《科技创新与品牌》杂志社特别报道

GIS在地震及其他防灾系统中的应用

左俊健左俊健


        地震应急事件的处置过程是一个需要社会多方协同工作的过程,涉及到不同团体、不同单位之间各类信息的采集、交换、处理和发布。分属不同单位的不同基础平台、不同结构的信息系统,它们在各自独立、互不干扰的前提下实现信息的有效集成和互联互通,这是地震应急搜救技术服务系统能够持续高效运行的重要保证。最近,针对地理信息系统在其中所起的作用,记者采访了北京超图软件专用软件事业部总监左俊健。


超图软件地图影像超图软件地图影像


        空间信息是各种信息集成融合的天然纽带

        记者:左总您好,首先请您谈一下,在地震应急搜救中,如何更好地发挥地理信息系统的作用?
        左俊健:在地震应急搜救中,空间信息非常关键,它是各种信息集成融合的天然纽带。GIS系统既能用于信息展现,也能用于信息关联和融合,是建立信息服务的基础软件平台。为了更好地实现异构信息系统的无缝集成,增强总体架构的业务敏捷性,降低系统扩充和重构成本,避免基础信息支撑的重复建设,提高对空间、非空间数据的使用效率,该系统应用了Service GIS技术,搭建了用于地震应急救援的空间信息共享与服务系统。
        该系统将作为整个地震应急搜救响应技术服务系统的一个基础服务设施进行建设,由此可以实现地理空间服务和其他业务系统的灵活集成与有效聚合,从而可以定制并扩展面向地震应急搜救的各类信息服务,包括地震应急搜救基础地图服务、地震灾情空间查询服务、地震灾害数据采集服务等多种信息服务。
        这里强调以全功能的GIS服务为基础,同时涵盖了应急搜救业务相关的诸多服务,这包括空间数据管理、二维可视化、三维可视化、地图在线编辑和各类应急搜救分析模型和处理等。 
        记者:Service GIS的核心内容是什么?
        左俊健:Service GIS是按照面向服务的体系架构(SOA)标准,基于共相式GIS内核构建的,服务端支持标准服务的定制、扩展与聚合,运行开发环境支持多种操作系统(Windows系列、Linux、Unix)和多种开发平台(.Net和JavaEE),客户端支持多类应用软件(包括移动嵌入式软件客户端、网络浏览器、桌面应用软件、空间三维可视化终端)的GIS软件体系。
        Service GIS可以提供开放的、易于定制和扩充的、可复用和聚合的地理空间信息服务,具备很强的兼容性、适应性和业务敏捷性,能为地震应急搜求服务系统提供一个理想的架构体系。

        地震应急搜救全景三维平台

        记者:地震应急搜救全景三维平台的应用有什么重要意义?
        左俊健:应急搜救全球全景多维平台是Services GIS体系中重要的客户端,基于球面模型开发,以应急搜救数据和服务的集成为目标,在融合全球多时相多尺度多源海量空间数据和板块活动层、地震断裂带等专业数据的基础上,实时、动态地表达各地地震灾情状况和信息处理结果,为各级单位和领导提供决策依据。
        记者:地震灾情信息处理包括哪些内容?
        左俊健:包括的内容非常丰富,通过信息采集和数据交换得到的多源数据,存储到系统的数据中心中,通过空间数据分析和压缩技术、数据挖掘技术、联机分析技术对基础数据、空间数据和收集到的业务数据进行分类管理、转换处理,并通过数据总结、信息聚类、模型分析等操作为生成信息报告产品提供服务。主要有四大功能:
        一是移动目标实时监控,即实时监控野外单兵、网络通信设施,各类应急资源分布等信息,同时与图像、通信等设备整合,调度各类资源。
        二是多源灾情信息接收,包括应急搜救移动信息接收、图像信息接收、影像信息接收等。
        三是应急模型处理和分析,包括突发灾害事件信息识别与模型、综合预测预警模型( 地震危害影响分析模型、通信状况分析模型、交通状况分析模型、通信设备部署分析模型、衍生次生灾害预警模型、人群疏散避难模型 )、智能研判模型、评估模型等。
        四是灾情判定与响应,包括指挥过程中的灾情会商和响应。使用者通过在平面或三维电子地图上绘制各种有特殊含义的符号来展示计划和决策信息。主要功能包括地震符号的制作和管理、地震应急预案的制作、地震会商电子白板、地震应急处置过程的动画展示、时空信息的时序展示、受灾范围判定、受灾人口判定、重点影响目标判定、响应辅助方案等。
        记者:灾情信息经过系统处理后,会产生什么结果?
        左俊健:结果就是灾情信息服务产品。基于信息处理和分析的结果,经各级领导决策后,最终形成内部的应急救援方案,上报上级领导和各级委办局,功能包括灾情检索、决策上报、资料下载、交换服务等功能。
        信息服务系统可提供的产品有:灾情规模初步判定与震区基本情况报告、基于卫星遥感数据的灾情快速评估报告、基于信息报送人员的快速灾情报告、地震现场可视化灾情信息展示、基于互联网资源的灾情与社情报告、地震灾害应急响应决策综合报告和特定地震公众服务信息。
        记者:灾情信息通过哪些途径发布?
        左俊健:发布途径很多。首先,将地震会商结果通过网页、网络地图和Web服务等形式向应急指挥机构、应急参与单位和公众发布。系统可以分别通过公网和专网访问,通过应急搜救服务体系的各个接口,可以快速通过服务的形式嵌入到其他系统中,实现信息的自动分发,完成包括灾情统计信息发布,各类专题图、统计图的制作,灾情预报,灾情查询,灾情显示等功能。

        抗震救灾辅助信息系统

        记者:在本次大地震中,超图软件具体提供了哪些支持?
        左俊健:在汶川大地震中,超图软件制作了“抗震救灾辅助分析信息系统”,为各相关部门提供以空间数据为基础的多方面的信息支持。系统主要提供以下五个方面的支持:
        一是基本信息查询。为了使救援部队指战员快速了解灾区的城市、村庄、道路的空间位置,系统提供地图显示、地名查询、距离测算、面积测算等功能,使指战员可以快速获取灾情所在地、部队距离灾区的距离、受灾面积等等信息,以便快速做出行动决策。
        二是地震专题显示。显示查询震源、受灾地区人口分布(包括城市、乡镇人口,老年、青壮年和未成年人口的比例)、受灾地区人员伤亡情况。
        三是救灾信息管理。地震灾情标绘:在地图上标注震源、受灾范围、坍塌房屋、坍塌桥梁、坍塌建筑物、山体滑坡、泥石流、断路、断桥、受损基站等灾情信息。具体内容包括救援状况标绘:救援目标、避难场所、疏散地域;救援队伍标绘:标注指挥所、人员、部队单位、集结地域、车辆、直升机、运输飞机、医疗机构、武警部队;救援行动标绘:标绘人员疏散、部队行进路线和方向。
        四是灾情空间查询。在限定的圆形或多边形范围内查询救灾信息并分类显示,同时统计该区域内的人口。
        五是救援路线分析。实时分析出救援部队由某一空间位置到救援目标的最短路线,并提示行进步骤和方法。

        沿海农村住房防灾信息系统

        记者:在应对沿海灾害天气方面,超图软件开发了哪些防灾软件?
        左俊健:超图软件的地理信息系统是一个基础平台,有不少公司运用我们的平台开发了他们的防灾信息系统。比如,温州市勘察测绘研究院开发的浙江省沿海地区农村住房防灾管理信息系统。这个系统已经在浙江省各个乡镇应用。
浙江省多山靠海,地势地形复杂,受特定地理环境和气候因素的影响,易遭台风频繁袭击,台风暴雨又极易引起洪水和地质灾害。每年汛期,都会遭受不同程度的热带气旋(台风)、暴雨、洪涝、崩塌、滑坡和泥石流的袭击,造成房屋受损,人员伤亡,防汛、防灾任务极为繁重。浙江省委、省政府责成省建设厅牵头开展农村住房防灾能力普查工作,并决定采用先进的地理信息系统(GIS)开发浙江省沿海地区农村住房防灾管理信息系统,对各种普查成果以及今后的防灾、抗灾、救灾等工作进行信息化管理。
        本系统采用超图软件的组件式GIS平台SuperMap Objects设计开发,实现了房屋、人口信息等海量数据的空间一体化管理,在灾害数据模型建立和灾害模拟、灾害预警、应急预案制定等方面具有一定的独创性和良好的实用性。系统得到了专家组的高度肯定,被评审鉴定为填补了国内农村住房信息化管理、防灾抗灾领域的空白,达到国内领先水平。

        煤矿安全实时监测系统

        记者:在安全生产方面,有哪些产品是以贵公司的平台开发的?
        左俊健:这方面有煤科院抚顺分院开发的WebGIS煤矿安全实时监测网络信息管理系统。这个系统应用在矿务局、安全生产监察局、大型矿业集团等单位。
        该系统是抚顺分院2003年6月新投放市场的煤矿监控系统联网监测管理软件,它集安全监测、监控和生产信息管理、安全监督管理于一体,有别于传统的监测、监控系统和生产监控、调度系统,系统采用北京超图软件所研发的先进的SuperMap Objects组件式GIS技术、网络通信技术和数据库技术,使监测、监控数据向图形化转化,数据管理与图形管理融为一体,为企业的安全管理和宏观管理提供方便直观的统计图和分析结果,在各煤矿的安全信息基础上,以便作出快速的、有效的各种决策。

        “非典”疫情发布地理信息系统

        记者:你们还开发过一个“非典”疫情发布系统,这个系统有什么特色?
        左俊健:卫生部SARS疫情发布地理信息系统(以下简称SARS疫情发布系统)的建立,旨在实时发布SARS病例(包括确诊和疑似)的空间/时间分布以及统计信息和趋势分析信息。系统的建立充分利用了网络地理信息技术的最新技术成果。
        SARS疫情发布系统采用了新一代Internet GIS开发平台SuperMap IS作为开发平台,采用B/S结构进行搭建。客户端采用标准的HTML和&#106avascript语言实现用户的图形界面交互,适用于通用浏览器,实现了零客户端的要求,浏览器不需要下载额外的插件或者Java Applet即可运行;Web层发布实时疫情信息,是系统的业务逻辑层,是整个系统的逻辑核心,也是用户操作和地理信息服务器之间交互的桥梁;后台地理信息服务器是整个系统的支柱,实现交互式电子地图的所有操作,动态生成各种专题地图。
        系统在全国1∶400万基础地形的基础上叠加SARS专题数据(全国各省、重点省市的新增确诊病例数,累计确诊病例数等),发布多种疫情专题信息。