文／北京市應(yīng)急指揮保障中心 陳利明 北京市應(yīng)急管理科學(xué)技術(shù)研究院 張玉昆

習(xí)近平總書記指出：“要加快遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用以及防災(zāi)減災(zāi)高技術(shù)成果轉(zhuǎn)化和綜合集成，建立國(guó)家綜合減災(zāi)和風(fēng)險(xiǎn)管理信息共享平臺(tái)，完善國(guó)家和地方災(zāi)情監(jiān)測(cè)、預(yù)警、評(píng)估、應(yīng)急救助指揮體系?！币虼耍褂脟?guó)產(chǎn)化地理信息平臺(tái)支撐應(yīng)急管理工作恰逢其時(shí)。地理信息系統(tǒng)（GIS）是研究采集、存儲(chǔ)、管理、分析、描述和應(yīng)用空間地理相關(guān)數(shù)據(jù)的技術(shù)，具有數(shù)據(jù)空間定位、數(shù)據(jù)分析、海量數(shù)據(jù)管理和可視化展示功能。GIS能夠整合各類地理信息、應(yīng)急資源、災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)等數(shù)據(jù)進(jìn)行展示和綜合分析，為安全生產(chǎn)、防汛抗旱、森林防火、地質(zhì)災(zāi)害等活動(dòng)提供空間支持，實(shí)現(xiàn)各類矢量、影像、DEM、三維等地圖數(shù)據(jù)資源的一張圖展示。

GIS在應(yīng)急管理中的作用

GIS因其特有的空間數(shù)據(jù)管理能力及強(qiáng)大的檢索查詢、空間分析功能，能為應(yīng)急管理業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)獲取信息并提供強(qiáng)有力的工作平臺(tái)和技術(shù)支撐。其主要作用包括：

GIS具有海量空間、屬性數(shù)據(jù)快速處理能力，提供空間數(shù)據(jù)和相關(guān)屬性數(shù)據(jù)的快速存取和管理功能，可實(shí)現(xiàn)災(zāi)害數(shù)據(jù)查詢、更新、統(tǒng)計(jì)、模擬分析和預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)；提供分層的可視化顯示、空間和屬性數(shù)據(jù)間的互動(dòng)查詢功能；提供多種空間決策功能，包括空間量測(cè)（距離、面積量算）、圖層管理（圖層顯示、激活）、緩沖區(qū)分析（范圍、距離）等。

除上述基本功能外，GIS還可與災(zāi)害分析預(yù)測(cè)模型相結(jié)合，如GIS與災(zāi)害擴(kuò)散模擬模型、元胞自動(dòng)機(jī)模型、專家知識(shí)系統(tǒng)等相結(jié)合，構(gòu)建智能化的應(yīng)急指揮調(diào)度系統(tǒng)。

GIS應(yīng)急管理過程中的綜合應(yīng)用

通用GIS服務(wù)

服務(wù)發(fā)布。支持高分辨率的影像數(shù)據(jù)、矢量數(shù)據(jù)、DEM數(shù)據(jù)、三維數(shù)據(jù)等地理空間數(shù)據(jù)服務(wù)發(fā)布，為防汛抗旱、森林防火、地質(zhì)災(zāi)害、生產(chǎn)安全的監(jiān)測(cè)與展示提供更高精度電子地圖技術(shù)支撐。

地圖服務(wù)。面對(duì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)、應(yīng)急指揮等業(yè)務(wù)場(chǎng)景，提供地圖服務(wù)功能，實(shí)現(xiàn)地圖數(shù)據(jù)的操作與展示。支持地圖拖拽、全圖顯示、多方協(xié)同標(biāo)繪、自由放大/縮小、固定比例放大/縮小、卷簾、鷹眼、地圖刷新和距離/面積量算等功能。

數(shù)據(jù)查詢。根據(jù)應(yīng)急指揮調(diào)度需求，可對(duì)災(zāi)害范圍、范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行空間查詢。

服務(wù)聚合。通過服務(wù)聚合可以將各處的GIS服務(wù)聚合為一個(gè)服務(wù)供用戶訪問，實(shí)現(xiàn)資源整合。將相同坐標(biāo)系的矢量、影像、DEM、三維地圖直接按照地理范圍疊加，疊加后的地圖可作為一個(gè)地圖服務(wù)供用戶訪問。

應(yīng)急一張圖可視化展示

信息接報(bào)。突發(fā)事件發(fā)生時(shí)，通過GIS地圖標(biāo)繪事件發(fā)生地點(diǎn)、影響范圍，加載聯(lián)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)圖像等。

GIS可視化展示。支持影像數(shù)據(jù)、地形數(shù)據(jù)、模型數(shù)據(jù)、矢量數(shù)據(jù)、二維地圖、帶有符號(hào)的三維場(chǎng)景等二三維數(shù)據(jù)發(fā)布，適應(yīng)不同類型終端訪問?？蓪?shí)現(xiàn)基礎(chǔ)地圖數(shù)據(jù)、救災(zāi)人員、救援車輛、受災(zāi)人員以及社會(huì)救援團(tuán)隊(duì)（個(gè)人）等數(shù)據(jù)在一張圖上展示，并提供導(dǎo)航服務(wù)和位置、路線服務(wù)功能。

應(yīng)急動(dòng)態(tài)標(biāo)繪。基于一張圖的協(xié)同標(biāo)繪，可實(shí)現(xiàn)應(yīng)急指揮過程中的跨層級(jí)、司局、部門動(dòng)態(tài)標(biāo)繪、協(xié)同處置。

應(yīng)急事件輔助分析。基于Web的多種空間分析服務(wù)，可按需提供各種空間分析功能。

態(tài)勢(shì)展現(xiàn)。通過GIS將突發(fā)事件的發(fā)展過程、處置過程以時(shí)間先后順序展現(xiàn)在地圖上，使用事件模型，在地圖上模擬出事件的發(fā)生、發(fā)展、結(jié)束的狀態(tài)，分析事件發(fā)展態(tài)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)態(tài)勢(shì)展現(xiàn)、態(tài)勢(shì)推演及事件回放等功能。

危險(xiǎn)評(píng)估與規(guī)劃。通過GIS空間定位，對(duì)各種可能發(fā)生的突發(fā)事件進(jìn)行分析評(píng)估，在空間上確定危險(xiǎn)源區(qū)域與需要重點(diǎn)保護(hù)的區(qū)域，并分析評(píng)估突發(fā)事件帶來的直接影響和間接影響，得到突發(fā)事件區(qū)域內(nèi)的風(fēng)險(xiǎn)概況。

應(yīng)急指揮調(diào)度管理

現(xiàn)場(chǎng)信息管理?？梢赃M(jìn)行災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)信息的實(shí)時(shí)查看以及歷史信息的查詢顯示。

應(yīng)急預(yù)案管理。將應(yīng)急預(yù)案中的人員、物資、設(shè)施、實(shí)施等通過GIS手段在地圖上顯示，并按照時(shí)間進(jìn)行演進(jìn)，形成真正空間化的應(yīng)急預(yù)案。

應(yīng)急態(tài)勢(shì)展示。將災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)情況以圖、表等形式進(jìn)行展現(xiàn)，輔助應(yīng)急指揮會(huì)商和決策。

應(yīng)急資源管理?；诘貓D，對(duì)救災(zāi)物資、救災(zāi)人員、救援車輛、專家?guī)斓葢?yīng)急資源進(jìn)行可視化展示。

應(yīng)急指揮調(diào)度?；谝粡垐D，實(shí)時(shí)展示災(zāi)害事故現(xiàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)，通過智能輔助系統(tǒng)可獲取應(yīng)急處置參考方案，實(shí)現(xiàn)基于GIS的應(yīng)急救援指揮調(diào)度。

應(yīng)急過程監(jiān)督管理?？蓪?duì)災(zāi)害發(fā)生后的應(yīng)急啟動(dòng)、應(yīng)急過程、技術(shù)會(huì)商、應(yīng)急結(jié)束、應(yīng)急案例庫(kù)管理、信息發(fā)布等全過程進(jìn)行管理監(jiān)督。

災(zāi)后恢復(fù)。基于GIS的空間分布，全面了解災(zāi)后的人口、空間、經(jīng)濟(jì)等受損失情況，為災(zāi)后恢復(fù)重建提供可視化支持。

典型應(yīng)用場(chǎng)景

森林防火

利用GIS展示不同比例的森林地形圖，構(gòu)建森林火災(zāi)檔案、森林防火帶、森林消防瞭望塔分布圖、森林防護(hù)林人員分布圖以及林業(yè)資源信息等數(shù)據(jù)，為森林防火體系提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)專題圖支持。

當(dāng)發(fā)生森林火災(zāi)時(shí)，通過衛(wèi)星遙感、航拍、無人機(jī)、巡邏隊(duì)伍等途徑，獲取火場(chǎng)情況。根據(jù)林業(yè)分布、可燃物分布、水源分布、地形地勢(shì)、風(fēng)速和方向，建立基于GIS的火災(zāi)蔓延數(shù)學(xué)模型，分析火場(chǎng)邊界，計(jì)算防火道。同時(shí)，通過地理信息系統(tǒng)分析最優(yōu)的救火路線，確定需投入的消防人員數(shù)量、設(shè)備支援等情況，為森林防火撲救提供科學(xué)、全面的可視化展示并得出最佳的撲救方案。

防汛抗旱

利用GIS展示降水、氣溫等致災(zāi)因子數(shù)據(jù)，地形、地貌等運(yùn)載環(huán)境數(shù)據(jù)，結(jié)合水文實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，建立防汛抗旱三維模型，模擬不同降水條件下，洪澇、干旱等災(zāi)害發(fā)生場(chǎng)景，模擬洪澇淹沒過程、臺(tái)風(fēng)路徑，為防汛抗旱提供有力支持。

當(dāng)發(fā)生洪澇時(shí)，可對(duì)洪澇等級(jí)、各河道水庫(kù)等基本要素的可視化和詳情查詢，對(duì)洪水淹沒過程進(jìn)行三維仿真演示，進(jìn)行洪澇損失的預(yù)判，開展歷史相似洪澇的損失對(duì)比分析，結(jié)合救災(zāi)物資、救災(zāi)人員等分布，形成應(yīng)急指揮調(diào)度方案。

當(dāng)發(fā)生臺(tái)風(fēng)時(shí)，接入臺(tái)風(fēng)相關(guān)數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)地理信息等數(shù)據(jù)，對(duì)當(dāng)前發(fā)生臺(tái)風(fēng)的路徑、中心氣壓、移動(dòng)速度、移動(dòng)方向、風(fēng)力、風(fēng)圈半徑、影響區(qū)域等臺(tái)風(fēng)基本要素進(jìn)行可視化，同時(shí)對(duì)臺(tái)風(fēng)引起的降水、海浪、風(fēng)暴潮分布等進(jìn)行展示分析，將房屋、交通設(shè)計(jì)、人口分布等臺(tái)風(fēng)影響區(qū)承災(zāi)體進(jìn)行可視化展示，對(duì)本次臺(tái)風(fēng)的損失進(jìn)行預(yù)判。結(jié)合救災(zāi)物資、救災(zāi)人員等分布，形成應(yīng)急指揮調(diào)度方案。

地質(zhì)災(zāi)害

某省地質(zhì)災(zāi)害防治信息平臺(tái)，搭建了應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)框架及相應(yīng)的技術(shù)開發(fā)規(guī)范，建立數(shù)據(jù)服務(wù)管理、標(biāo)準(zhǔn)體系管理和安全防護(hù)體系，實(shí)現(xiàn)基于遙感技術(shù)的地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查、危險(xiǎn)性評(píng)估、監(jiān)測(cè)預(yù)警和及時(shí)的災(zāi)害發(fā)布等應(yīng)用，構(gòu)建及時(shí)有效的災(zāi)前、災(zāi)中和災(zāi)后應(yīng)急管理體系。

某省地質(zhì)環(huán)境綜合業(yè)務(wù)平臺(tái)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控監(jiān)測(cè)點(diǎn)的詳細(xì)信息及監(jiān)測(cè)設(shè)備信息和監(jiān)測(cè)值。建立地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了多源監(jiān)測(cè)設(shè)備的無縫接入和海量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)匯聚，為某省地質(zhì)災(zāi)害及時(shí)化預(yù)警預(yù)報(bào)提供了可靠的應(yīng)用支撐。

安全生產(chǎn)

“城市生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)防控系統(tǒng)平臺(tái)與示范”課題，通過對(duì)城市生產(chǎn)安全大數(shù)據(jù)組織管理與挖掘各種關(guān)鍵技術(shù)的整理和分析，提出基于語義時(shí)空索引與專家經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷暮Ａ砍鞘猩a(chǎn)安全數(shù)據(jù)智能檢索技術(shù)；結(jié)合預(yù)案抽象建模技術(shù)、三維可視化技術(shù)、事故過程模擬仿真技術(shù)建立不同應(yīng)急預(yù)案三維虛擬場(chǎng)景，并通過三種數(shù)字可視化應(yīng)急預(yù)案的三維應(yīng)急演練與培訓(xùn)專題示例的分析、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，建立數(shù)字可視化應(yīng)急預(yù)案與虛擬演練培訓(xùn)系統(tǒng)；利用城市生產(chǎn)安全應(yīng)用軟件集成框架實(shí)現(xiàn)軟件模塊的無縫整合，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)-預(yù)測(cè)-應(yīng)對(duì)-重構(gòu)4個(gè)互嵌式的一體化集成平臺(tái)的設(shè)計(jì)、研制和集成。

某省非煤礦山安全監(jiān)管信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了預(yù)警信息采集、推送和反饋等流程再造和預(yù)測(cè)預(yù)警信息的閉環(huán)管理，可對(duì)非煤礦山企業(yè)安全監(jiān)管服務(wù)集成與可視化監(jiān)管。

國(guó)產(chǎn)化GIS能夠發(fā)揮空間綜合展示、應(yīng)急資源管理、應(yīng)急輔助決策等優(yōu)勢(shì)，將應(yīng)急管理轉(zhuǎn)變?yōu)榭臻g可視化管理，為災(zāi)害監(jiān)測(cè)、應(yīng)急指揮調(diào)度提供更為精確的信息和服務(wù)。