淺析河北省政府應急平臺森林防火三維可視化系統(tǒng)建設

王邵騫++趙根莊

摘 要：隨著三維可視化技術的成熟，使得應急相關行業(yè)的應用出現(xiàn)了跨越式的發(fā)展。以森林防火為專題，結(jié)合高精度的影像數(shù)據(jù)、高程數(shù)據(jù)、矢量數(shù)據(jù)，使得三維可視化系統(tǒng)能夠精確管理各類基礎地理信息數(shù)據(jù)和專題屬性數(shù)據(jù)，為應急行業(yè)的快速響應和微觀管理提供了強有力的基礎保障。本文論述了系統(tǒng)建設的思路與過程。

關鍵詞：三維可視化 應急管理 森林防火

中圖分類號：TP309 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）06（a）-0020-02

隨著信息化建設的不斷深入，三維可視化技術應運而生，并催生了非常旺盛的市場需求。目前，以三維可視化為基礎的各種應用正在普及化，因此，在三維可視化系統(tǒng)中結(jié)合相關的業(yè)務進行深入應用尤為重要。

在應急行業(yè)中，對于政府應急、企業(yè)應急等相關單位，以傳統(tǒng)的MIS系統(tǒng)結(jié)合平面地圖為載體、信息報送功能為核心的系統(tǒng)已經(jīng)遠遠滿足不了用戶的需求以及相關業(yè)務的開展，由于三維可視化系統(tǒng)的出現(xiàn)，使得應急相關行業(yè)的應用出現(xiàn)了跨越式的發(fā)展，使得傳統(tǒng)的信息報送方式為主的宏觀應急管理可以依托三維可視化系統(tǒng)深入到更加微觀的領域去實現(xiàn)更加精細化的管理。

1 系統(tǒng)建設目標和內(nèi)容

為了更好的應用先進科技的管理手段，實現(xiàn)省政府對于突發(fā)事件的應急管理，更加科學有效的應對突發(fā)事件，河北省政府以森林防火為專題，于2013年啟動了專項建設。預期目標為：系統(tǒng)建成后能夠滿足河北省政府在森林防火日常管理和戰(zhàn)時應對的需要；既實現(xiàn)對森林防火相關基礎信息的管理，又能從火險發(fā)現(xiàn)，到火情態(tài)勢研判，再到火災處置決策各環(huán)節(jié)做到有效支撐。

系統(tǒng)主要分為日常管理和戰(zhàn)時應對管理兩部分。

日常管理功能可實現(xiàn)在三維地理信息場景上標注管理區(qū)域范圍內(nèi)森林資源、森林防火救援隊伍、撲救裝備、林區(qū)周邊重大危險源和重要防護目標等的分布情況，并可對它的詳細信息進行綜合查詢，歷年森林火災信息的查詢，林區(qū)重點關注區(qū)域定位與周邊分析，林區(qū)防火模擬巡查。

戰(zhàn)時應對管理功能可實現(xiàn)針對火災發(fā)生的位置，對林區(qū)周邊一定范圍內(nèi)的重大危險源、重要防護目標、其他關鍵基礎設施等信息進行分析，并基于三維虛擬場景定位，火災救援物資、裝備、隊伍的分析，火災救援及進展情況決策標繪，及基于現(xiàn)場多種環(huán)境因素的影響、基于三維虛擬場景進行火災蔓延的模擬與分析，便于領導決策。

2 技術路線

從整體看，省政府應急平臺森林防火三維可視化系統(tǒng)建設內(nèi)容主要分為四個部分：數(shù)據(jù)的獲取與處理、數(shù)據(jù)組織管理、數(shù)據(jù)庫的掛接、系統(tǒng)功能開發(fā)實現(xiàn)。具體工作路線如圖1所示。

森林防火數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)內(nèi)容為專題屬性數(shù)據(jù)，三維地理信息數(shù)據(jù)工程相關數(shù)據(jù)存儲在本地。三維地理信息數(shù)據(jù)工程相關數(shù)據(jù)所需的原始數(shù)據(jù)包括影像數(shù)據(jù)、數(shù)字高程數(shù)據(jù)、矢量數(shù)據(jù)、模型數(shù)據(jù)和多媒體信息數(shù)據(jù)，影像數(shù)據(jù)和數(shù)字高程數(shù)據(jù)用于制作MPT文件，矢量數(shù)據(jù)、模型數(shù)據(jù)和多媒體信息數(shù)據(jù)用于制作fly工程。

3 數(shù)據(jù)整理

根據(jù)系統(tǒng)建設要求，收集整理了相關區(qū)域的基礎地理信息數(shù)據(jù)，其中包括DLG數(shù)據(jù)、DEM數(shù)據(jù)、DOM數(shù)據(jù)，以及森林防火相關的專題屬性數(shù)據(jù)。DLG數(shù)據(jù)用于創(chuàng)建真實直觀的三維地理信息場景及基礎地名庫等內(nèi)容。DOM、DEM數(shù)據(jù)用于建立影像金字塔，創(chuàng)建三維場景數(shù)據(jù)。

為了提供快捷、高效的決策支持，以政府行政部門為主導，收集整理了森林防火相關的專題數(shù)據(jù)。同時，為了體現(xiàn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)實時性、真實性、全面性，重新采集了相關區(qū)域的專題屬性數(shù)據(jù)。采集數(shù)據(jù)的表有：應急管理機構(gòu)信息表、應急預案基本信息表、應急救援隊信息表、物資裝備信息表、應急專家基本信息表、應急案例基本信息表、危險源信息表、防護目標信息表、通訊錄信息表。

4 系統(tǒng)功能

4.1 系統(tǒng)架構(gòu)

該系統(tǒng)由系統(tǒng)維護、數(shù)據(jù)管理、三維可視化三部分組成。其中系統(tǒng)維護主要是針對系統(tǒng)用戶進行注冊審核、角色分配等操作的模塊。數(shù)據(jù)管理部分負責管理森林防火相關的專題屬性數(shù)據(jù)，包括防護目標、應急資源（應急救援隊、應急物資等）、危險源等信息；三維可視化部分主要實現(xiàn)專題屬性數(shù)據(jù)展示、查詢、分析等功能。如圖2所示。

4.2 系統(tǒng)維護

系統(tǒng)維護界面如圖3所示。

（1）新用戶注冊：用戶第一次登陸系統(tǒng)時需要先進行新用戶注冊，閱讀并同意服務條款后，如實地填寫注冊信息后，對注冊信息進行提交，等待系統(tǒng)管理員進行審核。（2）用戶登錄：用戶進入系統(tǒng)時，要進行用戶登錄，輸入用戶名、密碼，系統(tǒng)會根據(jù)用戶的角色出現(xiàn)不同的功能選擇界面，如系統(tǒng)管理員有數(shù)據(jù)管理、用戶管理、三維可視化、整個系統(tǒng)四個選項；數(shù)據(jù)管理員有數(shù)據(jù)管理、三維可視化兩個選項；用戶管理員有用戶管理、三維可視化兩個選項；一般用戶只可使用三維可視化功能。（3）注冊審核：系統(tǒng)管理員或是用戶管理員對新注冊的用戶信息進行審核，符合要求的用戶可以審核通過。根據(jù)用戶的申請信息及對用戶需求的了解，為用戶分配角色。對審核不通過的注冊用戶反饋不通過原因。（4）增加用戶：系統(tǒng)管理員或是用戶管理員可以進行增加用戶的操作，但是同樣需要填寫完備的注冊信息。（5）刪除用戶：系統(tǒng)管理員或是用戶管理員可根據(jù)需要對用戶賬戶進行刪除操作。（6）修改用戶：系統(tǒng)管理員或是用戶管理員可根據(jù)需要對用戶賬戶進行修改操作。（7）查詢用戶：系統(tǒng)管理員或是用戶管理員可根據(jù)用戶名，真實姓名、所屬單位、用戶角色等條件對用戶進行查詢顯示。（8）用戶詳情：系統(tǒng)管理員或是用戶管理員可根據(jù)需要對用戶進行詳情的查看。（9）用戶幫助：所有用戶可點擊用戶幫助按鈕進行對系統(tǒng)的功能信息的查看并獲得幫助信息。

4.3 數(shù)據(jù)管理

數(shù)據(jù)管理部分存儲、維護的是專題屬性數(shù)據(jù)，主要分為森林防火相關的應急資源、防護目標、危險源、其他森林防火基礎數(shù)據(jù)管理四個模塊，每個模塊提供了相應的信息錄入、信息修改、信息查詢、信息刪除功能。如圖4所示。

4.4 三維可視化

4.4.1 三維可視化

實現(xiàn)地形地貌、基礎設施、建筑等要素的高程/柵格數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)、矢量數(shù)據(jù)、地名數(shù)據(jù)的動態(tài)加載；以及鼠標控制視圖漫游、放大、縮小、旋轉(zhuǎn)、前進、后退等基本功能。

4.4.2 系統(tǒng)工具

實現(xiàn)視圖管理、快速定位、地圖量算、屏幕操作等功能。

4.4.3 應急管理

實現(xiàn)專題屬性信息查詢、歷年火災信息查詢、熱點管理、態(tài)勢標繪、火災周邊緩沖區(qū)分析、森林火災蔓延分析等。如圖5所示。

5 結(jié)語

森林防火三維可視化系統(tǒng)的建立既實現(xiàn)了對森林防火相關專題屬性信息的管理，又能從火險發(fā)現(xiàn)，到火情態(tài)勢研判，再到火災處置決策各環(huán)節(jié)做到有效支撐。我們不能僅僅在事發(fā)時響應和應對，更加重要的是在事前根據(jù)應急預案、具體的工作方案進行模擬演練，讓應急管理者可以在三維可視化的系統(tǒng)中既可以看到事件的宏觀信息、又可以看到事件的微觀信息。利用這種技術，我們可以提高應急管理的工作效率，給應急管理者提供更加可靠的應急決策依據(jù)，減少突發(fā)公共安全事件發(fā)生時的損失，有效的降低國家和人民的生命財產(chǎn)損失。endprint