山西省應(yīng)急測(cè)繪保障能力建設(shè)與思考

，，

(1. 山西省測(cè)繪地理信息局，山西 太原 030001；2. 山西省遙感中心，山西 太原 030001)

當(dāng)前，我國(guó)正處于經(jīng)濟(jì)和社會(huì)轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)的不斷推進(jìn)和對(duì)資源環(huán)境的過度開發(fā)，導(dǎo)致各類自然災(zāi)害、突發(fā)事件越來越頻發(fā)，造成了大量人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失、生態(tài)環(huán)境破壞，嚴(yán)重危害了社會(huì)和公共安全[1-4]。山西省是自然災(zāi)害多發(fā)、易發(fā)、頻發(fā)的省份之一，自然災(zāi)害和突發(fā)事件呈現(xiàn)出非預(yù)期性、不確定性和巨大危害性等特點(diǎn)，給其應(yīng)急測(cè)繪工作提出了新要求。山西省測(cè)繪地理信息局在全省防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)的新形勢(shì)下，多年來一直不斷加強(qiáng)應(yīng)急測(cè)繪保障能力建設(shè)，積累了豐富的應(yīng)急數(shù)據(jù)資源，建立了山西省應(yīng)急測(cè)繪保障系統(tǒng)和山西省突發(fā)事件地理信息應(yīng)急服務(wù)平臺(tái)。在山西省近幾年的突發(fā)事件應(yīng)急處置和防災(zāi)減災(zāi)工作中，山西省測(cè)繪地理信息局以豐富的應(yīng)急數(shù)據(jù)資源和應(yīng)急平臺(tái)為基礎(chǔ)，綜合應(yīng)用衛(wèi)星遙感、無人機(jī)技術(shù)、衛(wèi)星通信、地理信息等高新技術(shù)手段[5-6]，先后完成了代縣及五臺(tái)山風(fēng)景區(qū)周邊疑似私挖濫采隱患點(diǎn)無人機(jī)應(yīng)急監(jiān)測(cè)、太原市清徐縣李家樓村廢棄采石場(chǎng)突發(fā)山體滑坡應(yīng)急保障、晉中市和順縣呂鑫煤礦突發(fā)滑坡事故應(yīng)急保障、呂梁市石樓縣東莊村山體自然崩塌事故應(yīng)急測(cè)繪保障，為山西省委、省政府和有關(guān)應(yīng)急部門對(duì)突發(fā)事件的研判分析與應(yīng)急指揮決策提供了快速、精準(zhǔn)、高效的應(yīng)急測(cè)繪保障服務(wù)。

1 山西省應(yīng)急測(cè)繪保障服務(wù)能力現(xiàn)狀

山西省測(cè)繪地理信息局多年來不斷加強(qiáng)在應(yīng)急測(cè)繪基礎(chǔ)裝備、應(yīng)急數(shù)據(jù)資源、應(yīng)急人才隊(duì)伍等方面的能力建設(shè)，在應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害、事故災(zāi)難、社會(huì)安全等一系列應(yīng)急測(cè)繪保障工作中積累了經(jīng)驗(yàn)、健全了機(jī)制、鍛煉了隊(duì)伍，應(yīng)急測(cè)繪保障綜合能力進(jìn)一步得到提高。

1.1 應(yīng)急影像獲取及處理能力

應(yīng)急影像獲取能力主要包括航空應(yīng)急影像獲取、無人機(jī)應(yīng)急影像獲取和國(guó)產(chǎn)高分衛(wèi)星影像獲取，針對(duì)全省不同范圍、不同程度的突發(fā)應(yīng)急事件，3種方式互相配合，互為補(bǔ)充。航空應(yīng)急影像方面，配備有ADS40/60/80、SWDC、無人飛艇、像素工廠等軟硬件裝備，主要用于全省大范圍重大自然災(zāi)害的應(yīng)急影像獲取與處理；無人機(jī)應(yīng)急影像方面，2013年組建的“無人機(jī)低空遙感應(yīng)急飛行隊(duì)”裝備有輕型固定翼無人機(jī)3架，多旋翼無人機(jī)1架，主要承擔(dān)近距離、小范圍的應(yīng)急影像快速獲取任務(wù)，具備3 h內(nèi)完成20 km20.05～0.2 m分辨率無人機(jī)遙感影像數(shù)據(jù)處理、快速制圖、現(xiàn)場(chǎng)打印輸出能力；國(guó)產(chǎn)高分衛(wèi)星影像方面，于2016年年初建成了資源三號(hào)衛(wèi)星遙感影像云服務(wù)平臺(tái)山西省節(jié)點(diǎn)，具備了覆蓋全省國(guó)產(chǎn)高分辨率衛(wèi)星影像7×24小時(shí)實(shí)時(shí)接收、處理及分發(fā)服務(wù)能力，目前每年度接收和處理的高分辨率衛(wèi)星影像可實(shí)現(xiàn)全省多期覆蓋，是全省災(zāi)前影像數(shù)據(jù)的重要數(shù)據(jù)源。

1.2 應(yīng)急前線勘測(cè)與服務(wù)保障能力

依托測(cè)繪地理信息應(yīng)急監(jiān)測(cè)車建成了山西省應(yīng)急測(cè)繪保障系統(tǒng)，集成了應(yīng)急遙感監(jiān)測(cè)任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)、應(yīng)急遙感數(shù)據(jù)快速獲取系統(tǒng)、應(yīng)急遙感數(shù)據(jù)快速處理系統(tǒng)、應(yīng)急數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)和移動(dòng)會(huì)議保障系統(tǒng)，形成了集應(yīng)急數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳輸為一體的應(yīng)急測(cè)繪保障體系[7]，在全省范圍具備6 h內(nèi)到達(dá)并獲取一定范圍應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)0.05～0.2 m分辨率光學(xué)影像及視頻數(shù)據(jù)能力，能在第一時(shí)間為后方應(yīng)急指揮決策部門提供“第一張”應(yīng)急影像數(shù)據(jù)。

1.3 應(yīng)急數(shù)據(jù)資源儲(chǔ)備

應(yīng)急數(shù)據(jù)資源是應(yīng)急測(cè)繪保障服務(wù)的基石,山西省測(cè)繪地理信息局經(jīng)過幾十年的基礎(chǔ)測(cè)繪、國(guó)家級(jí)和省部級(jí)項(xiàng)目建設(shè)，積累了豐富的數(shù)據(jù)資源，形成了以基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)和專題數(shù)據(jù)相結(jié)合的應(yīng)急數(shù)據(jù)資源體系。

基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)包括覆蓋全省的1∶25萬、1∶5萬和1∶1萬的數(shù)字正射影像(DOM)、數(shù)字高程模型(DEM)和數(shù)字線劃圖(DLG)。

天地圖·山西母庫(kù)現(xiàn)有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括覆蓋全省15.6萬km2的矢量數(shù)據(jù)、0.5 m分辨率影像數(shù)據(jù)及部分地市城區(qū)0.2 m航空影像數(shù)據(jù)、現(xiàn)勢(shì)性達(dá)到2015年春季的20萬條地名地址數(shù)據(jù)，包括全省縣級(jí)及以上城市城區(qū)POI數(shù)據(jù)、行政村級(jí)以上行政地名數(shù)據(jù)、自然地理名稱數(shù)據(jù)。

積累儲(chǔ)備了覆蓋全省的多源海量衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)資源，包括TM、ALOS、SPOT、QuickBird、IKONOS、WorldView、Pleiades、GeoEye、中巴資源衛(wèi)星、尖兵系列衛(wèi)星、資源三號(hào)系列衛(wèi)星、高分系列衛(wèi)星、北京二號(hào)衛(wèi)星、高景系列衛(wèi)星、天繪系列等幾十種衛(wèi)星系列數(shù)據(jù)資源，累計(jì)存檔數(shù)據(jù)5000余景，數(shù)據(jù)量達(dá)到120 TB，數(shù)據(jù)時(shí)相前后跨域近30年。

山西省第一次地理國(guó)情普查成果數(shù)據(jù)包括本底影像數(shù)據(jù)、地表覆蓋數(shù)據(jù)、國(guó)情要素?cái)?shù)據(jù)、地理國(guó)情統(tǒng)計(jì)分析成果等數(shù)據(jù)，客觀、科學(xué)地反映了山西省地形地貌、植被覆蓋、水域、荒漠與裸露地的類別、位置、范圍、面積等地理信息及其空間分布狀況，以及與人類活動(dòng)密切相關(guān)的鐵路與道路、居民地與設(shè)施、地理單元的類別、位置、范圍、面積等地理信息及其空間分布現(xiàn)狀[8]，是做好防災(zāi)減災(zāi)工作和應(yīng)急保障服務(wù)的重要數(shù)據(jù)保障。

山西省現(xiàn)有應(yīng)急專題數(shù)據(jù)由專業(yè)數(shù)據(jù)與專題地圖數(shù)據(jù)兩大類構(gòu)成。對(duì)山西省基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)和山西省地理信息公共服務(wù)平臺(tái)框架數(shù)據(jù)庫(kù)中所包含的應(yīng)急基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)資源進(jìn)行梳理，并與相應(yīng)的專業(yè)屬性信息進(jìn)行掛接，建立了3大類，22個(gè)小類，49個(gè)圖層的應(yīng)急專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)；將收集到的全省各市縣公開出版的不同時(shí)期的政區(qū)圖、交通圖、旅游圖資料進(jìn)行分類整理，紙質(zhì)地圖經(jīng)掃描處理形成柵格數(shù)據(jù)，不同軟件編制的制圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一格式，建立了應(yīng)急專題地圖數(shù)據(jù)庫(kù)。

1.4 應(yīng)急網(wǎng)絡(luò)環(huán)境

山西省測(cè)繪地理信息局現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器機(jī)房占地面積共計(jì)80 m2，其中保密機(jī)房占地20 m2、普通機(jī)房占地60 m2；目前配備有服務(wù)器40臺(tái)、磁盤陣列8臺(tái)、路由器交換機(jī)5臺(tái)、負(fù)載均衡路由器1臺(tái)、防火墻安全網(wǎng)關(guān)5套；機(jī)房通過百兆光纖接入山西省政務(wù)內(nèi)網(wǎng)(尚未接入國(guó)家電子政務(wù)內(nèi)網(wǎng))，聯(lián)通、電信雙線百兆光纖接入山西省政務(wù)外網(wǎng)并實(shí)現(xiàn)了與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的連接，具備了良好的應(yīng)急網(wǎng)絡(luò)和軟硬件環(huán)境基礎(chǔ)。

1.5 應(yīng)急地理信息服務(wù)能力

山西省測(cè)繪地理信息局于2013年底建成了山西省突發(fā)事件地理信息應(yīng)急服務(wù)平臺(tái)，包括應(yīng)急制圖與快速分發(fā)服務(wù)系統(tǒng)和地理信息應(yīng)急服務(wù)系統(tǒng)，利用山西省地理信息公共服務(wù)平臺(tái)對(duì)外提供應(yīng)急數(shù)據(jù)共享與服務(wù)。

針對(duì)山西省突發(fā)自然災(zāi)害事件多發(fā)、頻發(fā)、受災(zāi)嚴(yán)重的特點(diǎn)，以地理信息平臺(tái)結(jié)合應(yīng)急業(yè)務(wù)的手段，構(gòu)建了一個(gè)多源化、信息化、高效的應(yīng)急服務(wù)平臺(tái)，通過二三維一體化技術(shù)展示應(yīng)急資源和資料，利用移動(dòng)終端采集現(xiàn)場(chǎng)資料，能夠快速、及時(shí)、準(zhǔn)確地處理和存儲(chǔ)實(shí)時(shí)突發(fā)事件信息，提供多層次的信息服務(wù)，為日常應(yīng)急管理工作和突發(fā)事件應(yīng)急指揮決策提供科學(xué)的數(shù)據(jù)依據(jù)和平臺(tái)支撐[9]。

針對(duì)山西省應(yīng)急部門應(yīng)對(duì)突發(fā)事件中快速地圖服務(wù)的新需求，基于應(yīng)急專題數(shù)據(jù)庫(kù)，設(shè)計(jì)了應(yīng)急制圖模塊架構(gòu)，優(yōu)化了基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)快速出圖技術(shù)流程，應(yīng)急數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)以基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)成果為主，應(yīng)急專題數(shù)據(jù)為輔，通過流程控制、成果管理與成果提供，實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一管理和調(diào)度，在應(yīng)急分發(fā)服務(wù)工作中能快速、準(zhǔn)確、穩(wěn)定地為用戶提供測(cè)繪地理信息成果服務(wù)。

2 主要存在問題分析

2.1 應(yīng)急影像快速獲取能力有待提高

第一時(shí)間快速獲取受災(zāi)區(qū)域內(nèi)最新的現(xiàn)場(chǎng)信息是應(yīng)急指揮與搶險(xiǎn)救援的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，而目前配備的輕型無人機(jī)中，最大任務(wù)核載僅有5 kg，最大續(xù)航時(shí)間僅為2 h，遙控距離不超過50 km，無法滿足高海拔、大面積、惡劣天氣、遠(yuǎn)距離的應(yīng)急測(cè)繪影像快速獲取。

2.2 應(yīng)急數(shù)據(jù)資源有待完善

應(yīng)急數(shù)據(jù)資源是當(dāng)應(yīng)急事件突發(fā)時(shí)能夠直接提供并使用的數(shù)據(jù)，主要包括應(yīng)急基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、應(yīng)急專題數(shù)據(jù)、應(yīng)急事件數(shù)據(jù)、應(yīng)急電子地圖數(shù)據(jù)[10]。目前對(duì)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)資源提取、整合、利用得還不夠充分，應(yīng)急數(shù)據(jù)資源要素類型不夠豐富、信息現(xiàn)勢(shì)性不強(qiáng)、信息綜合分析能力不足；同時(shí)，應(yīng)急數(shù)據(jù)資源的儲(chǔ)備是一個(gè)規(guī)范化、常態(tài)化的工作，因此還需要做好對(duì)應(yīng)急數(shù)據(jù)資源長(zhǎng)期有效的資源規(guī)劃與建設(shè)。

2.3 應(yīng)急測(cè)繪數(shù)據(jù)傳輸能力不足

應(yīng)急測(cè)繪數(shù)據(jù)目前可以通過山西省地理信息公共服務(wù)平臺(tái)以地理信息服務(wù)的方式面向政務(wù)部門、企事業(yè)單位和社會(huì)公眾提供服務(wù)，但尚未建立與國(guó)家測(cè)繪地理信息局的應(yīng)急測(cè)繪數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，在應(yīng)急響應(yīng)開始后，無法實(shí)現(xiàn)應(yīng)急測(cè)繪原始及成果數(shù)據(jù)在國(guó)家應(yīng)急測(cè)繪體系內(nèi)的快速傳輸、共享和服務(wù)。

2.4 應(yīng)急測(cè)繪遠(yuǎn)程會(huì)商和指揮能力不足

應(yīng)急指揮決策的正確性和高效性是每一項(xiàng)應(yīng)急工作成功與否的關(guān)鍵，而目前尚未建立與國(guó)家測(cè)繪地理信息局縱向互通、與各部門之間橫向互聯(lián)的應(yīng)急測(cè)繪遠(yuǎn)程會(huì)商和指揮體系，應(yīng)急測(cè)繪指揮調(diào)度效率不高。

3 山西省應(yīng)急測(cè)繪保障主要能力建設(shè)

按照國(guó)家應(yīng)急測(cè)繪保障能力建設(shè)項(xiàng)目初設(shè)方案要求，根據(jù)現(xiàn)有應(yīng)急測(cè)繪技術(shù)裝備條件，結(jié)合開展全省應(yīng)急測(cè)繪工作的實(shí)際需求，將重點(diǎn)開展以下幾個(gè)方面的能力建設(shè)。

3.1 短航時(shí)固定翼無人機(jī)航空應(yīng)急測(cè)繪系統(tǒng)

完成飛行器、傳感器設(shè)備、指揮控制設(shè)備、綜合保障設(shè)備的集成建設(shè)，同時(shí)做好場(chǎng)地建設(shè)、隊(duì)伍建設(shè)、機(jī)制建設(shè)、運(yùn)行維護(hù)、應(yīng)急演練等保障工作，系統(tǒng)建成后將承擔(dān)中小型自然災(zāi)害、重點(diǎn)區(qū)域的視頻及光學(xué)影像的獲取任務(wù)，如圖1所示，可在突發(fā)事件周邊100 km內(nèi)起飛，具有起降條件要求較低、空域協(xié)調(diào)相對(duì)簡(jiǎn)單、機(jī)動(dòng)靈活等特點(diǎn)，滿足應(yīng)急測(cè)繪“第一張圖”的獲取需求。

3.2 應(yīng)急測(cè)繪省級(jí)資源共享節(jié)點(diǎn)

山西省應(yīng)急測(cè)繪資源共享節(jié)點(diǎn)主要由應(yīng)急測(cè)繪省區(qū)資源數(shù)據(jù)庫(kù)、應(yīng)急數(shù)據(jù)資源公共平臺(tái)、應(yīng)急數(shù)據(jù)資源共享系統(tǒng)與應(yīng)急測(cè)繪資源數(shù)據(jù)快速交換系統(tǒng)組成。其中,應(yīng)急測(cè)繪基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)基于天地圖母庫(kù)構(gòu)建；應(yīng)急數(shù)據(jù)資源公共平臺(tái)基于天地圖內(nèi)網(wǎng)版建設(shè)，為應(yīng)急數(shù)據(jù)資源共享系統(tǒng)提供應(yīng)急測(cè)繪基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)服務(wù)；應(yīng)急數(shù)據(jù)資源數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)主要提供應(yīng)急專題數(shù)據(jù)、應(yīng)急電子地圖與應(yīng)急事件數(shù)據(jù)的在線共享和服務(wù)，應(yīng)急測(cè)繪資源數(shù)據(jù)快速交換系統(tǒng)用于事中數(shù)據(jù)的快速交換，如圖2所示。

3.3 應(yīng)急測(cè)繪數(shù)據(jù)快速傳輸網(wǎng)絡(luò)

山西省應(yīng)急測(cè)繪數(shù)據(jù)快速傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)將在現(xiàn)有應(yīng)急網(wǎng)絡(luò)及軟硬件環(huán)境基礎(chǔ)上進(jìn)一步依托國(guó)家電子政務(wù)內(nèi)網(wǎng)進(jìn)行升級(jí)建設(shè)，如圖3所示。

傳輸網(wǎng)絡(luò)建成后將全面提升山西省應(yīng)急測(cè)繪地理信息數(shù)據(jù)的快速傳輸能力，為應(yīng)急數(shù)據(jù)的自動(dòng)化快速匯聚和共享交換提供網(wǎng)絡(luò)支撐，提高應(yīng)急數(shù)據(jù)資源的共享、處理和服務(wù)效率，實(shí)現(xiàn)跨地域、跨部門的應(yīng)急協(xié)作。

3.4 視頻會(huì)議終端

山西省視頻會(huì)議終端是國(guó)家應(yīng)急測(cè)繪調(diào)度系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)之一，是國(guó)家中心與山西省分中心之間開展日常和應(yīng)急辦公會(huì)議、異地指揮調(diào)度及異地協(xié)同等工作的重要信息溝通渠道。根據(jù)項(xiàng)目初設(shè)要求，充分利用已有設(shè)備和場(chǎng)所，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上完成了視頻會(huì)議室改造、顯示系統(tǒng)建設(shè)、數(shù)字會(huì)議系統(tǒng)建設(shè)、會(huì)議擴(kuò)聲系統(tǒng)建設(shè)、綜合保障系統(tǒng)建設(shè)以及視頻會(huì)議系統(tǒng)建設(shè),建成了山西省遠(yuǎn)程會(huì)商終端應(yīng)急測(cè)繪調(diào)度場(chǎng)所，如圖4所示。

該系統(tǒng)建成后實(shí)現(xiàn)了應(yīng)急指揮中心與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急測(cè)繪隊(duì)伍的遠(yuǎn)程會(huì)商和指揮調(diào)度，同時(shí)為今后在應(yīng)急測(cè)繪工作中實(shí)現(xiàn)與有關(guān)應(yīng)急部門進(jìn)行視頻會(huì)商奠定了基礎(chǔ)，下一步將按照國(guó)家統(tǒng)一安排部署完成系統(tǒng)對(duì)接。

4 結(jié) 語

通過山西省應(yīng)急測(cè)繪保障能力建設(shè)，將在現(xiàn)有應(yīng)急測(cè)繪保障能力基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升山西省在航空應(yīng)急測(cè)繪、應(yīng)急測(cè)繪資源共享、遠(yuǎn)程會(huì)商與應(yīng)急指揮等方面的能力，形成反應(yīng)迅捷、運(yùn)行高效、協(xié)作有序的專業(yè)化省級(jí)應(yīng)急測(cè)繪保障體系，全面提升山西省應(yīng)急測(cè)繪綜合保障服務(wù)能力。項(xiàng)目建成后，能夠在防災(zāi)減災(zāi)、搶險(xiǎn)救援、應(yīng)急指揮、恢復(fù)重建等方面提供強(qiáng)有力的應(yīng)急測(cè)繪保障服務(wù)。