地理信息系统应急救灾的现状、应用及前景

2014-10-22 09:29:37    来源:中国地理信息产业协会

摘要:本文介绍相关的地理信息技术在救灾中的具体应用,说明了利用GIS技术结合传统应急救灾能为救援的决策提提供更好的救援决策分析。

本文通过简要介绍传统应急救灾的不足,引出现代灾害中运用GIS技术救灾的必要性。通过介绍相关的地理信息技术在救灾中的具体应用,说明了利用GIS技术结合传统应急救灾能为救援指挥者提供丰富的救援信息和直观的现场,同时也能为救援的决策提提供更好的救援决策分析。


1.引言

灾害一直是人类生存的大敌,每次的爆发都给人类带来巨大的痛苦,伤亡和损失。随着现代社会的发展人口不断激增,社会的脆弱性(危险的技术、易损的生命线工程、不安全的建筑和设施、人们的相互依存等等)增强,自然与人为灾害互相结合,开始越来越严重的威胁人类的生存。

灾害突发事件发生以后,最急迫的是应急救灾。进行应急救灾是一项系统工程,救援方案的制定,救援物资的及时到达,以及如何灾后重建都是必须考虑的问题。因此,在救援力量有限的情况下,一个高效的救援方案的制定与执行,可以尽可能减轻灾害造成的人为损失,甚至挽救很多宝贵的生命。随着地理信息技术的发展,利用GIS技术提供的数字影像数据,直接或间接的指导应急救灾已经成为一种趋势。GIS通过在后方逼真地模拟现场,为指挥者提供更丰富和更直观的救援信息,在现场救援中也能提供强大的技术支持,为指挥员决策提供更科学的决策模型。


2.GIS在应急救灾中现状

近年来对传统灾害的应急救援研究比较深入,许多重大危险源企业也编制了相应的应急预案。但这种救援预案也仅仅停留在文件层面,具体实施的可操作性和对具体情况的适应性相对较差,大多也没有经过相应的实际演练,所以其应急救灾效果有限,即使预案策划十分周密、细致,也只能是纸上谈兵,不能保证应急救援工作的有效实施。

随着计算机技术的研究深入,近年来计算机应急系统的研究成为当下的主流,应急工作也开始注重具体和实际实现的功能。但应急的普遍性原理和一般性理论尚未成型,这方面的工作很少且不系统。地球科学技术的发展,特别是GIS技术的发展,给应急救援带来了新的变化。通过将地理信息和计算机应急系统的开发方法结合,并进行相应的归纳和探讨,有助于我们发现计算机应急系统的共性,提高应急救援研究水平。


3.GIS技术在应急救灾中的应用

传统的应急救灾在灾害发生后的应急预案和救援手段变现形式上比较单一,救援指挥无法直观的重现灾害事故现场,可视性差。GIS不仅兼备信息系统的各种优点,还能够进行相关的空间数据可视化操作,并可以在此基础上进行更为复杂的空间分析,这些优点对于应急救灾的现场模拟和救援可视化都非常有意义。而GIS结合3D技术可使逼真的还原灾害前后的现场,身临其境的指挥现场救援,可以将救援的文本文件数据通过网络和移动终端发送到灾害现场,实现数据的实时传输与可视化,并能进行地理空间信息的相关分析,实现地理空间分析与应急救灾的高度集成。


3.1 网络GIS

应急基础数据收集整理建库是一项艰巨而复杂的任务,既涉及到不同单位人员、物资的种类、数量及其空间分布状况,又要考虑与其相关的许多其他因素,而且数据量特别大。

过去几十年花费了大量的人力和财力收集各种人口、经济、基础地理信息的各类数据,由于目前这些数据零碎地分散在不同的地方和部门,共享困难,利用率很低。应用网格技术建立包括各种资源的网格GIS,能在较短时问内把需要的数据从不同的数据库中抽取出来并综合在一起,利用网格系统中所需要的各种软件和硬件资源进行计算与分析,以提高快速评估与辅助决策的效率和水平。网络GIS应急救援系统结构如图1所示




3.2 移动GIS

在应急指挥中,移动GIS可以解决应急指挥系统终端移动困难问题。利用移动GIS,GPS和无线通讯技术,将应急救援系统的各种信息资源整合到移动终端中。可以大大提升应急救援系统的灵活性、实时性、准确性。在应急中;移动终端为救援人员随身携带,通过GPS进行移动定位及GIS空问分析,为快速达灾区现场提供必要的协助,降低灾情的扩大,并提供现场指挥所需要的各类基础信息。

在灾后恢复和重建阶段,恢复期内,可以用手持设备GPS定位毁坏的设施、确定伤害类型和数量,排出优先级;配给中心按人口和每个地区受伤害的类型,给安置点发放水、食物、药品、衣被。重建期内,要恢复所有的服务到正常的水平,可以用GIS来跟踪和显示重建的计划和进展,辅助重建资金的预算、分配。在省级应急指挥系统中利用现场移动终端建立起现场数据接收系统,采用C/S与B/S相结合的分布式结构,建立一个支持各种类型数据的数据接收、处理与应用输出系统。能够接收、存储、管理现场的GIS空问信息也包括视频、音频、图像、数据信息,包括了现场的灾害评估、烈度调查、科学考察等工作中涉及的现场调查数据,并进行解密、解压、归档和显示处理,并对部分数据的空间特性处理,规整为符合应急系统规范格式,提供给其它模块使用,系统核心是一个现场移动GIS平台。


3.3 以GIS为平台应急指挥系统建设

将地理信息技术和应急救灾相结合的一种系统应用。以GIS为开发平台,利用管理信息系统和地图控件,建立可视化的应急救援管理系统。该系统内可以包含丰富的灾害数据库,以及相关的监测预警模型,针对特定的预警信息来判断并规避响应的灾害。系统可以建设以灾害监测为主,将灾害源,灾害影响区域,救灾设备,救灾路线等与救灾相关的信息在地图上动态显示。还可以通过提前建立起灾害点的三维模型,实时动态的实现远程救援,为灾害救援提供强有力的技术支持。同时提高灾害监测预警能力。

以我公司正在建设的大坝安全监测管理系统为例,该系统以GIS为平台,以全国目前已存在的大坝为数据库基础、以大坝监测预警分析模型为主要手段,建立起全国的大坝安全监测系统平台。该系统以千兆网为网络平台,当大坝出现安全隐患或有灾害发生后,该系统通过主动或被动触发控制机制,启动快速响应、实时还原灾害现场、决策指挥辅助信息等系统,在一定的基础数据、专业计算模型的基础上,利用灾区的经济应急指挥技术系统对灾害救援相关信息进行科学管理,实现灾害紧急救援状况及需求分析,为相关部门进行灾害救援提供决策支持。系统以直观、科学的数据及预案、决策建议为基础,为地震救援提供有效的信息与辅助决策支持。系统平台以C/S结构为主,B/S结果为辅,提供灵活、直观的信息管理与浏览、查询方式。系统结构框架图如2所示




4.GIS在应急救灾应用前景及未来发展方向

传统的应急救灾模式不能完全适应现代救灾的调度的快速性、及时性、准确性、和复杂性。GIS技术可以为指挥者提供更丰富和更直观的救援信息,提供更科学的决策模型。建设一个具有智能应急功能的救灾平台必将涉及大量的空间信息与属性信息,也必须借助GIS技术的支持。


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作者简介

倪翊龙(1988年—),男,汉族,湖南郴州人,硕士,主要从事GIS研发工作。


原标题:地理信息在应急救灾中的服务与应用


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