省級(jí)測繪應(yīng)急保障快速供圖服務(wù)體系建設(shè)

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(shè)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合《湖南測繪應(yīng)急保障預(yù)案》及《湖南省測繪地理信息“十三五”規(guī)劃》中對(duì)測繪應(yīng)急保障提出的要求[1-4]，建立測繪應(yīng)急保障快速供圖服務(wù)系統(tǒng)，打造快速化、標(biāo)準(zhǔn)化、定制化的地圖服務(wù)新常態(tài)。

1 總體思路

應(yīng)急事件處置中首要強(qiáng)調(diào)的是時(shí)效性，時(shí)間對(duì)于了解事件影響范圍、減少損失、挽救人民生命財(cái)產(chǎn)安全具有極為重要的意義，因此測繪應(yīng)急保障工作中對(duì)于圖件的提供也突出在“快”上，同時(shí)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(shí)間段對(duì)測繪應(yīng)急保障服務(wù)內(nèi)容的不同需求，可以將測繪應(yīng)急保障服務(wù)分為以下幾個(gè)層次：

1）應(yīng)急啟動(dòng)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(shí)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(shí)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(yīng)急指揮圖底圖的地形圖、救災(zāi)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(zāi)群眾、搶修基礎(chǔ)設(shè)施、加強(qiáng)現(xiàn)場監(jiān)測、防御次生災(zāi)害、維護(hù)社會(huì)治安、開展社會(huì)動(dòng)員等方面提供應(yīng)急地圖支持，輔助決策者制定救援計(jì)劃。

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

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

針對(duì)應(yīng)急事件處理流程及不同的響應(yīng)層次，在充分分析應(yīng)急事件響應(yīng)需求和應(yīng)急效率的基礎(chǔ)上，結(jié)合我省現(xiàn)有的地理信息資料及數(shù)據(jù)及時(shí)獲取能力，制定應(yīng)急快速服務(wù)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(shí)現(xiàn)快速出圖服務(wù)，最終建立起一套完整的測繪應(yīng)急保障快速供圖服務(wù)體系。

圖1 測繪應(yīng)急保障快速供圖服務(wù)體系

2 體系建設(shè)

2.1 多級(jí)多尺度地圖數(shù)據(jù)庫建設(shè)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(chǔ)上，以《基礎(chǔ)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(jí)多尺度地圖數(shù)據(jù)庫建設(shè)規(guī)范，明確快速供圖服務(wù)體系數(shù)據(jù)庫的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、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(xiàng)、屬性內(nèi)容、各級(jí)比例尺要素選取與綜合指標(biāo)、要素間關(guān)系處理原則等，為數(shù)據(jù)庫建設(shè)及數(shù)據(jù)持續(xù)更新提供統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)與尺度。多級(jí)多尺度地圖數(shù)據(jù)庫建設(shè)規(guī)范包含1:50 000～1:1 000 000基礎(chǔ)地理底圖數(shù)據(jù)庫建設(shè)規(guī)范、行業(yè)專題信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)規(guī)范、影像數(shù)據(jù)庫建設(shè)規(guī)范3個(gè)部分。

2.2 快速制圖符號(hào)系統(tǒng)及制圖模板設(shè)計(jì)

通過制作快速制圖符號(hào)系統(tǒng)及制圖模板，確定湖南省快速供圖服務(wù)體系地圖表達(dá)方式及圖件設(shè)計(jì)框架，達(dá)到5個(gè)基本比例尺顯示級(jí)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(hào)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(hào)設(shè)計(jì)方案，增補(bǔ)、修訂各符號(hào)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(guān)鍵字制作形成應(yīng)急地圖符號(hào)庫。符號(hào)庫包含基礎(chǔ)地理底圖符號(hào)庫及專題地圖符號(hào)庫兩個(gè)部分，基礎(chǔ)地理底圖符號(hào)庫主要規(guī)定基本地理要素的符號(hào)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(hào)庫以豐富符號(hào)表達(dá)為出發(fā)點(diǎn)，總結(jié)日常地圖編制中旅游、生態(tài)保護(hù)、地質(zhì)環(huán)境、地形地貌、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、區(qū)域統(tǒng)計(jì)等專題地圖符號(hào)設(shè)計(jì)，充分運(yùn)用點(diǎn)、線、象形符號(hào)、立體符號(hào)等擴(kuò)展符號(hào)，優(yōu)化專題地圖表達(dá)方式。

2）制圖模板設(shè)計(jì)。以應(yīng)急保障、行業(yè)應(yīng)用為導(dǎo)向，制作多種專題應(yīng)急制圖模板，包括分幅方式、圖廓整飾樣式、圖面整體風(fēng)格、圖面布局、專題信息表達(dá)方式、非空間信息關(guān)聯(lián)等，針對(duì)不同的應(yīng)用、不同的圖面載負(fù)量及信息表達(dá)提供多種解決方案。

2.3 多級(jí)多尺度地圖數(shù)據(jù)庫建設(shè)

通過對(duì)1:50 000基礎(chǔ)測繪數(shù)據(jù)、地理國情普查數(shù)據(jù)、天地圖·湖南平臺(tái)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(jìn)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(wù)體系提供全尺度的地理底圖數(shù)據(jù)；基于地質(zhì)災(zāi)害防治、旅游、生態(tài)文化保護(hù)、城鄉(xiāng)規(guī)劃、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、統(tǒng)計(jì)年鑒等數(shù)據(jù)，綜合運(yùn)用時(shí)空數(shù)據(jù)庫技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)，建立應(yīng)急、災(zāi)害、生態(tài)、農(nóng)林、旅游、社會(huì)發(fā)展等行業(yè)專題數(shù)據(jù)庫，為快速供圖服務(wù)體系提供各行業(yè)專題信息數(shù)據(jù)；通過坐標(biāo)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(yīng)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(shè)。數(shù)據(jù)整理：對(duì)1:50 000基礎(chǔ)測繪數(shù)據(jù)、地理國情普查數(shù)據(jù)、天地圖?湖南平臺(tái)數(shù)據(jù)、境界及注記、交通路網(wǎng)、水系網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)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(jí)多尺度地圖數(shù)據(jù)庫建設(shè)規(guī)范，對(duì)1:50 000地理底圖數(shù)據(jù)進(jìn)行分要素逐級(jí)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(shè)。結(jié)合以往數(shù)據(jù)庫建設(shè)經(jīng)驗(yàn)及專題制圖中專題數(shù)據(jù)的表達(dá)需求，對(duì)各專題信息進(jìn)行選取、融合與整理，形成標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、統(tǒng)一的專題信息數(shù)據(jù)庫。對(duì)于有地理坐標(biāo)的專題數(shù)據(jù)，通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、要素綜合，按圖層建立專題要素?cái)?shù)據(jù)庫，對(duì)于沒有地理坐標(biāo)的統(tǒng)計(jì)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(biāo)信息數(shù)據(jù)庫。

3）影像數(shù)據(jù)庫建設(shè)。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(dòng)產(chǎn)基礎(chǔ)底圖數(shù)據(jù)生產(chǎn)等一系列項(xiàng)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(shí)，首先對(duì)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(jìn)行分析，對(duì)于空間參考不一致的通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的方式統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為2000國家大地坐標(biāo)系，按照影像類型、分辨率、獲取年份等建立影像索引，并對(duì)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(yīng)急制圖知識(shí)庫建設(shè)。圍繞知識(shí)規(guī)則驅(qū)動(dòng)快速制圖的核心理念，基于已有的制圖經(jīng)驗(yàn)將不同尺度要素表達(dá)的內(nèi)容、指標(biāo)、規(guī)范進(jìn)行整理，針對(duì)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(guān)的專家經(jīng)驗(yàn)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(jìn)行梳理總結(jié)，建立制圖專家知識(shí)規(guī)則庫。

2.4 快速供圖服務(wù)系統(tǒng)研發(fā)

根據(jù)快速供圖服務(wù)體系建設(shè)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(yīng)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(shù)體系，提高多尺度地圖數(shù)據(jù)庫建設(shè)與更新維護(hù)效率，顯著提升快速供圖服務(wù)能力，提供豐富、穩(wěn)定、可靠的在線地圖制圖和發(fā)布服務(wù)，滿足全省多部門、多行業(yè)的應(yīng)急響應(yīng)和多樣化需求，真正實(shí)現(xiàn)建設(shè)區(qū)域內(nèi)任意地點(diǎn)、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(yīng)急數(shù)據(jù)整合處理與建庫系統(tǒng)基于ArcEngine和.Net技術(shù)搭建，支持動(dòng)態(tài)擴(kuò)展、個(gè)性化定制、多種操作同步運(yùn)行，能夠?qū)?yīng)急測繪數(shù)據(jù)進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)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(bào)告空間化處理、多媒體、流媒體數(shù)據(jù)空間配準(zhǔn)、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(yīng)急測繪數(shù)據(jù)管理模塊，對(duì)分布式存儲(chǔ)的各種類型的應(yīng)急數(shù)據(jù)，按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范案例應(yīng)急數(shù)據(jù)目錄，按照統(tǒng)一的數(shù)據(jù)和服務(wù)接口進(jìn)行集成管理，形成在物理上分布存儲(chǔ)、在邏輯上一體化集成應(yīng)用的應(yīng)急測繪數(shù)據(jù)庫建設(shè)、管理與應(yīng)用模式。系統(tǒng)由數(shù)據(jù)庫運(yùn)行管理模塊、數(shù)據(jù)備份模塊和數(shù)據(jù)庫維護(hù)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(hù)、角色管理、數(shù)據(jù)庫運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控、數(shù)據(jù)庫備份恢復(fù)等功能。

3）數(shù)據(jù)成果展示與發(fā)布系統(tǒng)。應(yīng)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(wù)發(fā)布，支持常用的KML、WMS、WFS地圖服務(wù)，以應(yīng)急測繪的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用多種模式集成展示應(yīng)急測繪成果管理、成果分發(fā)服務(wù)和三維成果等應(yīng)急區(qū)域的歷史與現(xiàn)狀。系統(tǒng)由應(yīng)急測繪成果管理展示模塊、成果分發(fā)服務(wù)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(jì)、分發(fā)成果查詢、瀏覽統(tǒng)計(jì)、可視化顯示、航跡模擬等功能。

4）應(yīng)急地圖快速制圖系統(tǒng)。應(yīng)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(yīng)急基礎(chǔ)底圖數(shù)據(jù)庫實(shí)體數(shù)據(jù)的離線制圖模塊。在線制圖Web APP由在線應(yīng)急制圖數(shù)據(jù)管理模塊、應(yīng)急地圖元數(shù)據(jù)管理模塊、應(yīng)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(wù)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(jì)數(shù)據(jù)在線制作統(tǒng)計(jì)底圖；離線制圖模塊由災(zāi)前專題地圖快速制圖模塊、災(zāi)后專題圖快速制圖模塊、災(zāi)后災(zāi)情影像專題地圖快速制圖模塊組成，根據(jù)應(yīng)急響應(yīng)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(zāi)情專題圖，并與快速輸出終端連接，實(shí)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(jí)多尺度地圖數(shù)據(jù)庫建設(shè)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(shè)，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(jìn)入功能整合階段。多級(jí)比例尺地圖數(shù)據(jù)庫的建立不僅可用于測繪應(yīng)急地圖服務(wù)，在日常的地圖編制工作中，對(duì)于改善工作流程、提升工作效率也發(fā)揮了極大的作用；應(yīng)急快速供圖服務(wù)系統(tǒng)前期的功能開發(fā)也已得到實(shí)際驗(yàn)證，在2016年夏天湖南省內(nèi)的多起強(qiáng)降雨災(zāi)害中，做到了2 h內(nèi)為相關(guān)部門提供事發(fā)地交通、地質(zhì)及水利等專題圖，為搶險(xiǎn)救災(zāi)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(chǔ)上，進(jìn)一步加強(qiáng)及時(shí)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(yīng)急保障資源，提升快速供圖服務(wù)速度與效率，及時(shí)為政府應(yīng)急相關(guān)部門提供全方位的測繪保障服務(wù)。