应急测绘保障系统的研究与应用
——以山西省为例

于 颂，杨爱民，陈 峰

(山西省遥感中心，山西 太原 030000)



应急测绘保障系统的研究与应用
——以山西省为例

于 颂，杨爱民，陈 峰

(山西省遥感中心，山西 太原 030000)

以山西省应急测绘保障系统建设为例，研究应急测绘保障系统的关键技术，建立应急数据快速获取及处理、数据远程实时传输和服务、现场监测与远程指挥协同的一体化应急测绘保障体系，对提升重大自然灾害和突发事件的应急处置能力具有重要意义和作用。山西省应急测绘保障系统的关键技术研究主要包括应急三维地理信息数据库、应急数据快速获取系统、应急数据快速处理系统、应急数据远程传输系统、应急指挥决策系统软件和应急测绘保障系统集成技术。系统研究成果已在山西省突发地质灾害应急监测工作中得到应用，应用效果良好，经济和社会效益显著。

自然灾害；突发事件；应急测绘保障；遥感；地理信息系统

我国山区、丘陵区面积占全国总面积的67%，特别是地处中西部及能源型地区的山西省，全省范围内地形地貌起伏变化较大，地质条件复杂，地质环境脆弱，突发性和破坏性强的自然灾害易发、频发，严重危害了人民生命财产安全和社会稳定，极大地制约了国民经济和社会的可持续发展[1]。基础测绘成果、测绘技术装备和应急测绘保障体系作为准确掌握和应对突发灾情险情的重要手段，是实施防灾、减灾、救灾的基础性依据[2]，而在山西省近几年的突发自然灾害应急测绘保障工作中，凸显出了灾害现场数据获取装备落后、数据处理时间长、灾害现场通信不畅、应急数据不能共享，应急系统应用功能弱、效果差等诸多问题。因此，研究一体化解决应急数据快速获取、现场处理、远程传输、三维可视化分析等关键技术，研发机动、灵活，具备全流程作业能力的应急测绘保障系统是目前应急测绘研究和建设的重要内容，对提升本省突发自然灾害的应急响应和服务能力具有重要的意义和作用。

一、系统构成

山西省应急测绘保障系统是通过综合运用航空航天遥感、移动测绘、卫星通信、地理信息服务等高新技术手段，研究开发应急三维地理信息数据库、应急数据快速获取、应急数据快速处理、应急数据远程传输、应急指挥决策系统软件等关键系统，并以移动车载平台为基础，完成各分系统软硬件的高效集成，最终建立空地一体化、具备全流程作业能力、现场监测与远程指挥协同的应急测绘保障系统[3]，如图1所示。

图1 系统总体架构

二、关键技术研究

1. 应急三维地理信息数据库

应急测绘保障系统的数据库是多种数据库的集成，通过研究多源异构数据库集成技术，建立多源遥感影像、DEM、行政境界、地名等地理信息数据的处理、整合和建库规范，开发适应工程化作业流程的应急三维地理信息数据库[4]。数据库内容包括数字正射影像数据库、数字线划地图数据库、数字高程模型数据库、控制点影像数据库和专题信息数据库(地面塌陷、滑坡、崩塌、泥石流、地裂缝等[5]自然灾害的空间位置和属性信息)。

2. 应急数据快速获取系统

基于自主研制的无人机飞行平台，研发具有测绘和监测功能的无人机航摄系统；基于车载和单兵平台，研发地面监测视频采集系统，形成对突发灾害区域的空中、地面联合监测，实现高分辨率遥感影像和高清视频监测数据的快速获取[6](如图2所示)。

3. 应急数据快速处理系统

研究基于应急三维地理信息数据库、控制点影像数据库和IMU+GPS数据支持的多源、多基线航空遥感数据快速、自动、智能处理和倾斜摄影技术，开发多源遥感影像一体化快速处理系统[7]，实现快速自动空三、高精度DEM自动生成、高分辨率正射影像及实景三维模型数据[8]快速生成与智能拼接，并能完成多种应急测绘产品的快速制作输出(如图3所示)。

4. 应急数据远程传输系统

构建卫星通信系统应急指挥中心站，采用卫星宽带和4G网络通信技术，研究建立应急监测与指挥中心各节点互联互通的远程通信传输系统，实现应急测绘现场与远程指挥中心的视频、语音通信，并实现海量影像数据和实时视频影像的远程传输，第一时间向后方指挥中心提供实时的现场情况和应急测绘成果(如图4所示)。

5. 应急指挥决策系统软件

研究数字高程模型和遥感影像的航空摄影自动

分区、航线精确设计与应急三维地理信息系统的集成技术，采用SOA架构，基于组件化的三维可视化平台研发应急指挥决策系统软件，系统集应急任务规划、飞行监控、应急数据实时回传及处理、视频监控、GIS分析、三维可视化等功能[9-10]为一体，实现应急测绘任务的指挥调度、精确设计和应急数据的融合、分析与服务，为应急指挥和决策提供强有力的系统支撑。

6. 应急测绘保障系统集成

以移动车载平台为基础，完成应急三维地理信息数据库、应急数据获取系统、应急数据处理系统、应急数据远程传输系统、应急指挥决策系统软件等分系统软硬件的高效集成，实现设备的精简化、系统的集成化、使用的简易化，建立一套集应急测绘任务规划、数据获取、数据处理、数据传输等功能于一体的，具备全流程作业能力的应急测绘保障系统[11](如图5所示)。

图5 移动应急测绘保障系统集成构建

三、系统应用分析

本文研究建立的应急测绘保障系统已在“山西省突发地质灾害遥感监测指挥系统”项目建设中得到应用，并发挥出了积极重要的作用，为全面完成山西省重点地质灾害区域(2500 km2)的遥感监测任务提供了系统支撑。该系统在应急数据获取方面2 h即可完成20 km2的5～20 cm分辨率遥感影像获取，在应急数据处理方面使遥感影像成图时间由原来的24 h缩短至3 h以内；在应急数据远程传输方面具有较高的传输效率，实际工作中的传输时间测试结果见表1和表2；在应急指挥决策系统软件方面实现了对多源异构海量信息的一体化管理和三维可视化分析能力，如图6和图7所示；系统基于倾斜摄影技术构建的灾害区域高精度实景三维模型相比于传统DEM叠加影像的方式具有更丰富的纹理细节，取得了更真实的三维可视化效果，如图8所示。

表1 不同数量原始航片传输时间统计 min

表2 不同面积正射影像传输时间统计 min

图6 应急地理信息数据库管理及服务发布系统

四、结束语

本文对应急测绘保障的关键技术进行了研究，建立了一套空天地一体化、全流程、协同的应急测绘保障系统，并在山西省突发地质灾害应急工作中得到了实际应用。结果表明该系统具有较强的应急测绘保障能力，对提升本省重大自然灾害和突发公共事件的应急响应和服务能力具有重要意义和作用；同时，该系统可进一步在灾害监测与应急指挥、生态环境监测、土地利用监测、矿产开发监测、重点工程建设等领域进行推广应用，为本省转型跨越发展提供了坚实的应急测绘保障服务。

图7 系统三维可视化分析功能模块

图8 灾害区域三维地形、地貌仿真

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Research and Application of Emergency Surveying and Mapping Support System ——Taking Shanxi Province as an Example

YU Song，YANG Aimin，CHEN Feng

2016-06-13

山西省突发地质灾害遥感监测指挥系统(成2013-6)

于 颂(1974—)，男，汉族，硕士，高级工程师，主要从事遥感与地理信息系统方面的工作。E-mail：yusong8@sina.com

于颂，杨爱民，陈峰.应急测绘保障系统的研究与应用——以山西省为例[J].测绘通报，2016(11)：118-121.

10.13474/j.cnki.11-2246.2016.0380.

P208

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0494-0911(2016)11-0118-04