淺析應急數據快速處理系統

鄭巍

（遼寧省自然資源事務服務中心，遼寧沈陽 110032）

應急測繪，顧名思義，就是需要在規定的時間段內提供滿足需求的應急產品。目前基礎測繪產品質量控制體系設置，工序流程較長，自動化程度低，不支持多模式的應急測繪工作，處理數據速度和處理靈活性遠遠不能滿足應急工作的需要。所以開展應急數據快速處理系統研究與建設顯得尤為必要，這樣就能夠在突發事件發生后，第一時間獲取到各類型原始數據，通過相應的幾何糾正、高程地理信息提取、融合勻光勻色、集成分析提取等處理和分析，形成直觀、清晰、專業的應急測繪產品，提供有關單位使用。

一、系統組成

應急數據快速處理系統的數據主要包括各類傳感器獲取的影像數據，不同傳感器數據的處理能力和流程差異較大。結合應急測繪服務保障的需要，應急數據快速處理系統由5個子系統組成：航空遙感影像應急處理子系統、傾斜攝影應急處理子系統、衛星遙感影像應急處理子系統、應急地理信息提取子系統和地理信息空間分析子系統（圖1）。

圖1 應急數據快速處理系統組成

1.航空遙感影像應急處理子系統

具備處理常規不同幅面畫幅數碼面陣航空影像數據和視頻數據的能力，按需及時提供不同應急救援階段的應急測繪產品，包括快速拼接影像、數字正射影像、數字高程模型等應急成果，支持應急模式不同階段快速生產流程。

航空遙感影像應急處理子系統相對于常規航空遙感影像獲取與處理，具備快速處理與精細處理兩種功能，其中與常規航空遙感影像處理不同的是，為了加快快速處理過程，同時滿足相應的測量精度要求，首次提出了免像控低空遙感技術，采用RTK與PPK相結合，提供高精度POS數據，在對測區不做像控的條件下，使其輸出數字正射影像也能滿足精度要求，支持應急數據生產。

2.傾斜攝影應急處理子系統

具備處理傾斜攝影獲取的航空影像數據的能力，利用計算機多視幾何理論，能夠進行傾斜攝影空三加密、影像快速糾正和拼接、三維模型提取等。

傾斜攝影應急處理子系統相對于常規傾斜影像獲取與處理，提出了利用計算機多視幾何理論，共線條件方程不再按泰勒級數展開，所有計算均按代數幾何的方法直接矩陣進行，沒有線性化處理過程，可以輸出測區的三維模型，豐富應急測繪數據產品。

3.衛星遙感影像應急處理子系統

具備處理各種傳感器衛星遙感影像處理的能力，按需及時提供不同應急救援階段的應急測繪產品。

衛星遙感影像應急處理子系統相對于常規衛星遙感影像獲取與處理，采用了云服務平臺系統，具備海量數據接收管理和查詢功能，并且基于PCI-GXL的批量數據處理功能，達到了快速響應，并保證高精度、高效率、高質量的衛星遙感影像應用于應急測繪保障。

4.應急地理信息提取子系統

基于遙感數據和災情地區基礎地理信息成果，通過提供多用戶協同提取、半自動輔助提取、變化監測等多種手段，具有快速確定受災區域位置、范圍、各類地物受影響或損毀情況的能力。

應急地理信息提取子系統可通過監督分類或非監督分類等方法，采用全自動或半自動提取方式，雖然提取算法與方式上與常規地理信息提取基本一致，但是應急地理信息提取子系統更專注于快速確定受災區位置、范圍以及各類地物受影響情況，能夠及時反饋受災區相關地理信息，給減災救災提供地理信息保障服務。

5.地理信息空間分析子系統

采用空間統計與空間分析相結合的手段，針對不同類型災害開展應急測繪地理信息統計分析工作，為各類用戶及時提供應急測繪地理信息空間統計報表、空間分析報告等。

地理信息空間分析子系統可采用形態分析、覆蓋分析、鄰域分析、連接分析等技術手段，以區域化變量為基礎，借助變異函數，研究具有空間相關性的不同類型災害的空間位置與屬性特征，為減災救災及時提供應急測繪地理信息空間統計報表、空間分析報告等。

二、系統流程

應急數據快速處理系統分三個階段（圖2）。

1.應急數據快速（急速）處理階段

主要滿足各專業應急救援機構開展應急準備和應急決策對各種現場影像快速處理的需要。災后現場影像等數據獲取后，完成獲取影像快速拼接，生產災區的災情現場影像圖，根據實際需要，生產災區的應急數字正射影像和應急數字高程模型或應急數字地表模型數據，生產災區的大范圍立體影像數據。

2.應急數據精細處理階段

利用各種參考信息或少量的人機交互作業，生產精度更高的災區影像、數字高程模型和三維實景影像產品，主要滿足應急救援和災情評估階段的需要。如增加少量的控制信息或利用嚴格的空三加密處理，提高數字正射影像和數字高程模型數據的幾何精度和成果質量。

3.應急地理信息提取階段

通過災前災后影像對比、矢量與現勢影像對比等分析，結合部分半自動、自動化工具，提取災區損毀情況及災害體、次生災害的位置、范圍及分布情況。在此基礎上，基于統計方法和空間分析模型，對災害地理信息變化狀況進行統計，分析各類地物受影響情況及其空間分布特征，形成圖、表、報告形式的災情統計分析成果。

圖2 應急數據快速處理系統流程

三、結語

測繪地理信息在突發事件應急處置和防災減災中具有不可或缺的重要作用，成為了解災情、指揮決策、搶險救災、應對突發事件的科學工具和基礎數據，上述對應急數據快速處理系統的組成和流程的分析是基于本人長期的工作經驗總結，希望對同行建立應急數據快速處理系統提供一定的借鑒和參考。