測繪地理信息在應(yīng)急測繪中的應(yīng)用

薛玉芹

（山東省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 濟(jì)南 250109）

面對(duì)國土遼闊地形地貌復(fù)雜，自然災(zāi)害多發(fā)，人口多且多聚居等基本國情，所以要有及時(shí)準(zhǔn)確的地理信息數(shù)據(jù)和完善的應(yīng)急測繪保障系統(tǒng)，來確保當(dāng)泥石流、地震、洪水和聚集性踩踏等突發(fā)事件發(fā)生時(shí)，能為應(yīng)急救援及時(shí)準(zhǔn)確的提供現(xiàn)場地理信息數(shù)據(jù)，以便救援人員采取最合理科學(xué)的救援方式，這樣既保障救援人員的安全也能加快救援速度，將突發(fā)事件給人民群眾帶來的損失降到最低。

1 新時(shí)期的地理信息測繪

新時(shí)期測繪地理信息技術(shù)也在隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展發(fā)生改變，科技的進(jìn)步，為測繪地理信息提供多種手段，不再是傳統(tǒng)的全靠測繪人員用腳丈量，現(xiàn)在的測繪地理信息技術(shù)充分發(fā)揮高新技術(shù)優(yōu)勢，運(yùn)用多元化的測繪方式，測繪出精準(zhǔn)的地理信息數(shù)據(jù)。

1.1 航空航天技術(shù)

隨著航空航天技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，地理信息測繪技術(shù)也發(fā)生了翻天覆地的變化，在運(yùn)用航空攝影技術(shù)、航天攝影技術(shù)、航空數(shù)碼相機(jī)和云計(jì)算后，高精準(zhǔn)高分辨率的測繪地理信息更新的越來越快，這也為確保測繪數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性提供保障。例如：過去航天攝影等技術(shù)不發(fā)達(dá)年代，于人民生活息息相關(guān)的天氣預(yù)報(bào)只能通過地面氣象觀測站和氣象衛(wèi)星相結(jié)合進(jìn)行預(yù)報(bào)，而且不易做出實(shí)時(shí)更新，為人們的生產(chǎn)生活帶來諸多不便，而今隨著航空航天攝像技術(shù)的進(jìn)步，氣象衛(wèi)星能實(shí)時(shí)精準(zhǔn)的監(jiān)控陸地和海洋的氣象變動(dòng)，再將衛(wèi)星數(shù)據(jù)通過云計(jì)算就可快速計(jì)算出天氣情況，群眾通過手機(jī)等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)就能關(guān)注到實(shí)時(shí)天氣。航空航天等技術(shù)的運(yùn)用改變的不僅是測繪地理信息的精準(zhǔn)度，而是改變測繪地理信息的實(shí)時(shí)性和更優(yōu)的服務(wù)性能。

1.2 無人機(jī)技術(shù)

在無人機(jī)技術(shù)沒得到運(yùn)用之前，一些高山和峽谷的地理信息測繪都是測繪人員帶著測繪儀器翻山越嶺去實(shí)地測繪，尤其在一些人煙罕至的懸崖峭壁之間作業(yè)是非常危險(xiǎn)。但是，無人機(jī)技術(shù)的運(yùn)用其自身靈活機(jī)動(dòng)、攜帶方便、體積小巧等特點(diǎn)，能輕易到達(dá)其它飛行設(shè)備無法到達(dá)區(qū)域，從而很好地解決了這一問題，例如：在測繪橫斷山這種近乎垂直的山體信息時(shí)，工人員只需站在山底，操控?zé)o人機(jī)對(duì)山體進(jìn)行拍攝，這樣既減少測繪人員的工作量，還能提高工作效率，更能保障測繪人員的人身安全。無人機(jī)技術(shù)的運(yùn)用，切實(shí)解決一些因客觀因素?zé)o法測繪地理信息的問題，這也是科技發(fā)展給測繪帶來的一大助力。

1.3 激光和雷達(dá)技術(shù)

航空航天技術(shù)和無人機(jī)技術(shù)為測繪地理信息解決“表面”問題，如圖1所示；如何解決內(nèi)部構(gòu)造的測繪，也是測繪人員需要解決的問題。

之前的方法就是實(shí)地取樣，再根據(jù)樣層進(jìn)行分析，這種方法存在效率低、誤差大等問題。如今，激光掃描和雷達(dá)探測技術(shù)的運(yùn)用可以很好解決這一問題。例如：測繪山體內(nèi)部構(gòu)造時(shí)，測繪工作人員可是通過運(yùn)用雷達(dá)探測技術(shù)對(duì)山體進(jìn)行探測，在將雷達(dá)探測的數(shù)據(jù)與三維激光掃描技術(shù)結(jié)合，三維激光就可以掃描出山體的三維幾何模型，工作人員就可以根據(jù)雷達(dá)數(shù)據(jù)和三維幾何模型對(duì)山體中構(gòu)造進(jìn)行直觀科學(xué)的測繪。激光和雷達(dá)技術(shù)測繪的地理信息對(duì)海底探測、礦藏勘測具有十分重大的幫助。

圖1 航空航天技術(shù)和無人機(jī)技術(shù)的測繪示意圖

2 應(yīng)急測繪的重要性及其要求

應(yīng)急測繪面對(duì)的突發(fā)事件大致可以分為三大類：洪水、地震和泥石流等大型自然災(zāi)害；連環(huán)追尾、群體踩踏和工廠泄露等社會(huì)事故；橋梁架設(shè)、隧道開通和礦山開采等工程性事件。

應(yīng)急測繪的內(nèi)容并不是單一的通過數(shù)據(jù)進(jìn)行測繪，它是一項(xiàng)很多元涉及很多門的綜合科學(xué)測繪工作。需要通過對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行整合得出來的測繪結(jié)果，這就根據(jù)工作時(shí)的順序?qū)?yīng)急測繪分為數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)整合和形成測繪結(jié)果三個(gè)階段。例如：某地發(fā)生泥石流災(zāi)害，在接到災(zāi)害發(fā)生的通知后，應(yīng)急測繪人員就要第一時(shí)間收集現(xiàn)場各種數(shù)據(jù)，其中包括周圍人口信息、災(zāi)害發(fā)生山體的高度、山體的土壤覆蓋數(shù)據(jù)和到達(dá)救災(zāi)現(xiàn)場的交通狀況等數(shù)據(jù)，然后將各種數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，再根據(jù)整合的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，形成最終的應(yīng)急測繪，救援人員就會(huì)根據(jù)測繪結(jié)果進(jìn)行指導(dǎo)救援。由此可見，數(shù)據(jù)收集階段是測繪的基礎(chǔ)和依據(jù)，當(dāng)事件發(fā)生后，就要根據(jù)現(xiàn)場采集實(shí)際數(shù)據(jù)，因?yàn)闇y繪結(jié)果關(guān)乎后期救援工作的走向，所以應(yīng)急測繪對(duì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性實(shí)時(shí)性有非常高的要求?，F(xiàn)在的應(yīng)急測繪工作者結(jié)合測繪地理信息技術(shù)的特點(diǎn)，也將測繪地理信息技術(shù)應(yīng)用到應(yīng)急測繪工作中，以此來提高測繪工作的質(zhì)量和效率。

3 應(yīng)急測繪對(duì)測繪地理信息技術(shù)的應(yīng)用

科學(xué)的進(jìn)步是整體的進(jìn)步，是綜合的進(jìn)步，所以測繪地理信息技術(shù)在應(yīng)急測繪中的應(yīng)用也是綜合的，只是在面對(duì)不同突發(fā)事件時(shí)所側(cè)重方面不同，因?yàn)樘幚硗话l(fā)事件時(shí)要根據(jù)實(shí)際情況采取合理靈活的處理方式。所以，下文會(huì)根據(jù)測繪地理信息技術(shù)不同的特點(diǎn)探究其在不同突發(fā)事件應(yīng)急測繪中的應(yīng)用。

3.1 航空航天技術(shù)在應(yīng)急測繪中的應(yīng)用

測繪地理信息中的航空航天技術(shù)具有運(yùn)行成本高、科技含量高、精準(zhǔn)度高、分辨率高和運(yùn)算速度快的特點(diǎn)。當(dāng)面對(duì)洪水、地震、決堤和泥石流等特大突發(fā)事件進(jìn)行應(yīng)急測繪時(shí)，就能充分的發(fā)揮航空航天技術(shù)的優(yōu)越性。例如：一些大江大河在夏季強(qiáng)降雨集中時(shí)段會(huì)發(fā)生洪澇災(zāi)害，針對(duì)洪水進(jìn)行應(yīng)急測繪時(shí)，傳統(tǒng)的測繪手段就會(huì)比較吃力，而航空航天攝影技術(shù)就能及時(shí)的收集到現(xiàn)場洪水造成災(zāi)情的規(guī)模大小，還能根據(jù)洪水周邊的地形地貌般判斷出洪水走向，再根據(jù)氣象數(shù)據(jù)預(yù)報(bào)災(zāi)區(qū)的天氣情況。當(dāng)?shù)玫竭@些數(shù)據(jù)后在應(yīng)急測繪中體現(xiàn)出來后，救災(zāi)搶險(xiǎn)人員就可以科學(xué)救災(zāi)、合理疏散和安置洪峰下游的群眾，從而加快救災(zāi)速度，降低生命財(cái)產(chǎn)的損失。所以，在面對(duì)這些自然災(zāi)害時(shí)，應(yīng)急測繪就應(yīng)用到測繪地理信息中的航空航天技術(shù)，發(fā)揮其技術(shù)針對(duì)性的優(yōu)勢，從而為應(yīng)急測繪提供最大的幫助。

3.2 無人機(jī)技術(shù)在應(yīng)急測繪中的應(yīng)用

測繪地理信息中的無人機(jī)技術(shù)具有運(yùn)行成本低、操作簡單、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、飛行條件寬松和飛行軌跡靈活的特點(diǎn)。當(dāng)面對(duì)在城市和工廠等地發(fā)生的小規(guī)模突發(fā)事件時(shí)，無人機(jī)技術(shù)可以充分的發(fā)揮其技術(shù)特點(diǎn)，例如：在市區(qū)進(jìn)行大型集會(huì)時(shí)，無人機(jī)操作人員就可以運(yùn)用無人機(jī)技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控人群的動(dòng)向，測繪人員根據(jù)無人機(jī)反饋回來的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，及時(shí)進(jìn)行應(yīng)急測繪，現(xiàn)場應(yīng)急人員再根據(jù)應(yīng)急測繪對(duì)人群數(shù)量進(jìn)行控制、對(duì)人流及時(shí)進(jìn)行疏導(dǎo)，這樣就能有效的避免擁擠踩踏等事件的發(fā)生，確?；顒?dòng)的安全進(jìn)行。這種小規(guī)模的應(yīng)急測繪就能將測繪地理中的無人機(jī)技術(shù)長處發(fā)揮出來，既節(jié)省操作成本，又能及時(shí)反映出實(shí)際情況。

3.3 激光和雷達(dá)技術(shù)在應(yīng)急測繪中的應(yīng)用

測繪地理信息中的激光和雷達(dá)技術(shù)具有測繪通透、形象立體等特點(diǎn)，當(dāng)面對(duì)一些具有工程性質(zhì)的突發(fā)事件應(yīng)急測繪時(shí)，就需要運(yùn)用到測繪地理信息中的激光和雷達(dá)技術(shù)，例如：在山體隧道施工發(fā)生洞內(nèi)塌方時(shí)，應(yīng)急測繪就需要探明山體的整體構(gòu)造，再根據(jù)塌方點(diǎn)的位置和周圍山體的情況做出科學(xué)的判斷，現(xiàn)在探明山體的最好的方法就是應(yīng)用測繪地理信息中的激光和雷達(dá)技術(shù)，運(yùn)用這種技術(shù)能為應(yīng)急測繪呈現(xiàn)出山體的整體構(gòu)造和山體中引起塌方的誘因，這就為應(yīng)急測繪提供數(shù)據(jù)支撐，工作人員就能根據(jù)應(yīng)急測繪結(jié)果對(duì)塌方點(diǎn)進(jìn)行清理和對(duì)整體隧道工程進(jìn)行重新評(píng)估。因?yàn)楣こ绦酝话l(fā)事件的特殊性，如果不采取科學(xué)的處理方式，會(huì)影響整個(gè)工程進(jìn)度和工程質(zhì)量，甚至?xí)?dǎo)致工程被廢止，這樣會(huì)造成很大的經(jīng)濟(jì)損失、人力和時(shí)間浪費(fèi)。所以，應(yīng)急測繪對(duì)測繪地理中激光和雷達(dá)技術(shù)的應(yīng)用將突發(fā)事件給工程帶來的損失降到最低。

4 結(jié)語

應(yīng)急測繪應(yīng)用測繪地理信息中的技術(shù)是科學(xué)科技發(fā)展的體現(xiàn)，但是，應(yīng)用測繪地理信息的技術(shù)為應(yīng)急測繪服務(wù)，需要測繪人員具有非常強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力，更高的專業(yè)素養(yǎng)才能完成對(duì)各種設(shè)備和儀器的操作。應(yīng)急測繪對(duì)測繪地理信息要合理的應(yīng)用，要審時(shí)度勢合理對(duì)突發(fā)事件進(jìn)行判斷，從而選擇科學(xué)的測繪技術(shù)，收集到科學(xué)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，為解決問題的人員提供最科學(xué)的指導(dǎo)依據(jù)，最大限度的將突發(fā)事件帶來的損失降到最低。