自然災(zāi)害綜合監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)研究*

王 文，張 志，張 巖，王 濤，許文浩

(1.北京林業(yè)大學(xué) 水土保持學(xué)院，北京 100083；2. 應(yīng)急管理部大數(shù)據(jù)中心，北京 100013)

災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)是防災(zāi)減災(zāi)的重要工具。預(yù)警系統(tǒng)(Early Warning System，簡(jiǎn)稱EWS)在1994年第一次被提出，但是并沒有引起太大的關(guān)注[1]。直到2004年發(fā)生印度洋海嘯后，國(guó)際社會(huì)才開始重視預(yù)警系統(tǒng)的建設(shè)[2]。EWS在2004年聯(lián)合國(guó)國(guó)際減災(zāi)戰(zhàn)略中第一次被正式定義，并且強(qiáng)調(diào)要將目標(biāo)人群放在第一位[1]。在綜合了1998年、2003年和2006年三次國(guó)際預(yù)警會(huì)議的結(jié)果后，2009年聯(lián)合國(guó)將預(yù)警系統(tǒng)定義為：“一組用于及時(shí)制取和傳遞有價(jià)值警示信息的能力，以使受到致災(zāi)因子威脅的個(gè)人、社區(qū)和機(jī)構(gòu)做好準(zhǔn)備并采取恰當(dāng)?shù)男袆?dòng)，在足夠的時(shí)間內(nèi)減少可能的危害或損失[3]。”聯(lián)合國(guó)國(guó)際減災(zāi)戰(zhàn)略多次提及災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)防范問題[4-6]。2016年，聯(lián)合國(guó)減災(zāi)戰(zhàn)略對(duì)2009年制定的預(yù)警系統(tǒng)定義進(jìn)行了更新，將其定義為一個(gè)包含災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和應(yīng)急準(zhǔn)備活動(dòng)的綜合系統(tǒng)，使面臨危險(xiǎn)的社區(qū)和個(gè)人能夠在災(zāi)害發(fā)生前做好充分準(zhǔn)備，減少生命和財(cái)產(chǎn)的損失[7]。國(guó)際上對(duì)預(yù)警系統(tǒng)的定義不僅僅局限于單一的監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)，而是貫穿了從災(zāi)前預(yù)防到應(yīng)急響應(yīng)全過程的綜合系統(tǒng)。

新時(shí)期我國(guó)災(zāi)害防治形勢(shì)也在從單災(zāi)種向綜合減災(zāi)轉(zhuǎn)變，從注重災(zāi)后救助向?yàn)?zāi)前預(yù)防轉(zhuǎn)變，從減少災(zāi)害損失向減輕災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)變，并開始重視多災(zāi)種與災(zāi)害鏈綜合監(jiān)測(cè)[8-12]。面對(duì)我國(guó)自然災(zāi)害綜合防治的迫切需求，綜合減災(zāi)的研究還多集中于政策研究方面，而技術(shù)研究和應(yīng)用實(shí)踐較少[8]。災(zāi)害綜合監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)作為實(shí)現(xiàn)綜合減災(zāi)的關(guān)鍵手段，能最大限度地減少災(zāi)害帶來的財(cái)產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)損失，減少脆弱性，增強(qiáng)國(guó)家和社會(huì)的防災(zāi)能力[13-15]。因此，本文在順應(yīng)國(guó)際前沿和國(guó)內(nèi)災(zāi)害防治形勢(shì)下，總結(jié)了國(guó)內(nèi)外自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀和特點(diǎn)，為我國(guó)自然災(zāi)害綜合監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)提供借鑒；結(jié)合新時(shí)期自然災(zāi)害防治重點(diǎn)以及我國(guó)現(xiàn)狀，提出了實(shí)現(xiàn)有效綜合監(jiān)測(cè)預(yù)警的關(guān)鍵要素，針對(duì)當(dāng)前存在的問題和業(yè)務(wù)能力需求，設(shè)計(jì)了基于信息技術(shù)和應(yīng)急業(yè)務(wù)深度融合的自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)架構(gòu)，貫穿災(zāi)前預(yù)防的風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)、預(yù)警發(fā)布、應(yīng)急處置全過程，全面提升防范化解重大風(fēng)險(xiǎn)能力。

1 國(guó)內(nèi)外災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)進(jìn)展

1.1 國(guó)際發(fā)展現(xiàn)狀

美國(guó)、歐洲、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家在應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害上具有相對(duì)完善的法律框架和政策文件，指導(dǎo)政府組織、非政府組織和私營(yíng)部門無縫銜接實(shí)施多災(zāi)種綜合監(jiān)測(cè)預(yù)警[16-19]。部署嚴(yán)密的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)和完善的通信系統(tǒng)，全面覆蓋隱患點(diǎn)并且全天候24 h監(jiān)測(cè)[20-22]。覆蓋全國(guó)的警報(bào)系統(tǒng)結(jié)合多元化的預(yù)警信息發(fā)布渠道確保每個(gè)人都能及時(shí)收到災(zāi)害預(yù)警信息[16]。他們不僅把關(guān)注點(diǎn)放在災(zāi)害本身，更加注重社區(qū)和人群的脆弱性，制定多種災(zāi)害應(yīng)對(duì)計(jì)劃并定期進(jìn)行演習(xí)。積極發(fā)揮風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的作用，制作各類災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)地圖向公眾發(fā)放，通過社區(qū)培訓(xùn)、學(xué)校教育、新聞發(fā)布會(huì)、咨詢委員會(huì)、研討會(huì)、宣傳手冊(cè)和海報(bào)開展公眾災(zāi)害意識(shí)教育，提高公眾風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)[16-18,23]。美國(guó)擁有先進(jìn)的基礎(chǔ)設(shè)施，利用多元化的評(píng)估模型和監(jiān)測(cè)指數(shù)提供災(zāi)害實(shí)時(shí)信息產(chǎn)品，還實(shí)現(xiàn)了儀器、數(shù)據(jù)、軟件和操作流程等的標(biāo)準(zhǔn)化，通過應(yīng)急管理人員天氣信息網(wǎng)絡(luò)、NOAA氣象專線、自動(dòng)呼叫系統(tǒng)、電子留言板、訂閱信息、國(guó)家氣象局自動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)發(fā)布預(yù)警信息[16,24]；法國(guó)將所有風(fēng)險(xiǎn)防范措施文件匯聚到一個(gè)能公開訪問的數(shù)據(jù)庫(kù)中，并對(duì)學(xué)校、老年和殘疾人機(jī)構(gòu)、醫(yī)院、監(jiān)獄和旅游設(shè)施等脆弱性較大的地方制定具有針對(duì)性的災(zāi)害應(yīng)急措施[17]；德國(guó)災(zāi)害保險(xiǎn)覆蓋全面，幾乎所有的住宅建筑都有暴風(fēng)和冰雹保險(xiǎn)，其中有46%的房主還購(gòu)買了暴雨和洪水等其他自然災(zāi)害保險(xiǎn)[25]；日本重視應(yīng)急通信系統(tǒng)建設(shè)，在固定通信、衛(wèi)星通信、移動(dòng)通信等網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，構(gòu)建中央、地方和部門之間的無線網(wǎng)，以及各類專項(xiàng)通信網(wǎng)，保障應(yīng)急通信暢通，此外還建有自動(dòng)處理發(fā)布實(shí)時(shí)氣象數(shù)據(jù)裝置和自動(dòng)觸發(fā)地震警報(bào)裝置[21,26-27]。

1.2 我國(guó)自然災(zāi)害綜合監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀

2018年，我國(guó)組建了應(yīng)急管理部，積極構(gòu)建部門協(xié)同、機(jī)構(gòu)協(xié)作、專家合作與企業(yè)參與的應(yīng)急組織機(jī)制，建設(shè)跨學(xué)科、跨部門、多災(zāi)種復(fù)雜災(zāi)情識(shí)別、演化預(yù)測(cè)的科技共享平臺(tái)[28]。目前我國(guó)自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警、風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和評(píng)估體系日趨完善[29-30]，在自然災(zāi)害理論研究、防災(zāi)減災(zāi)關(guān)鍵技術(shù)、綜合防災(zāi)減災(zāi)科技創(chuàng)新能力方面都有了大幅提升，風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)初步形成[28,31]。但我國(guó)在災(zāi)害防范方面還存在災(zāi)害管理統(tǒng)籌協(xié)調(diào)不足，資源力量較為分散，管理機(jī)構(gòu)不盡健全；“重救災(zāi)，輕防災(zāi)”思想比較普遍；重單一災(zāi)害管理，輕綜合災(zāi)害管理；重災(zāi)后減少損失，輕災(zāi)前防范化解風(fēng)險(xiǎn)；信息共享和資源統(tǒng)籌機(jī)制有待加強(qiáng)；預(yù)防和救援能力不足，監(jiān)測(cè)預(yù)警能力較弱；防災(zāi)減災(zāi)宣傳教育普及不足等問題[12,29,31-32]。災(zāi)害綜合監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)還面臨以下問題：

(1)部門協(xié)調(diào)問題。綜合監(jiān)測(cè)預(yù)警涉及到水文、氣象、地質(zhì)、林業(yè)、農(nóng)業(yè)、海洋等多個(gè)領(lǐng)域，每個(gè)領(lǐng)域都有自己的技術(shù)語言，如何在他們之間建立有效溝通是一個(gè)關(guān)鍵[33]。目前不同災(zāi)害的預(yù)警技術(shù)發(fā)展并不均衡，各學(xué)科、各部門之間溝通少，缺乏標(biāo)準(zhǔn)操作程序，增加了將多種災(zāi)害系統(tǒng)連接在一起的難度[34]。

(2)不同災(zāi)種時(shí)空尺度的差異性和級(jí)聯(lián)效應(yīng)。不同的災(zāi)害具有不同的時(shí)間尺度特征，比如發(fā)生最快的地震和最慢的干旱是最難預(yù)測(cè)的。現(xiàn)在災(zāi)害帶來的級(jí)聯(lián)效應(yīng)也越來越明顯[35]，風(fēng)險(xiǎn)本身就是一個(gè)不斷變化的過程，氣候變化、環(huán)境改變、快速城市化、人口流動(dòng)性導(dǎo)致災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)處于高度動(dòng)態(tài)、復(fù)雜的狀態(tài)，這是一個(gè)不斷演變的持續(xù)過程，因此開展有效風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的任務(wù)同樣艱巨[14,34]。

(3)預(yù)警信息傳遞和響應(yīng)能力。預(yù)警信息的傳遞面臨著延遲和失真的風(fēng)險(xiǎn)，向某些偏遠(yuǎn)地區(qū)傳播就很困難，還需融合技術(shù)和非技術(shù)性手段，這是對(duì)通信系統(tǒng)的一項(xiàng)巨大挑戰(zhàn)。預(yù)警信息什么時(shí)候發(fā)布也是一個(gè)問題，對(duì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)設(shè)置臨界閾值決定了預(yù)警信息的有效性，一旦預(yù)警信息發(fā)生誤報(bào)，便會(huì)造成公共資源的浪費(fèi)，并且會(huì)降低公眾對(duì)后續(xù)預(yù)警信息的關(guān)注度，這些都對(duì)預(yù)警系統(tǒng)的建設(shè)提出了重大挑戰(zhàn)[33,36]。在響應(yīng)能力上，如果缺乏災(zāi)前準(zhǔn)備，就算公眾接收到了預(yù)警信息，但是沒有可行的逃生路線或避難所，或者無法應(yīng)對(duì)資源短缺，也不能發(fā)揮預(yù)警系統(tǒng)的真正作用[14]。

2 基于信息技術(shù)和應(yīng)急業(yè)務(wù)深度融合的自然災(zāi)害綜合預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)模式

2.1 系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵要素

(1)以人為本的指導(dǎo)思想。傳統(tǒng)的預(yù)警系統(tǒng)是以危險(xiǎn)為中心，是一種由專家驅(qū)動(dòng)向公眾自上而下的線性模型，幾乎沒有受威脅目標(biāo)人群的參與[37-38]。聯(lián)合國(guó)國(guó)際減災(zāi)戰(zhàn)略強(qiáng)調(diào)，監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)要想有效，就必須以人為中心。管理者應(yīng)當(dāng)了解目標(biāo)人群對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的感知水平，評(píng)估公眾的防范水平以及應(yīng)對(duì)能力，考慮到人們的需求、當(dāng)?shù)刂R(shí)和能力，根據(jù)公眾的需求和問題制定防范措施和策略[38]。

(2)有效的協(xié)調(diào)機(jī)制。監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)并不是一個(gè)單純的技術(shù)系統(tǒng)，它整合了眾多減少災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的機(jī)構(gòu)組織，如果沒有健全的協(xié)調(diào)機(jī)制，就無法建立有效的傳播網(wǎng)絡(luò)[37]。一個(gè)有效的預(yù)警系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)包括負(fù)責(zé)災(zāi)害管理的機(jī)構(gòu)、交通運(yùn)輸部門、公共安全部門、衛(wèi)生健康部門、水利部門、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部門、自然資源部門、住建部、生態(tài)環(huán)境部門等，然而當(dāng)前部門管理者和研究者各自獨(dú)立工作，彼此沒有聯(lián)系，導(dǎo)致研究者和決策者在交流技術(shù)和警報(bào)信息之間往往存在脫節(jié)，導(dǎo)致在必要時(shí)不能發(fā)出警告[36,38-39]。在面臨跨學(xué)科的挑戰(zhàn)下，完善的協(xié)調(diào)機(jī)制能夠共享不同領(lǐng)域的相關(guān)知識(shí)，彌補(bǔ)科學(xué)和決策之間的差距，相互合作，確保發(fā)出準(zhǔn)確一致的預(yù)警信息[15,40]。

(3)先進(jìn)的監(jiān)測(cè)和預(yù)警技術(shù)。監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)作為系統(tǒng)的核心，需要可靠的科學(xué)技術(shù)的支撐。完善的監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)需要協(xié)調(diào)不同災(zāi)害的監(jiān)測(cè)技術(shù)和預(yù)警服務(wù)，各部門互聯(lián)互通、數(shù)據(jù)共享、通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，才能開展有效監(jiān)測(cè)預(yù)警[39]。先進(jìn)的監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)需要大量的技術(shù)支持，包含眾多監(jiān)測(cè)傳感器、數(shù)據(jù)處理、分析、預(yù)測(cè)模型、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、通信傳輸技術(shù)[41]。將技術(shù)和科學(xué)知識(shí)相整合，準(zhǔn)確識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)發(fā)布警告，避免不必要的公共資源浪費(fèi)，傳統(tǒng)知識(shí)同樣不可忽略，它可以為技術(shù)和科學(xué)研究提供附加價(jià)值[36,40]。

(4)有效的信息傳播和溝通策略。科學(xué)研究成果不應(yīng)該僅限于學(xué)術(shù)研究中，更應(yīng)該與實(shí)踐相結(jié)合，要將研究結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄋ滓锥恼Z言，及時(shí)、清晰、可靠地傳達(dá)給真正面臨風(fēng)險(xiǎn)的人，以采取必要的行動(dòng)[40-41]。2005年卡特麗娜颶風(fēng)就是一個(gè)很好的例子，在60 h之前颶風(fēng)就已經(jīng)被預(yù)測(cè)到了，但由于當(dāng)局與受災(zāi)民眾之間沒有建立有效溝通，造成巨大的災(zāi)難損失[38]。在信息傳播過程中，一些弱勢(shì)群體很難通過互聯(lián)網(wǎng)或手機(jī)等傳播技術(shù)接收信息。因此需要制定多種傳播方式，保證所有受威脅人群都能成功接收信息[41]。同時(shí)還要考慮到自然災(zāi)害作為一種物理情況，預(yù)警具有高度的不確定性，因此需要專家和決策者在整個(gè)過程中盡可能誠(chéng)實(shí)和透明，建立公眾對(duì)預(yù)警信息的信任[36,38,41]。

(5)公眾的風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)。缺乏必要的風(fēng)險(xiǎn)知識(shí)儲(chǔ)備，會(huì)導(dǎo)致目標(biāo)人群難以理解專業(yè)警告的含義并低估風(fēng)險(xiǎn)，無法做出適當(dāng)?shù)膽?yīng)對(duì)措施，增加人群脆弱性[38]。公眾應(yīng)當(dāng)了解不同災(zāi)害產(chǎn)生的威脅、它們的潛在影響、警告產(chǎn)生的危險(xiǎn)級(jí)別以及需要采取的防范措施，才能在災(zāi)害發(fā)生時(shí)迅速做出反應(yīng)，選擇合適的逃生路線和自救措施，盡可能減少生命和財(cái)產(chǎn)的損失[40]。管理機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)建立風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估機(jī)制，在進(jìn)行大量處理和分析數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，考慮到城市化、農(nóng)村土地使用變化、環(huán)境退化和氣候變化等過程，將社會(huì)、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等因素納入考慮范圍，定期制作風(fēng)險(xiǎn)地圖并發(fā)布，指導(dǎo)防災(zāi)減災(zāi)工作[39]。

(6)快速響應(yīng)能力。監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)不僅是技術(shù)上的準(zhǔn)確預(yù)警，其成功主要基于對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的響應(yīng)、接收信息并采取相應(yīng)行動(dòng)的能力，實(shí)施減輕災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的行動(dòng)，有效備災(zāi)是減少災(zāi)害損失的關(guān)鍵[14]。目前大多數(shù)國(guó)家都有應(yīng)急計(jì)劃，但這些計(jì)劃主要側(cè)重于災(zāi)后響應(yīng)和恢復(fù)，大多數(shù)防備措施都是臨時(shí)的、雜碎的，缺乏系統(tǒng)的組織和協(xié)調(diào)[42]。管理者需要根據(jù)公眾的意識(shí)和準(zhǔn)備情況做好應(yīng)對(duì)措施，制定有效的防災(zāi)策略，確定應(yīng)急場(chǎng)所、應(yīng)急設(shè)施是否充足及其安全性、如何有效地轉(zhuǎn)移受影響人群、如何在疏散期間維持秩序和安全、及時(shí)提供足夠的資源、確保資源有效調(diào)度等，并定期舉行應(yīng)急演習(xí)，增強(qiáng)社區(qū)和人群的應(yīng)急響應(yīng)能力[36]。

2.2 業(yè)務(wù)能力需求分析

根據(jù)我國(guó)自然災(zāi)害防治的新形勢(shì)，借鑒國(guó)外自然災(zāi)害防治研究的經(jīng)驗(yàn)，本文分析實(shí)施自然災(zāi)害有效監(jiān)測(cè)預(yù)警的關(guān)鍵要素，結(jié)合業(yè)務(wù)能力需求進(jìn)行系統(tǒng)初步架構(gòu)設(shè)計(jì)，提出基于信息技術(shù)和應(yīng)急業(yè)務(wù)深度融合的綜合預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)模式。圍繞氣象災(zāi)害、水旱、地震、地質(zhì)災(zāi)害、森林草原火災(zāi)、農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害、海洋災(zāi)害等自然災(zāi)害，形成天空地人網(wǎng)一體化監(jiān)測(cè)采集體系(圖1)。構(gòu)建重大風(fēng)險(xiǎn)隱患全覆蓋的多層級(jí)自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警體系，實(shí)現(xiàn)跨系統(tǒng)、跨層級(jí)、跨地域的自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)預(yù)警，提高風(fēng)險(xiǎn)早期識(shí)別、多災(zāi)種綜合監(jiān)測(cè)、預(yù)警預(yù)報(bào)和應(yīng)急處置能力。

(1)風(fēng)險(xiǎn)分析能力?？茖W(xué)認(rèn)識(shí)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)是自然災(zāi)害防范的重要基礎(chǔ)。綜合運(yùn)用空天地一體化的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，全方位跟蹤各種異常現(xiàn)象的發(fā)展過程和變化趨勢(shì)，充分利用現(xiàn)代科學(xué)模型和計(jì)算方法，對(duì)災(zāi)害演變態(tài)勢(shì)進(jìn)行全面、多維度分析。建立災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)隱患數(shù)據(jù)庫(kù)，結(jié)合承災(zāi)體的暴露性、脆弱性和易損性，定期開展風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與隱患排查，繪制風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃圖，研究確定重點(diǎn)防范區(qū)域，做好隱患地區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與防范。根據(jù)災(zāi)害的成災(zāi)機(jī)理和致災(zāi)特征、孕災(zāi)環(huán)境復(fù)雜性和承災(zāi)體脆弱性，以人為本，科學(xué)制定風(fēng)險(xiǎn)防控措施和應(yīng)急預(yù)案，合理規(guī)劃救援力量、救災(zāi)物資和避難場(chǎng)所，全面提升風(fēng)險(xiǎn)分析能力。

(2)綜合決策能力。綜合決策是化解災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，利用現(xiàn)代計(jì)算方法從各類災(zāi)害實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中提取有用信息，充分發(fā)掘數(shù)據(jù)資源價(jià)值。深入研究風(fēng)險(xiǎn)分析模型和推演系統(tǒng)，協(xié)同研判災(zāi)害演變態(tài)勢(shì)，科學(xué)制定應(yīng)急決策。在有效的協(xié)調(diào)機(jī)制下不同部門機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)之間共享災(zāi)害事故情報(bào)，實(shí)現(xiàn)各類災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)隱患、預(yù)警信息、災(zāi)害演變態(tài)勢(shì)以及應(yīng)急處置等信息共享和協(xié)同作業(yè)，提升綜合研判會(huì)商和高效決策能力，有效開展應(yīng)急工作。

(3)預(yù)警信息發(fā)布能力。預(yù)警發(fā)布是開展綜合監(jiān)測(cè)預(yù)警的最終目的，完善應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和信息發(fā)布手段，強(qiáng)化災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警服務(wù)，充分利用各級(jí)突發(fā)事件預(yù)警信息發(fā)布系統(tǒng)，把災(zāi)害預(yù)警信息快速及時(shí)發(fā)送到戶到人。提高預(yù)警信息發(fā)布的準(zhǔn)確性、時(shí)效性和覆蓋范圍，消除預(yù)警發(fā)布盲區(qū)，建設(shè)多元化信息發(fā)布機(jī)制，切實(shí)解決預(yù)警發(fā)布“最后一公里”的問題。

(4)指揮調(diào)度能力。結(jié)合綜合風(fēng)險(xiǎn)分析、趨勢(shì)研判、歷史案例、應(yīng)急力量分布、應(yīng)急物資儲(chǔ)備等資源，制定風(fēng)險(xiǎn)防控方案，提高人員物資調(diào)配效率和資源利用水平。對(duì)災(zāi)害趨勢(shì)及防控方案進(jìn)行仿真模擬和推演，建立跨區(qū)域、跨部門、跨行業(yè)、跨系統(tǒng)的應(yīng)急聯(lián)動(dòng)機(jī)制，確保上下級(jí)聯(lián)系渠道暢通，實(shí)現(xiàn)指揮指令及時(shí)下達(dá)并實(shí)踐，提升指揮調(diào)度支撐能力。

(5)應(yīng)急反應(yīng)處置能力?？焖賾?yīng)急的目的是在突發(fā)事件發(fā)生時(shí)能夠快速做出應(yīng)急響應(yīng)，由及時(shí)預(yù)警、迅速響應(yīng)和高效處置等模塊組成，快速的應(yīng)急反應(yīng)能力是減輕災(zāi)害損失、防范化解風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵步驟。完善應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，建立信息快速匯集傳輸機(jī)制，確保決策者與現(xiàn)場(chǎng)高效及時(shí)溝通，快速處置突發(fā)事件。同時(shí)還要通過宣傳培訓(xùn)、學(xué)校教育、新聞媒體等手段提高公眾風(fēng)險(xiǎn)防范意識(shí)和自救互救能力，提高全社會(huì)應(yīng)急反應(yīng)能力。

2.3 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

自然災(zāi)害綜合監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)對(duì)象主要包括各類災(zāi)害致災(zāi)因子、孕災(zāi)環(huán)境和承災(zāi)載體，通過對(duì)三類數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)提供底層數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，為災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、分析研判和預(yù)警、應(yīng)急處置提供重要支撐?？傮w設(shè)計(jì)采用分層架構(gòu)，自下而上分別是空天地一體化的感知網(wǎng)絡(luò)層、基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)服務(wù)層、業(yè)務(wù)支撐層、綜合應(yīng)用層共5層架構(gòu)體系，同時(shí)在建設(shè)過程中形成相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系和保障體系，保障系統(tǒng)高效運(yùn)行(圖2)。

(1)感知網(wǎng)絡(luò)層。通過衛(wèi)星監(jiān)測(cè)、傳感器網(wǎng)絡(luò)、航空遙感、地面監(jiān)測(cè)站、視頻感知等手段，形成空天地人網(wǎng)一體化的綜合監(jiān)測(cè)預(yù)警感知網(wǎng)絡(luò)，做到災(zāi)害隱患點(diǎn)全方位無死角全覆蓋監(jiān)測(cè)，為綜合監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)業(yè)務(wù)應(yīng)用實(shí)施提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

(2)基礎(chǔ)設(shè)施層?；A(chǔ)設(shè)施層作為平臺(tái)的支撐體系，通過通信設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)傳輸、系統(tǒng)軟件、服務(wù)器、計(jì)算平臺(tái)、存儲(chǔ)設(shè)備為系統(tǒng)高效運(yùn)作提供基礎(chǔ)支撐環(huán)境。

(3)數(shù)據(jù)服務(wù)層。建立自然災(zāi)害統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫(kù)，統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)接口和規(guī)范，將各部門基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、承災(zāi)體數(shù)據(jù)、歷史災(zāi)害數(shù)據(jù)以及應(yīng)急資源數(shù)據(jù)庫(kù)整合至一個(gè)平臺(tái)，統(tǒng)一進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、治理和計(jì)算，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一匯聚和管理，通過數(shù)據(jù)服務(wù)層與各部門、各層級(jí)、各平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換與共享，充分挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值。

圖1 一體化監(jiān)測(cè)采集體系

圖2 系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

(4)業(yè)務(wù)支撐層。業(yè)務(wù)支撐層通過完善工程基礎(chǔ)設(shè)施，建立知識(shí)圖譜，研究應(yīng)用基礎(chǔ)算法、應(yīng)用模型、場(chǎng)景建模與可視化等現(xiàn)代信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)災(zāi)害態(tài)勢(shì)情景推演，輔助決策，建立應(yīng)急預(yù)案庫(kù)，為災(zāi)害綜合監(jiān)測(cè)預(yù)警業(yè)務(wù)提供技術(shù)支撐，保障各類業(yè)務(wù)應(yīng)用活動(dòng)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。

(5)綜合應(yīng)用層。綜合應(yīng)用層是系統(tǒng)運(yùn)行的核心部分，貫穿自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)至應(yīng)急響應(yīng)全過程，涵蓋風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)、預(yù)警發(fā)布、應(yīng)急處置三類業(yè)務(wù)應(yīng)用。通過空天地一體化的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)致災(zāi)因子和隱患點(diǎn)的全方位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，包含災(zāi)害鏈和多災(zāi)種的監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)的快速空間定位，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估并展開災(zāi)害趨勢(shì)預(yù)測(cè)；在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果的基礎(chǔ)上，開展災(zāi)害態(tài)勢(shì)分析，會(huì)商研判，確定警報(bào)閾值，將預(yù)警信息報(bào)送至相關(guān)部門，充分利用各類發(fā)布渠道，實(shí)現(xiàn)預(yù)警信息精準(zhǔn)全面發(fā)布，并實(shí)施相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)防控方案；管理人員依據(jù)預(yù)警信息等級(jí)快速啟動(dòng)應(yīng)急響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)分級(jí)響應(yīng)，快速調(diào)度應(yīng)急資源，充分實(shí)現(xiàn)各部門應(yīng)急聯(lián)動(dòng)，及時(shí)防范化解重大災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。

(6)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和運(yùn)行保障。建立統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和業(yè)務(wù)規(guī)范，有效利用各類數(shù)據(jù)資源，統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式和操作規(guī)范，規(guī)范預(yù)警流程，建立規(guī)范化的業(yè)務(wù)運(yùn)行保障制度和合作機(jī)制。構(gòu)建自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警運(yùn)行保障體系，實(shí)現(xiàn)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警綜合業(yè)務(wù)應(yīng)用體系的安全防護(hù)和運(yùn)維管理，指導(dǎo)自然災(zāi)害綜合監(jiān)測(cè)預(yù)警體系高效運(yùn)轉(zhuǎn)。

3 系統(tǒng)建設(shè)面臨挑戰(zhàn)

自然災(zāi)害綜合監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)是提高自然災(zāi)害防治能力的重要舉措，面對(duì)復(fù)雜的災(zāi)害形勢(shì)，我國(guó)目前的災(zāi)害綜合監(jiān)測(cè)預(yù)警工作正處在發(fā)展階段，還面臨著很多挑戰(zhàn)。

(1)災(zāi)害的復(fù)雜性。由于災(zāi)害的復(fù)雜性，災(zāi)害群和災(zāi)害鏈群發(fā)效應(yīng)愈發(fā)明顯，多災(zāi)種的風(fēng)險(xiǎn)研究也是重中之重，目前對(duì)多災(zāi)種和災(zāi)害鏈的研究基礎(chǔ)還較為薄弱，需要對(duì)成災(zāi)機(jī)理以及多災(zāi)種之間的耦合關(guān)系開展深入研究。

(2)數(shù)據(jù)統(tǒng)一匯聚和管理。近年來，隨著衛(wèi)星遙感、紅外感應(yīng)、視頻監(jiān)測(cè)、傳感器等監(jiān)測(cè)感知手段的多元化，數(shù)據(jù)格式和數(shù)據(jù)接口存在多樣性，將多部門數(shù)據(jù)統(tǒng)一匯聚具有一定挑戰(zhàn)性。因此需要多部門各行業(yè)共同參與，制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一數(shù)據(jù)規(guī)范格式以及數(shù)據(jù)接口，便于數(shù)據(jù)能夠及時(shí)傳輸處理。同時(shí)還應(yīng)打破各行業(yè)之間的壁壘，加強(qiáng)跨行業(yè)交流，實(shí)現(xiàn)不同行業(yè)之間數(shù)據(jù)互聯(lián)互通。與此同時(shí)，龐大的數(shù)據(jù)量也對(duì)數(shù)據(jù)的安全保障提出了挑戰(zhàn)。

(3)預(yù)警的時(shí)效性。由于某些災(zāi)害的突發(fā)性、難預(yù)測(cè)的特點(diǎn)，預(yù)警的時(shí)效性同樣面臨挑戰(zhàn)，需要做到快速準(zhǔn)確評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)并第一時(shí)間發(fā)送到人。預(yù)警的時(shí)效性需要監(jiān)測(cè)設(shè)備、傳輸網(wǎng)絡(luò)、通信鏈路、系統(tǒng)軟件、管理部門積極配合。完善應(yīng)急通信網(wǎng)，建設(shè)應(yīng)急通信專網(wǎng)，確保通信鏈路暢通，明確任務(wù)范疇，積極運(yùn)用各類傳播手段，擴(kuò)展發(fā)布渠道，擴(kuò)大預(yù)警信息覆蓋面，建立統(tǒng)一預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)，保障在短時(shí)間內(nèi)將預(yù)警信息及時(shí)準(zhǔn)確傳播。

4 結(jié)語

目前，自然災(zāi)害的突發(fā)性、異常性和復(fù)雜性有所增加，我國(guó)面臨的自然災(zāi)害形勢(shì)仍然復(fù)雜嚴(yán)峻。強(qiáng)化災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)防范、完善信息共享機(jī)制、提高科技支撐水平，綜合運(yùn)用各類資源和多種手段，推動(dòng)自然災(zāi)害綜合監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)，有助于全面提升我國(guó)綜合防災(zāi)減災(zāi)水平。自然災(zāi)害綜合監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的建立是對(duì)自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警信息化工程建設(shè)的探索和實(shí)踐，通過分層架構(gòu)設(shè)計(jì)，為解決多部門協(xié)作、數(shù)據(jù)共享、多災(zāi)種綜合監(jiān)測(cè)等難題提供基礎(chǔ)支撐，將信息化手段與風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)、預(yù)警發(fā)布、應(yīng)急處置三個(gè)階段相結(jié)合實(shí)現(xiàn)有效預(yù)防災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，補(bǔ)齊全過程災(zāi)前預(yù)防體系建設(shè)短板，提高防范化解重大災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的能力，有效降低救災(zāi)成本，推動(dòng)綜合防災(zāi)減災(zāi)工程的建設(shè)。本文在當(dāng)前“大安全”“大應(yīng)急”的背景下結(jié)合自然災(zāi)害防治新體系展開綜合監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)架構(gòu)研究，結(jié)合災(zāi)害發(fā)生伴隨著空間上聚集、時(shí)間上伴隨的特點(diǎn)，同時(shí)災(zāi)害預(yù)防貫穿風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、預(yù)警、應(yīng)急響應(yīng)等環(huán)節(jié)，因此聯(lián)合多部門、多行業(yè)積極協(xié)同參與必不可少。系統(tǒng)旨在面向應(yīng)急管理人員、決策者、管理者等用戶層面，將現(xiàn)代信息技術(shù)和監(jiān)測(cè)預(yù)警業(yè)務(wù)有機(jī)結(jié)合，做好風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)以及風(fēng)險(xiǎn)治理等工作，完善預(yù)警信息傳播和應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制，減少潛在危險(xiǎn)和災(zāi)害損失。自然災(zāi)害綜合監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)是一項(xiàng)將技術(shù)、業(yè)務(wù)與管理深度融合的工程，目前處于剛起步的階段，還面臨著很多難點(diǎn)，還需要開展更深入研究，將災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)科學(xué)、監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)和應(yīng)急管理實(shí)踐相結(jié)合，全面提升綜合防災(zāi)減災(zāi)工程建設(shè)的效率和科學(xué)性。