廖 微， 王少華 ， 彭向軍， 戴 健

（1.北京油料研究所 北京 102300；2.北京超圖軟件股份有限公司 北京 100015）

在應(yīng)急管理中，應(yīng)急地理信息系統(tǒng)發(fā)揮著越來越重要的作用，應(yīng)急地理信息系統(tǒng)以地理信息技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合地理信息技術(shù)、遙感技術(shù)和衛(wèi)星定位技術(shù)等優(yōu)勢，充分利用地理信息系統(tǒng)空間查詢分析能力和直觀生動(dòng)的信息展現(xiàn)能力[1-3]為應(yīng)急指揮決策提供強(qiáng)有力的信息支持。

應(yīng)急指揮地理信息系統(tǒng)為應(yīng)急指揮提供完善的空間信息的支持，系統(tǒng)將各級(jí)部門的地理空間相關(guān)信息資源，以“地理信息系統(tǒng)”為容器建立起一個(gè)包羅萬象的“應(yīng)急信息資料庫”，為作業(yè)人員提供準(zhǔn)確、快速、全面的應(yīng)急信息支持；應(yīng)急指揮地理信息系統(tǒng)為應(yīng)急指揮提供空間分析的輔助決策支持，基于地形特征及應(yīng)急資源的空間分布，采用特定的分析模型和算法[3]，實(shí)現(xiàn)可視域分析、通視分析、淹沒分析、化學(xué)物品擴(kuò)散分析等分析，為輔助決策提供科學(xué)可靠的依據(jù)。在系統(tǒng)運(yùn)行使用中應(yīng)提供分析模型的擴(kuò)展機(jī)制，不斷根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求增強(qiáng)分析和輔助決策功能；應(yīng)急指揮地理信息系統(tǒng)為應(yīng)急指揮提供流程化、圖形化、實(shí)時(shí)化的信息處置支持，通過信息化的手段實(shí)現(xiàn)對(duì)處置過程的流程引導(dǎo)，減少處置過程發(fā)生疏漏的可能性；同時(shí)以二三維標(biāo)繪圖[4]、動(dòng)態(tài)推演的方式來展現(xiàn)應(yīng)急處置方案，與視頻、北斗系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)態(tài)勢信息的圖上展現(xiàn)，最終為指揮決策提供一種可視化的指揮決策信息展示與流轉(zhuǎn)工具。

1 應(yīng)急指揮地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求分析

根據(jù)業(yè)務(wù)需求，應(yīng)急指揮地理信息系統(tǒng)的功能主要包括多源數(shù)據(jù)集合、基本地理空間數(shù)據(jù)查詢?yōu)g覽、應(yīng)急指揮日常準(zhǔn)備工作、應(yīng)急指揮輔助決策和系統(tǒng)運(yùn)行管理5個(gè)方面。

1）多源空間數(shù)據(jù)的集成需求。應(yīng)急指揮地理信息系統(tǒng)為應(yīng)急指揮管理人員提供統(tǒng)一的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理工具，通過該工具實(shí)現(xiàn)各類影像、地形、矢量數(shù)據(jù)的統(tǒng)一導(dǎo)入，能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行括配準(zhǔn)、建立空間索引[5]、快速顯示風(fēng)格設(shè)置及空間數(shù)據(jù)快速發(fā)布等操作。

2）基本地理空間數(shù)據(jù)查詢?yōu)g覽需求。基于二三維電子地圖實(shí)現(xiàn)空間位置信息定位導(dǎo)航、空間查詢、空間分析量算、地圖整飭、地圖打印、地圖標(biāo)注等功能。

3）應(yīng)急指揮日常準(zhǔn)備工作需求。日常準(zhǔn)備工作包括應(yīng)急資料的錄入、數(shù)據(jù)更新、應(yīng)急預(yù)案的制作管理、應(yīng)急處置流程的定制、應(yīng)急指揮標(biāo)繪圖的制作管理和應(yīng)急分析模型的擴(kuò)充等五個(gè)方面。

4）應(yīng)急指揮輔助決策需求。在應(yīng)急處置過程中進(jìn)行事件周邊環(huán)境分析、社會(huì)信息空間分析、災(zāi)害預(yù)測分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)決策指揮流程的引導(dǎo)，以圖形化、動(dòng)態(tài)推演等方式展現(xiàn)事件處置過程，通過與外部信息系統(tǒng)的集成實(shí)現(xiàn)視頻、位置信息的實(shí)時(shí)顯示及實(shí)時(shí)指揮調(diào)度。

5）應(yīng)急指揮系統(tǒng)運(yùn)行管理需求。為確保應(yīng)急指揮系統(tǒng)持續(xù)有效運(yùn)行，需提供安全控制和配置工具，實(shí)現(xiàn)用戶權(quán)限管理、應(yīng)用界面定制管理、系統(tǒng)日志管理和系統(tǒng)備份恢復(fù)等功能。

2 系統(tǒng)總體架構(gòu)

2.1 應(yīng)急指揮地理信息系統(tǒng)架構(gòu)

在安全保密規(guī)范和業(yè)務(wù)執(zhí)行規(guī)范的約束下，應(yīng)急指揮地理信息系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)由運(yùn)行環(huán)境設(shè)計(jì)、應(yīng)用支撐、應(yīng)急信息資源匯聚平臺(tái)、管理維護(hù)系統(tǒng)、應(yīng)急指揮應(yīng)用系統(tǒng)和應(yīng)用終端等6個(gè)層次構(gòu)成。應(yīng)急指揮地理信息系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示。

2.2 應(yīng)急指揮信息資源匯聚平臺(tái)

應(yīng)急指揮信息資源匯聚平臺(tái)主要由數(shù)據(jù)和服務(wù)構(gòu)成。平臺(tái)中的數(shù)據(jù)主要由基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)[6]、應(yīng)急指揮業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和應(yīng)急指揮相關(guān)專題數(shù)據(jù)構(gòu)成（如圖2所示）。

圖1 應(yīng)急指揮地理信息系統(tǒng)體系架構(gòu)圖Fig.1 Framework of emergency command GIS

圖2 應(yīng)急指揮系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫總體結(jié)構(gòu)圖Fig.2 Data general structure of emergency command GIS

基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)包括了基礎(chǔ)測繪數(shù)據(jù)、遙感影像數(shù)據(jù)高清遙感影像數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)地理空間矢量數(shù)據(jù)，、導(dǎo)航數(shù)據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)地名地址數(shù)據(jù)、高精度地形數(shù)據(jù)。主要作為二三維可視化和空間查詢分析的支撐，數(shù)據(jù)量較大，數(shù)據(jù)更新周期較長。

應(yīng)急指揮業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)是應(yīng)急地理信息系統(tǒng)的核心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，主要包括應(yīng)急資源庫、應(yīng)急預(yù)案庫、專家?guī)?、案例庫、知識(shí)庫等應(yīng)急指揮輔助決策所需要的核心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。

應(yīng)急指揮相關(guān)專題數(shù)據(jù)是通過協(xié)調(diào)或直接接入到專業(yè)應(yīng)急專題數(shù)據(jù)，包括實(shí)時(shí)定位數(shù)據(jù)、社會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，以及部隊(duì)、地震、氣象、人防、公安等行業(yè)的應(yīng)急專題數(shù)據(jù)。

在大量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和應(yīng)急數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)基于SuperMap GIS的SuperMap iServer服務(wù)式GIS平臺(tái)，針對(duì)應(yīng)急業(yè)務(wù)構(gòu)建應(yīng)急指揮地理信息系列服務(wù) （應(yīng)急輔助分析服務(wù)、應(yīng)急資源采集服務(wù)、拓?fù)浞治龇?wù)等等），采用面向服務(wù)架構(gòu)（Service-Oriented Architecture，簡稱 SOA）建立起了應(yīng)急指揮信息服務(wù)總線，通過應(yīng)急指揮信息服務(wù)總線實(shí)現(xiàn)了核心運(yùn)行模塊在不同應(yīng)用終端的組合復(fù)用。

2.3 應(yīng)急指揮應(yīng)用

應(yīng)急指揮應(yīng)用是應(yīng)急指揮地理信息系統(tǒng)的核心功能模塊，主要包括應(yīng)急資源管理子系統(tǒng)、應(yīng)急預(yù)案管理子系統(tǒng)和應(yīng)急指揮輔助決策子系統(tǒng)。

應(yīng)急資源管理子系統(tǒng)主要應(yīng)用于日常應(yīng)急準(zhǔn)備工作中，使用者可以基于二三維電子地圖錄入指揮決策和指揮調(diào)度所需的空間信息，包括重點(diǎn)應(yīng)急資源、應(yīng)急案例、視頻監(jiān)控點(diǎn)等應(yīng)急資源信息的錄入。

應(yīng)急預(yù)案管理子系統(tǒng)應(yīng)急預(yù)案的主要用于針對(duì)可能發(fā)生的重大突發(fā)事件制作處置預(yù)案。

應(yīng)急指揮輔助決策子系統(tǒng)主要服務(wù)與重大事件的指揮決策過程。通過本系統(tǒng)打開應(yīng)急處置預(yù)案，可使用預(yù)案中預(yù)先定義好的流程來引導(dǎo)事件的處置過程，并在處置過程職能調(diào)用各種空間查詢分析功能，提供應(yīng)急必須的資料和信息，避免處置過程出現(xiàn)重大疏漏。

2.4 應(yīng)用終端

應(yīng)急指揮地理信息系統(tǒng)應(yīng)用終端定義了系統(tǒng)運(yùn)行或信息流轉(zhuǎn)涉及到的硬件設(shè)備。應(yīng)急指揮地理信息系統(tǒng)主要運(yùn)行指揮大屏、IDB和PC指揮終端上。通過特定的安全接入設(shè)備和通信設(shè)備，系統(tǒng)可接入視頻監(jiān)控圖形、應(yīng)急信息，可連接通信設(shè)備進(jìn)行視頻、語音通信。

2.5 系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

考慮到應(yīng)急指揮地理信息系統(tǒng)具有較高的安全需求，應(yīng)急指揮地理信息系統(tǒng)運(yùn)行于與外界物理隔離的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，在需要接入外界信息時(shí)，可安全接入設(shè)備與專用網(wǎng)絡(luò)連接[8]。應(yīng)急指揮地理信息系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境總體上可分為服務(wù)端、應(yīng)用端和接入端3個(gè)部分，如圖3所示。

應(yīng)急指揮地理信息系統(tǒng)服務(wù)端由基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、空間服務(wù)發(fā)布服務(wù)器、應(yīng)急資源數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和應(yīng)急指揮輔助決策服務(wù)構(gòu)成。

應(yīng)急指揮地理信息系統(tǒng)應(yīng)用端是系統(tǒng)使用者發(fā)生直接交互的計(jì)算機(jī)設(shè)備，應(yīng)用端設(shè)備主要包括管理維護(hù)終端、應(yīng)急處置終端、顯示大屏、IDB、打印機(jī)/繪圖儀。

應(yīng)急指揮地理信息系統(tǒng)接入端主要用于接入應(yīng)急指揮所需的外部信息，如應(yīng)急信息、通信調(diào)度信息和視頻監(jiān)控圖像信息。

3 結(jié)束語

圖3 應(yīng)急指揮地理信息系統(tǒng)運(yùn)行架構(gòu)設(shè)計(jì)圖Fig.3 Design buleprint of emergency command geographical information system operation

應(yīng)急指揮地理信息系統(tǒng)需要結(jié)合應(yīng)急管理的需求，通過直觀高效的展示方式對(duì)國家或城市的應(yīng)急突發(fā)事件進(jìn)行指揮管理，輔助應(yīng)急指揮人員實(shí)時(shí)掌握周邊應(yīng)急資源態(tài)勢，快速制定有效的應(yīng)對(duì)措施，實(shí)現(xiàn)與其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)協(xié)調(diào)統(tǒng)一，確保在應(yīng)急指揮過程中起著核心支撐作用。下步將考慮結(jié)合時(shí)空大數(shù)據(jù)技術(shù)，滿足應(yīng)急指揮地理信息系統(tǒng)高性能處理需求。

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