測繪地理信息在應(yīng)急測繪中的運(yùn)用

陳江　王強(qiáng)　陳宏燁　孫瑋琢

摘 要：隨著我國測繪地理信息技術(shù)不斷發(fā)展，測繪部門有能力、有責(zé)任為各個部門提供實時應(yīng)急測繪支持和服務(wù)，從而滿足應(yīng)急測繪的需求。這就需要加強(qiáng)對測繪地理信息的研究工作，提高在應(yīng)急測繪中的應(yīng)用性。基于此，本文重點探究當(dāng)今應(yīng)急測繪保障體系架構(gòu)，分析測繪地理信息在應(yīng)急測繪中的關(guān)鍵性技術(shù)，旨在推動我國應(yīng)急測繪的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：測繪地理信息；應(yīng)急測繪；測繪應(yīng)急保障；地理信息系統(tǒng)

中圖分類號：P208 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）07-0121-02

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展、城市建設(shè)進(jìn)程持續(xù)深化，當(dāng)今社會中的各類突發(fā)事件層出不窮，給國民經(jīng)濟(jì)帶來了巨大的損失。各類重大突發(fā)事件應(yīng)急處置需要利用測繪部門提供的相關(guān)地理信息，作為災(zāi)情與科學(xué)決策的重要依據(jù)與載體。在科技時代下，測繪技術(shù)已經(jīng)逐漸實現(xiàn)了數(shù)字化發(fā)展，極大的提高了測繪技術(shù)質(zhì)量，測繪部門有能力、有責(zé)任為各部門提供實時應(yīng)急測繪支撐與服務(wù)，滿足突發(fā)事件的應(yīng)對需求，提高相關(guān)部門處置應(yīng)急事件的時效性與針對性。加快遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在防災(zāi)減災(zāi)中的應(yīng)用，構(gòu)建國家綜合減災(zāi)的風(fēng)險管理共享平臺，從而不斷完善預(yù)警、評估、監(jiān)測、應(yīng)急求助的指揮體系。

1 應(yīng)急測繪體系架構(gòu)

應(yīng)急測繪保障技術(shù)體系主要包括數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)處理、信息服務(wù)三大核心環(huán)節(jié)。其主要表現(xiàn)在：

1.1 數(shù)據(jù)獲取

數(shù)據(jù)獲取可以采用航空、航天遙感技術(shù)以及外業(yè)數(shù)據(jù)采集方法獲取相關(guān)地區(qū)數(shù)據(jù)信息，通過移動監(jiān)測車將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化并傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理中心。

1.2 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理主要是采用遙感影像一體化測繪系統(tǒng)、應(yīng)急快速制圖系統(tǒng)、專業(yè)測繪軟件等，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)多格式、多形態(tài)、多來源的數(shù)據(jù)結(jié)合，保證應(yīng)急數(shù)據(jù)符合實際標(biāo)準(zhǔn)需求。

1.3 信息服務(wù)

信息服務(wù)可以將現(xiàn)有的數(shù)據(jù)和應(yīng)急測繪進(jìn)行采集、處理，生成可視化數(shù)據(jù)信息，通過地理信息平臺將相關(guān)信息發(fā)布出去，這樣便可在第一時間將應(yīng)急數(shù)據(jù)傳遞給相關(guān)部門。一旦發(fā)生了應(yīng)急問題，負(fù)責(zé)應(yīng)急測繪保障的各個部門要根據(jù)崗位職責(zé)開啟應(yīng)急保障工作，啟動現(xiàn)行應(yīng)急預(yù)案。對以往相關(guān)測繪成果進(jìn)行梳理，通過綠色通道將應(yīng)急測繪數(shù)據(jù)交給相關(guān)部門或個人。同時，測繪應(yīng)急小組需要第一時間趕赴現(xiàn)場開展工作，獲得相應(yīng)測繪應(yīng)急數(shù)據(jù)信息，快速處理相關(guān)數(shù)據(jù)、使用穩(wěn)妥高效傳輸手段進(jìn)行定向傳輸，采用快速制圖技術(shù)制作應(yīng)急專題圖，為應(yīng)急部門提供相關(guān)專題圖和地理信息服務(wù)。

2 測繪應(yīng)急保障關(guān)鍵性技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，當(dāng)今測繪地理信息技術(shù)在理論水平、綜合應(yīng)用、精準(zhǔn)程度上都有了極大的進(jìn)展。無人機(jī)影像采集、激光雷達(dá)數(shù)據(jù)采集、合成孔徑雷達(dá)數(shù)據(jù)采集、虛擬仿真平臺等一大批高精尖關(guān)鍵技術(shù)的成熟應(yīng)用，也大大提高了應(yīng)急測繪水平。

2.1 天空地一體化數(shù)據(jù)采集

2.1.1 航天遙感技術(shù)

航天遙感技術(shù)主要是通過航天飛機(jī)或衛(wèi)星進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。通常航攝飛行高度在10公里左右，陸地衛(wèi)星軌道為910公里，這樣即可獲得更加廣泛的信息。航天遙感采集數(shù)據(jù)不僅周期短、速度快，并且數(shù)據(jù)獲取受到的限制更少，無論是高山、沼澤、沙漠等條件，都能夠使用遙感技術(shù)，并結(jié)合各種任務(wù)，利用不同波段對物體進(jìn)行穿透性分析，也就是可以掌握內(nèi)部信息。如地底層、水下層、冰下層等都能夠?qū)崿F(xiàn)信息采集。

2.1.2 航空遙感技術(shù)

航空遙感技術(shù)主要是采用無人機(jī)或小型地空飛機(jī)采集數(shù)據(jù)。低空遙感技術(shù)可以獲取實時數(shù)據(jù)傳輸性能，并在短時間內(nèi)獲得更加精準(zhǔn)的遙感數(shù)據(jù)圖形，幫助決策部門第一時間掌握現(xiàn)場情況，為后續(xù)工作提供更加可靠的依據(jù)，為地面災(zāi)情解譯提供豐富的數(shù)據(jù)資源，達(dá)到輔助分析災(zāi)害發(fā)生的嚴(yán)重程度以及空間地理分布條件。無人機(jī)通常會搭載傾斜攝影系統(tǒng)，可以從多角度、多維度采集相關(guān)信息，并組合成三維模型，包括數(shù)字表面模型和數(shù)字高程模型等。

2.1.3 地面單兵地理信息技術(shù)

該技術(shù)主要包括通信、攝像、GPS定位、人工智能優(yōu)化等多種技術(shù)綜合應(yīng)用，這樣可以更加精準(zhǔn)的獲取災(zāi)情實際位置和情況。也可以通過通信系統(tǒng)實現(xiàn)指揮中心與現(xiàn)場實時視頻數(shù)據(jù)傳遞，為指揮決策提供一手資料，這樣更利于現(xiàn)場的指揮與營救工作。

2.1.4 地面激光雷達(dá)采集技術(shù)

該項技術(shù)可以按照平臺可以劃分成車載、地面、船載、手持等類型。地面激光雷達(dá)不僅非常小巧便捷，同時安全性、可操作性強(qiáng)，在實際應(yīng)用中效率非常高，可以在短短幾分鐘內(nèi)對數(shù)據(jù)采集區(qū)域進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并構(gòu)建非常詳細(xì)的三維立體圖像，為指揮部門提供精準(zhǔn)的定量分析。與此同時，可以將機(jī)載激光雷達(dá)低空采集點云數(shù)據(jù)和地面采集點精準(zhǔn)定位數(shù)據(jù)相結(jié)合，構(gòu)建完成天地一體化云數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，為應(yīng)急測繪提供大數(shù)據(jù)量精準(zhǔn)信息。

2.2 監(jiān)測應(yīng)急數(shù)據(jù)快速處理技術(shù)

在應(yīng)急測繪當(dāng)中，所獲得的原始數(shù)據(jù)信息必須要進(jìn)行一系列的處理，制作成便于識別的應(yīng)用圖件，這樣才能夠發(fā)揮測繪數(shù)據(jù)的積極作用。測繪應(yīng)急數(shù)據(jù)處理技術(shù)是一種遙感影像一體化的測繪系統(tǒng)，通過快速制圖系統(tǒng)和各種專業(yè)測繪軟件，即可實現(xiàn)應(yīng)急測繪數(shù)據(jù)成果。

2.2.1 遙感影像一體化測圖系統(tǒng)

該系統(tǒng)可以通過攝影測量技術(shù)在序列影像中恢復(fù)物體位置、形態(tài)、體積等信息，獲取空三加密成果、點云、全景圖、三維模型圖等保障成果。在實際應(yīng)用中主要包括正射矯正、影像融合、圖像拼接、色調(diào)調(diào)節(jié)等內(nèi)容。

2.2.2 應(yīng)急快速制圖系統(tǒng)

該系統(tǒng)構(gòu)建于現(xiàn)有測繪成果基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源之上，結(jié)合測繪應(yīng)急中的數(shù)據(jù)采集技術(shù)，完成相關(guān)信息快速編譯、轉(zhuǎn)化后與現(xiàn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，通過快速標(biāo)注，實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)急圖件。

2.2.3 地理信息平臺數(shù)據(jù)服務(wù)

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)高速發(fā)展，當(dāng)今很多地區(qū)都構(gòu)建了地理公共服務(wù)平臺，例如大連地理公共服務(wù)平臺與政府相關(guān)部門有效整合多種類、多來源、多維度的地理信息資源，聯(lián)合構(gòu)建了實時、開放、便捷的區(qū)域數(shù)字地理空間框架。應(yīng)急測繪當(dāng)中的現(xiàn)場數(shù)據(jù)信息，通過處理之后可在該平臺發(fā)布相關(guān)信息，并結(jié)合各項地理信息數(shù)據(jù)，全面掌握事件現(xiàn)場以及周邊的情況。通過網(wǎng)絡(luò)平臺實現(xiàn)多專題、多資源、多時態(tài)的數(shù)據(jù)聯(lián)動、挖掘，從而得到了更加詳盡、精準(zhǔn)的決策信息，更加便捷的動員部署救援力量，并及時制定應(yīng)急方案。

地理信息平臺主要數(shù)據(jù)包含的內(nèi)容有：

（1）地形圖數(shù)據(jù)。地形圖數(shù)據(jù)作為地理信息數(shù)據(jù)中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，主要是描繪地理信息，在國土規(guī)劃、城市規(guī)劃等應(yīng)用非常廣泛，通常都是一些專用性測繪工作用到的技術(shù)。在應(yīng)對突發(fā)事件過程中，可以通過地形圖掌握一定地理信息量。（2）專題地圖數(shù)據(jù)。專題地圖數(shù)據(jù)是按照地理性質(zhì)進(jìn)行分層分類，形成城市水系、道路交通、房屋建筑等專題要素圖層，并賦予相關(guān)的管理信息，涵蓋道路、重要建筑物以及特殊標(biāo)志性地物等價值信息。通過此類數(shù)據(jù)，可完成應(yīng)急保障有效判斷與標(biāo)注指示，提供決策輔助支撐，為有關(guān)部門更加清晰掌握災(zāi)情信息，分析災(zāi)害影響情況，形成科學(xué)應(yīng)對措施。（3）航空影像數(shù)據(jù)。多維度的航空影像數(shù)據(jù)具有直觀性和易用性的特點，在當(dāng)今測繪領(lǐng)域中應(yīng)用非常廣泛。整個地理信息平臺服務(wù)平臺可包含大跨度的歷史數(shù)據(jù)信息，可以更加直觀的預(yù)判毀傷效果與災(zāi)害面積。在應(yīng)急測繪保障中，通常通過無人飛行平臺加載數(shù)字?jǐn)z像設(shè)備，快速采集相關(guān)區(qū)域現(xiàn)實影像，無線實時傳輸與指控中心，通過完成影像比對，更加直觀的看到現(xiàn)場發(fā)生的實際情況。

3 結(jié)語

綜上所述，由于日益提高的測繪應(yīng)急保障需求，這就需要在強(qiáng)化應(yīng)急測繪保障成果質(zhì)量的基礎(chǔ)上，不斷提高保障的時效性、多樣性。構(gòu)建大數(shù)據(jù)量的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)資源中心，加大空、地、海遙感前沿技術(shù)應(yīng)用，依托高速通信傳輸通道，保證測繪數(shù)據(jù)的時效性，為指揮中心提供實時數(shù)據(jù)與圖像，為救援決策提供可靠數(shù)據(jù)支持。由此可見，測繪地理信息在應(yīng)急測繪中有著重要作用和廣闊前景。

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