的測定：稱取5 g預處理的樹脂，濕法裝柱，用一定濃度的花色苷溶液進行吸附，流出液用接收器接收，每10 mL收集一次流份，測定其濃度，當流出液的濃度達到上樣液濃度的 1/10時認為已經有花色苷類物質透過，停止上樣，繪制泄漏曲線。

（3）基于GML的優越性，系統通過GML文件實現空間數據與非空間數據的動態集成。

5.2 數據庫集成設計

在環境應急事件中，往往涉及多個方面的數據信息，但在數據的使用過程中，又要做到數據的統一調配，因此必須把相關的數據信息進行集成。但由于數據屬性存在差異，需要對數據進行協調處理與集成。在該系統中數據庫集成與整合的流程如圖1所示，大致包括數據提取、數據轉換和數據入庫與更新。

5.3 數據庫內容設計

系統內數據庫的具體建設內容包括:

（1）遙感影像:包括全市范圍多光譜合成的真彩色高分辨率遙感正射影像數據、全市范圍多光譜合成的遠紅外高分辨率遙感正射影像數據；

（2）環境背景數據庫:人口分布、森林綠地資源、飲用水源、環境監測、污染源、建設項目、環境監察、排污申報、在線監控等方面數據；

（3）環境突發事件專題數據庫:環境突發事件實時監測數據、現場視頻等多媒體數據、專家知識庫等，具體包括以下信息。

危險源信息:包括企業名稱、企業地理位置、危險源種類、名稱、位置、數量等；

相關危險品信息；

告警與預警信息:包括告警與預警事件的名稱、類別、時間、緊急度、事件發生空間位置、事件影響的空間范圍等；

環境污染事件信息:環境污染事件的名稱、類別、性質、演變歷史（包括污染影響的空間范圍的演變史）；

處置措施信息:措施的名稱、類別、時間、地點、結果等；

河流與氣象信息:流速、流量、流向、水溫、降水、風力、風向、氣溫、時間、地點等；

應急人員信息:包括指揮人員、專家、環境監測人員、輔助人員等的姓名、性別、工作單位、職務、職稱、居住地點、聯系方式等；

應急物資信息:類別、數量、存放地點等；

應急設施信息:類別、數量、位置等；

以往應急事件及救險的實例與演習實例、應急預案等。

6 系統軟件平臺主要功能

（1）系統根據環境突發事件嚴重性、緊急程度和可能波及的范圍進行四級預警表示，預警級別由低到高，顏色依次為綠色、黃色、橙色、紅色。并根據事態的發展情況和采取措施的效果，對預警顏色進行升級、降級或解除；

（2）污染擴散發生時，系統根據實地采集的氣象數據（如風速、風向、河流流速、流量）進行多個時間段的模擬，用圖形效果顯示污染的擴散過程，并根據需要顯示預警區面積、居住人口等相關信息，以及出現緊急事件時需要疏散的人口數量、逃生路線、污染區內敏感區域及區域負責人聯系方式等信息；

（3）根據相關數據快速生成事故現場環境質量模型并提供應急專題地圖，以便使決策者直觀地了解污染物的空間和時間分布情況，為最終做出正確的調度與指揮方案提供技術保障；

（4）根據環境事故實際狀況快速生成應急處置方案，提供向導式應急指揮功能，供決策者參考。

結語

在城市環境保護過程中，通過環境應急管理信息系統的開發和應用，可以進一步提高地區環境突發事件的處理水平，并且系統通過綜合分析相關數據庫中的知識和數據，可以將分析結果以圖像或模型的形式呈現在決策人員面前，為決策者提供一個直觀的、科學的應急處理方案，同時也為環境突發事件后期的處理提供了必要的保障。

[1]賀延偉，劉鵬剛.化工園區突發事件應急管理信息系統研究 [J].安全與環境工程.2012（02）.

[2]袁浩川，劉應.突發事件應急管理信息系統建設研究[J].管理觀察，2011（01）.