應(yīng)急決策地理信息平臺建設(shè)技術(shù)研究——以內(nèi)蒙古平臺建設(shè)為例

薛志忠，石建軍

(內(nèi)蒙古自治區(qū)地圖院，內(nèi)蒙古 呼和浩特010051)

一、引 言

世界各國均把維護(hù)公共安全事務(wù)提到新的議事日程，對危機事件的應(yīng)對能力和管理水平已成為展示國家綜合國力的重要組成部分，也成為評價政府工作與進(jìn)步程度的一個重要標(biāo)志。2006年，國務(wù)院印發(fā)了《關(guān)于全面加強應(yīng)急管理工作的意見》(國發(fā)〔2006〕24號)，把推進(jìn)應(yīng)急平臺體系建設(shè)列為加強應(yīng)對突發(fā)事件能力建設(shè)的首要工作。

基于此，本文以內(nèi)蒙古應(yīng)急決策地理信息平臺為例，探討了其背景、內(nèi)容、架構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)、技術(shù)路線等，目的是為應(yīng)急決策提供科學(xué)的技術(shù)依據(jù)，更好地為政府、社會公眾服務(wù)。

二、內(nèi)容與架構(gòu)

1．建設(shè)內(nèi)容

本文緊密結(jié)合內(nèi)蒙古應(yīng)急管理的實際業(yè)務(wù)需求，集成GIS、RS、GNSS、現(xiàn)代化通信技術(shù)和計算機技術(shù)，以多源、多尺度基礎(chǔ)地理信息為基礎(chǔ)，有效整理、集成現(xiàn)有基礎(chǔ)地理信息和突發(fā)事件應(yīng)急管理相關(guān)專題信息，建立應(yīng)急綜合數(shù)據(jù)庫;同時采用開放性的面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行信息化建設(shè)，構(gòu)建集信息采集、應(yīng)急管理、查詢統(tǒng)計、綜合分析及輔助決策等為一體的突發(fā)公共事件應(yīng)急決策地理信息平臺，為監(jiān)測監(jiān)控、應(yīng)急指揮、綜合協(xié)調(diào)、信息報告等工作提供信息支撐和決策支持。

2．平臺架構(gòu)

應(yīng)急決策地理信息平臺是建立在應(yīng)急管理數(shù)據(jù)支撐平臺上的應(yīng)急決策地理信息綜合指揮應(yīng)用平臺，主要用于日常應(yīng)急管理應(yīng)用和領(lǐng)導(dǎo)決策指揮，是應(yīng)急基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)和各類行業(yè)專題數(shù)據(jù)的展示和處理平臺，是服務(wù)于應(yīng)急決策的具體信息化工具，也是應(yīng)急管理科學(xué)研究成果的具體體現(xiàn)和測試平臺。

應(yīng)急決策地理信息平臺綜合采用多種技術(shù)，將廣域分布的抽象地理數(shù)據(jù)直觀顯示在統(tǒng)一界面上，并以圖層的形式疊加各類應(yīng)急專題數(shù)據(jù)進(jìn)行空間分析，在此基礎(chǔ)上為領(lǐng)導(dǎo)提供多樣化的輔助決策支持服務(wù)。應(yīng)急決策地理信息平臺總體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 應(yīng)急決策地理信息平臺總體架構(gòu)

3．軟件體系結(jié)構(gòu)

應(yīng)急決策地理信息平臺的軟件體系主要由平臺安全管理、數(shù)據(jù)交換與共享、數(shù)據(jù)維護(hù)、應(yīng)急物資保障、手持終端、安全生產(chǎn)應(yīng)急管理、預(yù)警與輔助決策等子系統(tǒng)組成。

(1)平臺安全管理子系統(tǒng)

平臺安全管理子系統(tǒng)負(fù)責(zé)整個應(yīng)急地理信息平臺的安全認(rèn)證和權(quán)限管理工作。該管理子系統(tǒng)包含:權(quán)限管理、角色授權(quán)管理、用戶管理、系統(tǒng)及功能模塊配置、系統(tǒng)資源管理、平臺運行日志管理、數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)管理等模塊。

(2)數(shù)據(jù)交換與共享子系統(tǒng)

交換與共享系統(tǒng)是各類應(yīng)用系統(tǒng)業(yè)務(wù)信息統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換和信息共享平臺，是多個應(yīng)用系統(tǒng)實現(xiàn)信息整合的重要手段。數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)采用多種模式與現(xiàn)有的系統(tǒng)有機集成，是信息系統(tǒng)最為基礎(chǔ)的部分。

數(shù)據(jù)交換與共享子系統(tǒng)主要包括與國務(wù)院應(yīng)急辦、自治區(qū)級行業(yè)部門、盟市級應(yīng)急辦進(jìn)行數(shù)據(jù)共享與交換的3個模塊，以及數(shù)據(jù)質(zhì)量控制與元數(shù)據(jù)管理模塊，相應(yīng)完成與國家級應(yīng)急平臺相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)、自治區(qū)級相關(guān)部門已有應(yīng)急應(yīng)用系統(tǒng)與應(yīng)急數(shù)據(jù)庫、盟市級相關(guān)部門已有應(yīng)急應(yīng)用系統(tǒng)與應(yīng)急數(shù)據(jù)庫的信息交換與信息共享。

(3)數(shù)據(jù)維護(hù)子系統(tǒng)

應(yīng)急決策地理信息平臺基于應(yīng)急管理數(shù)據(jù)支撐平臺建立，包含25個行業(yè)應(yīng)急專題數(shù)據(jù)庫、預(yù)案庫、模型庫、案例庫、事件庫、文檔庫、系統(tǒng)庫、基礎(chǔ)地理空間庫等多個數(shù)據(jù)庫，涉及數(shù)據(jù)種類繁多，對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的維護(hù)管理是應(yīng)急地理信息平臺其他子系統(tǒng)賴以運行的基礎(chǔ)。

數(shù)據(jù)維護(hù)子系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)批量入庫、數(shù)據(jù)編輯、數(shù)據(jù)更新、數(shù)據(jù)輸出、數(shù)據(jù)歸檔、匯總統(tǒng)計、綜合檢索、報表生成、專題圖件輸出等日常業(yè)務(wù)處理模塊。

(4)應(yīng)急物資保障子系統(tǒng)

應(yīng)急物資保障子系統(tǒng)主要實現(xiàn)對應(yīng)急資源(應(yīng)急隊伍、儲備物資、救援裝備、運輸能力、通信保障和醫(yī)療救護(hù)等)的動態(tài)管理、物資調(diào)度、運輸計劃、應(yīng)急物資查詢統(tǒng)計、應(yīng)急物資生產(chǎn)能力查詢統(tǒng)計、各種統(tǒng)計報表打印等，并可隨時進(jìn)行應(yīng)急物資儲備狀況的地理可視化顯示，為應(yīng)急物資調(diào)度提供保障。

(5)手持設(shè)備終端子系統(tǒng)

手持設(shè)備終端子系統(tǒng)是主要運行于帶有GPS和GIS功能的手持PDA、智能手機、移動電腦上的移動終端GIS系統(tǒng)，使指揮和數(shù)據(jù)采集工作能夠深入一線，還能用于救援車輛快速精準(zhǔn)導(dǎo)航、關(guān)鍵物資調(diào)運重點車輛路線監(jiān)控、關(guān)鍵危險品監(jiān)控等，主要包括地理空間數(shù)據(jù)采集、危險源標(biāo)示、空間檢索、路線規(guī)劃、GPS導(dǎo)航等功能模塊。

(6)安全生產(chǎn)應(yīng)急管理子系統(tǒng)

安全生產(chǎn)應(yīng)急管理子系統(tǒng)主要用于重點防護(hù)目標(biāo)、重大危險源、關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施等監(jiān)控目標(biāo)的動態(tài)監(jiān)控，以及重大安全事故的追蹤管理、應(yīng)急事件的追蹤管理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)圖像在GIS地圖上的疊加顯示、本地區(qū)監(jiān)測數(shù)據(jù)的接入和上報。

(7)預(yù)警與輔助決策子系統(tǒng)

預(yù)警與輔助決策子系統(tǒng)綜合依據(jù)監(jiān)測結(jié)果、各類預(yù)警信息、物資儲備狀況及其他應(yīng)急力量狀態(tài)，結(jié)合專家知識庫和應(yīng)急預(yù)案規(guī)劃，輔助應(yīng)急指揮人員進(jìn)行決策。采用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)綜合分析數(shù)據(jù)庫，并在空間數(shù)據(jù)上進(jìn)行空間分析計算后給出各類預(yù)防、減災(zāi)、救援、調(diào)度方案，供指揮人員參考，并快速輸出圖件用于實際調(diào)遣布置。

4．應(yīng)急數(shù)據(jù)資源

圖2 數(shù)據(jù)層內(nèi)容構(gòu)成

(1)基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)

基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)主要為應(yīng)急平臺提供直觀、全面、統(tǒng)一的空間參考，實現(xiàn)各種GIS應(yīng)用分析、目標(biāo)實時動態(tài)監(jiān)控、各類信息的展示，主要內(nèi)容見表1。

表1 基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)內(nèi)容

(2)應(yīng)急資源專題數(shù)據(jù)

這些數(shù)據(jù)大多與空間位置相關(guān)，因此需要對其進(jìn)行空間位置的標(biāo)定。在基本不改變現(xiàn)有應(yīng)急管理體制和格局的前提下，結(jié)合內(nèi)蒙古的實際，分析應(yīng)急資源分類體系，對相關(guān)應(yīng)急資源的數(shù)據(jù)描述、空間分布狀況與屬性表達(dá)進(jìn)行匯總和取舍，實現(xiàn)統(tǒng)一編碼，并與基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)庫進(jìn)行必要的整合，主要內(nèi)容見表2。

表2 應(yīng)急資源專題數(shù)據(jù)內(nèi)容

(3)其他應(yīng)急相關(guān)數(shù)據(jù)

該部分?jǐn)?shù)據(jù)包括事件信息數(shù)據(jù)、應(yīng)急預(yù)案數(shù)據(jù)、應(yīng)急案例數(shù)據(jù)、應(yīng)急模型數(shù)據(jù)、應(yīng)急文檔數(shù)據(jù)、應(yīng)急系統(tǒng)數(shù)據(jù)等，主要內(nèi)容見表3。

表3 其他應(yīng)急相關(guān)數(shù)據(jù)

(4)行業(yè)部門資源專題數(shù)據(jù)

該部分?jǐn)?shù)據(jù)指各主要行業(yè)、部門所管理的與應(yīng)急相關(guān)的專題數(shù)據(jù)，以數(shù)據(jù)庫的形式存放在各行業(yè)部門，并通過政府專網(wǎng)與自治區(qū)應(yīng)急資源專題數(shù)據(jù)庫相連，主要內(nèi)容見表4。

表4 行業(yè)部門資源專題數(shù)據(jù)內(nèi)容

(5)盟市應(yīng)急數(shù)據(jù)

中糧寧夏年產(chǎn)2萬t葡萄酒及配套種植基地項目是中國（寧夏）賀蘭山東麓葡萄文化長廊發(fā)展規(guī)劃的部分內(nèi)容，位于永寧縣境內(nèi)，屬于賀蘭山東麓葡萄酒原產(chǎn)地保護(hù)的核心區(qū)域。該項目屬于西夏渠灌域規(guī)劃供水對象之一，不增加永寧縣引黃水量指標(biāo)的前提下，充分利用永寧縣近年的節(jié)水量，合理開發(fā)賀蘭山東麓荒地，是一項有利于做強做大寧夏支柱產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)生巨大經(jīng)濟(jì)、社會、生態(tài)效益的工程。

盟市應(yīng)急數(shù)據(jù)指從自治區(qū)應(yīng)急數(shù)據(jù)中根據(jù)盟市管轄范圍所切割出來并在盟市級應(yīng)急部門單獨建立數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理與應(yīng)用的應(yīng)急數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)類型與省應(yīng)急總數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)類型基本一致，主要包括地理空間數(shù)據(jù)及各類應(yīng)急專題數(shù)據(jù)，主要內(nèi)容見表5。

表5 盟市應(yīng)急數(shù)據(jù)內(nèi)容

三、關(guān)鍵技術(shù)

1．分布式數(shù)據(jù)庫

分布式數(shù)據(jù)庫主要包括數(shù)據(jù)收集、維護(hù)、存儲和管理，為緊急事件處置指揮系統(tǒng)提供分布式數(shù)據(jù)庫支持，但要考慮系統(tǒng)的安全性、保密性，研究建立完善的數(shù)據(jù)同步更新機制。

2．多種體系結(jié)構(gòu)

該研究主要是采用客戶端/服務(wù)器(C/S)和瀏覽器/服務(wù)器(B/S)、移動端/服務(wù)器(M/S)相結(jié)合的模式。在應(yīng)急事件接報、調(diào)度、保障、評估、輔助預(yù)案等業(yè)務(wù)中使用C/S模式，該模式具有結(jié)構(gòu)緊湊、運行效率高的優(yōu)點。在專題數(shù)據(jù)交換與共享、安全管理等業(yè)務(wù)中采用B/S模式，該模式首先簡化了客戶端，無須如C/S模式那樣在不同的客戶機上安裝不同的客戶應(yīng)用程序，而只需安裝通用的瀏覽器軟件。在移動指揮部分采用M/S模式，利用當(dāng)今成熟的GPRS技術(shù)，解決移動客戶端GIS的通信問題;利用GPS技術(shù)，解決移動客戶定位和數(shù)據(jù)采集問題。

3．多媒體通信技術(shù)

通過信息融合，實現(xiàn)衛(wèi)星、移動通信、移動計算設(shè)備、固定電話等各類信息設(shè)備的無縫連通，實現(xiàn)接警處警網(wǎng)絡(luò)信息平臺、指揮調(diào)度平臺、領(lǐng)導(dǎo)指揮決策平臺、數(shù)據(jù)服務(wù)平臺、地理信息發(fā)布平臺、信息發(fā)布和查詢平臺及預(yù)案管理平臺的信息共享和統(tǒng)一調(diào)度指揮。

4．?dāng)?shù)據(jù)融合與異構(gòu)數(shù)據(jù)資源快速整合技術(shù)

利用數(shù)據(jù)倉庫分析建模技術(shù)和元數(shù)據(jù)管理技術(shù)，構(gòu)建能夠支持跨域異構(gòu)數(shù)據(jù)整合的共享數(shù)據(jù)交換平臺，為分布式應(yīng)急指揮提供一致性的各種信息，包括相關(guān)人員及其聯(lián)系信息、公共安全事件應(yīng)急物資和車輛等，提高應(yīng)急指揮系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和整體一致性。

5．集成化決策研討廳與仿真模擬環(huán)境的模型與支持技術(shù)

在線調(diào)度優(yōu)化模型及其網(wǎng)絡(luò)化實現(xiàn)決策研討過程的信息組織與分類、專家意見集成與分析、多維數(shù)字化仿真與演示、預(yù)案實施模擬預(yù)演評估支持方法與模型。針對不同種類的應(yīng)急事件，進(jìn)行推演模擬的細(xì)胞自動機技術(shù)等研究。運用系統(tǒng)動力學(xué)及多Agent技術(shù)，建立應(yīng)急事件仿真環(huán)境，采用人機交互形式，將用戶需要解決的問題(示范事件、事故和災(zāi)害案例)的各個屬性及數(shù)據(jù)輸入計算機，填入計算機內(nèi)存通用的仿真模型，然后在計算機上再現(xiàn)問題的動態(tài)運行過程及運行結(jié)果，實現(xiàn)全區(qū)各種各類公共安全事件的評估，重大或潛在公共安全事件的識別、風(fēng)險分析和預(yù)警，各類公共安全事件的預(yù)測預(yù)警，公共安全事件應(yīng)急預(yù)案的生成、管理和維護(hù)(包括指令生成系統(tǒng))，公共安全事件歷史和關(guān)聯(lián)分析，公共安全事件危險源的識別和預(yù)防，公共安全事件后果評估，公共安全事件應(yīng)急處理結(jié)果評估(從政治、社會和經(jīng)濟(jì)等多方面進(jìn)行評估)。

6．關(guān)聯(lián)調(diào)度與協(xié)同工作技術(shù)

包括公共安全事件應(yīng)急物資、運輸車輛和相關(guān)資源的需求與調(diào)度，公共安全應(yīng)急力量的優(yōu)化配置，各地區(qū)各類公共安全事件的綜合評估系統(tǒng)等;基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理與維護(hù)、動態(tài)監(jiān)測與應(yīng)急日志、公共事件詳細(xì)情況呈報(與自治區(qū)級平臺互聯(lián)互通)、援助指令下達(dá)(與自治區(qū)級平臺互聯(lián)互通)、公共安全事件應(yīng)急物資和相關(guān)資源的需求與調(diào)度、事件影響及總結(jié)的呈報(與國家級平臺互聯(lián)互通);公共安全事件及其進(jìn)展信息在多種媒體上發(fā)布的管理，各類公共安全事件信息的分類，評估消息發(fā)布對社會和公共安全事件發(fā)展進(jìn)展。

四、技術(shù)路線

技術(shù)路線如圖3所示。

五、結(jié)束語

本文以內(nèi)蒙古為例，對應(yīng)急決策地理信息平臺建設(shè)的技術(shù)和相關(guān)問題進(jìn)行了研究和探討。但平臺的建設(shè)是一項涉及多家部門、多種數(shù)據(jù)的工程，需要在政府有關(guān)部門的組織下成立管理、研究、實施、運行等機構(gòu)。測繪地理信息部門作為地理信息的主要獲取、管理部門，需要積極開發(fā)適合于本地區(qū)的應(yīng)急決策平臺，服務(wù)于本地區(qū)突發(fā)事件的應(yīng)急保障。

圖3 技術(shù)路線

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