張鴻儒

（1.湖南省第三測繪院,湖南 長沙 410007）

根據(jù)國家及其他省份的建設經(jīng)驗，結(jié)合《湖南測繪應急保障預案》及《湖南省測繪地理信息“十三五”規(guī)劃》中對測繪應急保障提出的要求[1-4]，建立測繪應急保障快速供圖服務系統(tǒng)，打造快速化、標準化、定制化的地圖服務新常態(tài)。

1 總體思路

應急事件處置中首要強調(diào)的是時效性，時間對于了解事件影響范圍、減少損失、挽救人民生命財產(chǎn)安全具有極為重要的意義，因此測繪應急保障工作中對于圖件的提供也突出在“快”上，同時要求使用專業(yè)的地圖語言、地圖表示方法，具備可讀性和美觀性[5]。根據(jù)事件發(fā)生后不同時間段對測繪應急保障服務內(nèi)容的不同需求，可以將測繪應急保障服務分為以下幾個層次：

1）應急啟動階段：提供事發(fā)區(qū)域的行政區(qū)劃圖、交通圖、地形圖等。在最短的時間內(nèi)為決策者提供事件發(fā)生地的第一手基本圖件資料，便于第一時間了解和確定事件的發(fā)生區(qū)域、影響范圍及周邊情況[5]。

2）救援處置階段：提供用作應急指揮圖底圖的地形圖、救災專題地圖，為搜救人員、開展醫(yī)療救治和衛(wèi)生防疫、安置受災群眾、搶修基礎設施、加強現(xiàn)場監(jiān)測、防御次生災害、維護社會治安、開展社會動員等方面提供應急地圖支持，輔助決策者制定救援計劃。

3）災害評估階段：提供損失評估專題圖，根據(jù)事件發(fā)生地現(xiàn)場調(diào)查的受災范圍、受災人口、人員傷亡數(shù)量、房屋倒損、基礎設施損毀、生態(tài)環(huán)境損毀等信息，制作損失評估專題圖，便于決策者開展災害損失評估。

4）恢復重建階段：提供恢復重建規(guī)劃專題圖，通過多種表達手段表示事件救援結(jié)果及事發(fā)地恢復情況，對于重大、較大、一般災害發(fā)生后，增加災后恢復重建規(guī)劃等信息，為后期恢復重建提供基礎。

針對應急事件處理流程及不同的響應層次，在充分分析應急事件響應需求和應急效率的基礎上，結(jié)合我省現(xiàn)有的地理信息資料及數(shù)據(jù)及時獲取能力，制定應急快速服務流程，根據(jù)流程先期完成測繪資料的分類、整合、管理，并開發(fā)數(shù)據(jù)庫管理及快速制圖軟件實現(xiàn)快速出圖服務，最終建立起一套完整的測繪應急保障快速供圖服務體系。

圖1 測繪應急保障快速供圖服務體系

2 體系建設

2.1 多級多尺度地圖數(shù)據(jù)庫建設規(guī)范制定

在分析不同來源、不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、不同比例尺度數(shù)據(jù)基礎上，以《基礎地理信息要素分類與代碼》[6]及地圖制圖綜合規(guī)則為基本參考，制定多級多尺度地圖數(shù)據(jù)庫建設規(guī)范，明確快速供圖服務體系數(shù)據(jù)庫的數(shù)學基礎、數(shù)據(jù)組織方式、數(shù)據(jù)格式、要素分層、要素分類代碼、屬性項、屬性內(nèi)容、各級比例尺要素選取與綜合指標、要素間關系處理原則等，為數(shù)據(jù)庫建設及數(shù)據(jù)持續(xù)更新提供統(tǒng)一的標準與尺度。多級多尺度地圖數(shù)據(jù)庫建設規(guī)范包含1:50 000～1:1 000 000基礎地理底圖數(shù)據(jù)庫建設規(guī)范、行業(yè)專題信息數(shù)據(jù)庫建設規(guī)范、影像數(shù)據(jù)庫建設規(guī)范3個部分。

2.2 快速制圖符號系統(tǒng)及制圖模板設計

通過制作快速制圖符號系統(tǒng)及制圖模板，確定湖南省快速供圖服務體系地圖表達方式及圖件設計框架，達到5個基本比例尺顯示級別下任意區(qū)域、任意分幅方式快速制作專題圖件的目的。

1）快速制圖符號系統(tǒng)制作。以國家基本比例尺地形圖圖式圖例為參考，結(jié)合日常地圖印刷出版中符號設計方案，增補、修訂各符號參數(shù)，形成系列比例尺地圖圖式圖例規(guī)范，借助成熟的地理信息軟件，以要素分類代碼為匹配關鍵字制作形成應急地圖符號庫。符號庫包含基礎地理底圖符號庫及專題地圖符號庫兩個部分，基礎地理底圖符號庫主要規(guī)定基本地理要素的符號類別、線型、線寬、顏色、大小、填充樣式、注記大小、字體等；專題地圖符號庫以豐富符號表達為出發(fā)點，總結(jié)日常地圖編制中旅游、生態(tài)保護、地質(zhì)環(huán)境、地形地貌、經(jīng)濟發(fā)展、區(qū)域統(tǒng)計等專題地圖符號設計，充分運用點、線、象形符號、立體符號等擴展符號，優(yōu)化專題地圖表達方式。

2）制圖模板設計。以應急保障、行業(yè)應用為導向，制作多種專題應急制圖模板，包括分幅方式、圖廓整飾樣式、圖面整體風格、圖面布局、專題信息表達方式、非空間信息關聯(lián)等，針對不同的應用、不同的圖面載負量及信息表達提供多種解決方案。

2.3 多級多尺度地圖數(shù)據(jù)庫建設

通過對1:50 000基礎測繪數(shù)據(jù)、地理國情普查數(shù)據(jù)、天地圖·湖南平臺數(shù)據(jù)、民政部門界線及地名注記、交通路網(wǎng)數(shù)據(jù)、水系網(wǎng)數(shù)據(jù)進行選取、融合、整理與綜合，形成1:50 000～1:1 000 000萬多尺度地圖數(shù)據(jù)庫，為快速供圖服務體系提供全尺度的地理底圖數(shù)據(jù)；基于地質(zhì)災害防治、旅游、生態(tài)文化保護、城鄉(xiāng)規(guī)劃、經(jīng)濟發(fā)展、統(tǒng)計年鑒等數(shù)據(jù)，綜合運用時空數(shù)據(jù)庫技術、地理信息系統(tǒng)技術以及計算機技術，建立應急、災害、生態(tài)、農(nóng)林、旅游、社會發(fā)展等行業(yè)專題數(shù)據(jù)庫，為快速供圖服務體系提供各行業(yè)專題信息數(shù)據(jù)；通過坐標轉(zhuǎn)換、構(gòu)建影像金字塔、建立圖幅索引等匯總近5年 0.2～5 m分辨率影像數(shù)據(jù)，建立影像數(shù)據(jù)庫，為突發(fā)應急事件提供影像存量數(shù)據(jù)。

1）多尺度地理底圖數(shù)據(jù)庫建設。數(shù)據(jù)整理：對1:50 000基礎測繪數(shù)據(jù)、地理國情普查數(shù)據(jù)、天地圖?湖南平臺數(shù)據(jù)、境界及注記、交通路網(wǎng)、水系網(wǎng)數(shù)據(jù)進行選取、融合與整理，統(tǒng)一比例尺度，得到包含地形地貌、境界、交通、水系、管網(wǎng)、居民地、地名與注記七大要素的1:50 000地理底圖數(shù)據(jù)庫。

數(shù)據(jù)綜合：根據(jù)多級多尺度地圖數(shù)據(jù)庫建設規(guī)范，對1:50 000地理底圖數(shù)據(jù)進行分要素逐級縮編，得到1:100 000、1:250 000、1:500 000、1:1 000 000 地理底圖數(shù)據(jù)庫。

2）行業(yè)專題信息數(shù)據(jù)庫建設。結(jié)合以往數(shù)據(jù)庫建設經(jīng)驗及專題制圖中專題數(shù)據(jù)的表達需求，對各專題信息進行選取、融合與整理，形成標準、規(guī)范、統(tǒng)一的專題信息數(shù)據(jù)庫。對于有地理坐標的專題數(shù)據(jù)，通過坐標轉(zhuǎn)換、要素綜合，按圖層建立專題要素數(shù)據(jù)庫，對于沒有地理坐標的統(tǒng)計數(shù)據(jù)、圖形及文字信息，通過表格及文本索引的方式建立無坐標信息數(shù)據(jù)庫。

3）影像數(shù)據(jù)庫建設。通過地理國情普查、年度土地變更調(diào)查、集體土地確權(quán)登記、不動產(chǎn)基礎底圖數(shù)據(jù)生產(chǎn)等一系列項目的開展，湖南省基本形成覆蓋全省的、影像分辨率為0.2～5 m、獲取年限為2011～2016年的影像數(shù)據(jù)成果。建立影像數(shù)據(jù)庫時，首先對影像存量數(shù)據(jù)的空間參考、現(xiàn)勢性、分辨率、影像質(zhì)量等進行分析，對于空間參考不一致的通過坐標轉(zhuǎn)換的方式統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為2000國家大地坐標系，按照影像類型、分辨率、獲取年份等建立影像索引，并對全部影像構(gòu)建金字塔，形成包含多種分辨率及獲取年份的影像數(shù)據(jù)庫。

4）應急制圖知識庫建設。圍繞知識規(guī)則驅(qū)動快速制圖的核心理念，基于已有的制圖經(jīng)驗將不同尺度要素表達的內(nèi)容、指標、規(guī)范進行整理，針對要素選取、曲線化簡、境界編輯、水系編輯、注記編輯、專題編輯、圖廓編輯等工藝相關的專家經(jīng)驗值（例如居民地選取比例、河流化簡彎曲指數(shù)、水系漸變起始寬度、道路連通閾值、注記沖突處理策略等）進行梳理總結(jié)，建立制圖專家知識規(guī)則庫。

2.4 快速供圖服務系統(tǒng)研發(fā)

根據(jù)快速供圖服務體系建設需求，研發(fā)多尺度數(shù)據(jù)整合處理與建庫系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)成果展示與發(fā)布系統(tǒng)、應急地圖快速制圖系統(tǒng)。在多尺度地圖數(shù)據(jù)庫的支撐下，建立從地圖數(shù)據(jù)接收、整合、管理到編圖、出圖、發(fā)布、印刷為一體的完整生產(chǎn)技術體系，提高多尺度地圖數(shù)據(jù)庫建設與更新維護效率，顯著提升快速供圖服務能力，提供豐富、穩(wěn)定、可靠的在線地圖制圖和發(fā)布服務，滿足全省多部門、多行業(yè)的應急響應和多樣化需求，真正實現(xiàn)建設區(qū)域內(nèi)任意地點、任意范圍、任意尺度2 h快速出圖。

1）多尺度數(shù)據(jù)整合處理與建庫系統(tǒng)。應急數(shù)據(jù)整合處理與建庫系統(tǒng)基于ArcEngine和.Net技術搭建，支持動態(tài)擴展、個性化定制、多種操作同步運行，能夠?qū)睖y繪數(shù)據(jù)進行快速處理，并完成數(shù)據(jù)入庫，建庫數(shù)據(jù)類型包括紙質(zhì)圖件（含掃描圖件）、文本類資料、矢量數(shù)據(jù)、制圖數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)以及其他類型的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)由數(shù)據(jù)抽取模塊、空間數(shù)據(jù)標準化模塊、非空間數(shù)據(jù)空間化模塊、其他數(shù)據(jù)文件索引構(gòu)建模塊、矢量瓦片制作模塊、數(shù)據(jù)更新模塊和數(shù)據(jù)入庫模塊組成，具備數(shù)據(jù)提取、格式轉(zhuǎn)換、投影變換、專題報告空間化處理、多媒體、流媒體數(shù)據(jù)空間配準、索引創(chuàng)建、瓦片制作策略管理、瓦片處理、數(shù)據(jù)更新、數(shù)據(jù)入庫策略管理等功能。

2）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。采用CS/BS架構(gòu)，定制并部署應急測繪數(shù)據(jù)管理模塊，對分布式存儲的各種類型的應急數(shù)據(jù)，按照統(tǒng)一的標準規(guī)范案例應急數(shù)據(jù)目錄，按照統(tǒng)一的數(shù)據(jù)和服務接口進行集成管理，形成在物理上分布存儲、在邏輯上一體化集成應用的應急測繪數(shù)據(jù)庫建設、管理與應用模式。系統(tǒng)由數(shù)據(jù)庫運行管理模塊、數(shù)據(jù)備份模塊和數(shù)據(jù)庫維護模塊組成，具備數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)瀏覽、權(quán)限管理、日志管理、數(shù)據(jù)庫備份、數(shù)據(jù)回調(diào)、數(shù)據(jù)表空間維護、角色管理、數(shù)據(jù)庫運行狀態(tài)監(jiān)控、數(shù)據(jù)庫備份恢復等功能。

3）數(shù)據(jù)成果展示與發(fā)布系統(tǒng)。應急測繪數(shù)據(jù)成果展示系統(tǒng)主要用于制圖成果的服務發(fā)布，支持常用的KML、WMS、WFS地圖服務，以應急測繪的數(shù)據(jù)為基礎，利用多種模式集成展示應急測繪成果管理、成果分發(fā)服務和三維成果等應急區(qū)域的歷史與現(xiàn)狀。系統(tǒng)由應急測繪成果管理展示模塊、成果分發(fā)服務展示模塊和三維成果展示模塊組成，具備成果查詢、瀏覽、統(tǒng)計、分發(fā)成果查詢、瀏覽統(tǒng)計、可視化顯示、航跡模擬等功能。

4）應急地圖快速制圖系統(tǒng)。應急地圖快速制圖系統(tǒng)主要提供基于矢量瓦片數(shù)據(jù)的在線制圖Web APP以及直接調(diào)取應急基礎底圖數(shù)據(jù)庫實體數(shù)據(jù)的離線制圖模塊。在線制圖Web APP由在線應急制圖數(shù)據(jù)管理模塊、應急地圖元數(shù)據(jù)管理模塊、應急制圖模板管理模塊、地圖在線編輯模塊、高分辨率靜態(tài)地圖服務模塊組成，具備矢量瓦片數(shù)據(jù)管理、地圖在線編輯與輸出等功能，支持用戶上傳統(tǒng)計數(shù)據(jù)在線制作統(tǒng)計底圖；離線制圖模塊由災前專題地圖快速制圖模塊、災后專題圖快速制圖模塊、災后災情影像專題地圖快速制圖模塊組成，根據(jù)應急響應事件處理流程，提供多種專題圖制圖模板、疊加專題數(shù)據(jù)，快速制作災情專題圖，并與快速輸出終端連接，實現(xiàn)圖件的快速打印輸出。

3 結(jié) 語

根據(jù)以上思路，我省已基本完成《多級多尺度地圖數(shù)據(jù)庫建設規(guī)范（內(nèi)部通用稿）》的制定及多尺度地圖數(shù)據(jù)庫的建設，形成覆蓋全省的1:50 000～1:1 000 000地圖數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)開發(fā)也已進入功能整合階段。多級比例尺地圖數(shù)據(jù)庫的建立不僅可用于測繪應急地圖服務，在日常的地圖編制工作中，對于改善工作流程、提升工作效率也發(fā)揮了極大的作用；應急快速供圖服務系統(tǒng)前期的功能開發(fā)也已得到實際驗證，在2016年夏天湖南省內(nèi)的多起強降雨災害中，做到了2 h內(nèi)為相關部門提供事發(fā)地交通、地質(zhì)及水利等專題圖，為搶險救災提供了第一手資料，發(fā)揮了良好的輔助決策作用。下一步，將在現(xiàn)有工作基礎上，進一步加強及時數(shù)據(jù)獲取能力，拓寬與各專業(yè)部門數(shù)據(jù)的共享合作，不斷地豐富和完善各種測繪應急保障資源，提升快速供圖服務速度與效率，及時為政府應急相關部門提供全方位的測繪保障服務。