摘要:由于新疆属于地质灾害频发的地区之一，建立新疆测绘应急保障服务体系迫在眉睫，也给应急测绘保障工作带来了新的挑战。本文对新疆三维地理信息与任务规划系统的建设过程进行研究，并提出了设计思路，介绍了相关技术的集成，以及系统最终实现的功能。该系统的建立在提升新疆科学减灾救灾、应对自然灾害的应急测绘保障能力方面具有重要意义和作用。
关键词:地质灾害;减灾救灾;新疆;应急测绘
0引言
新疆地域辽阔，是我国最大的省级行政区，也是我国重要的战略资源基地。近年来，在国家一带一路倡议与西部大开发战略的指导下，新疆在我国整体发展中的地位越来越高。然而，新疆自然环境复杂，地震灾害、地质灾害、气象灾害、洪水灾害都比较频繁［1］，严重阻碍了新疆经济的发展。由于灾害大多发生在山区或交通闭塞的地区，一旦发生自然灾害，往往会造成交通不畅。因此当灾害发生后，救灾队伍无法快速、准确地到达灾区。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、救灾的基础性载体［2］，同时也是科学指挥决策、抢险救灾和灾后重建的重要依据。如何把各种测绘地理信息产品集成在一起，研制出一体化的测绘应急保障系统，从而综合提升新疆应急测绘保障能力，着力提升自然灾害与突发公共事件应对水平，成为新疆测绘地理信息部门的当务之急。
1系统的建设内容
新疆三维地理信息与任务规划系统是符合新疆实际情况的测绘应急管理系统，本系统综合运用遥感、GIS、卫星通信等技术，具有灾害点管理、信息采集、应急部署、灾后重建等功能。通过建设新疆三维地理信息与任务规划系统，不但建成了一套完整的新疆应急测绘保障体系，并且大大提升了新疆的应急测绘保障能力。该系统根据用户的不同需要，分为三维和二维两个系统。运行于涉密内网或国土专网上的三维应急测绘保障决策子系统，能够提供快速加载应急区域的高分辨率和高精度的影像和三维模型，用于应急指挥辅助决策、应急方案展示等领导层面;二维应急测绘指挥调度子系统运行于非涉密的互联网，用于应急指挥调度、应急队伍监控以及应急的在线会商。因此这两个系统相辅相成、取长补短，共同构成了新疆测绘应急管理的服务平台。
2系统设计
2．1系统总体构架。新疆三维地理信息与任务规划系统根据功能可分为基础层、数据层、平台层、应用层和接入层5部分。具体的结构设计如图1所示。基础层为各种信息化基础设施。包括各种硬件设备、网络设施、安全策略以及各种软件等。数据层为系统的信息交换平台，包括各种精度的影像数据、数字高程模型、各种比例尺的矢量数据、全疆范围的三维场景地形数据、地质灾害专题数据以及各种统计数据，根据系统以及数据保密的需求，应急测绘指挥调度子系统只能部署各种公开版数据，而三维应急测绘保障决策子系统则部署所有精度的数据。平台层是系统的基础平台，整个系统平台是基于．NET作为开发平台进行系统开发，同时结合Skyline平台进行开发三维应急测绘保障决策子系统。应用层是平台的两个应用系统，即三维应急测绘保障决策子系统和应急测绘指挥调度子系统。接入层为系统的各种用户，按照工作的需求，通过涉密专网可以为各级领导、专家提供辅助决策平台，也可以通过互联网为其他社会各界人士提供数据浏览平台。
2．2系统功能设计。新疆三维地理信息与任务规划系统的功能设计是遵循自下而上、简单实用的原则，在进行充分调研的基础上，根据测绘应急管理的实际需求，与自然灾害进行有机结合，完成了应急测绘保障决策子系统以及应急测绘保障决策子系统的功能，从而最终实现了新疆三维地理信息与任务规划系统的整体功能。由于数据保密的要求，三维应急测绘保障决策子系统不能运行在公网环境，因此采取了C/S结构进行架构，该系统是将三维地形数据、影像数据、地灾专题数据以及各种基础地理信息等数据加载在系统界面中，通过定制开发的程序实现GIS应用、统计分析、指挥调度、灾害预警等功能。系统界面采用模块化设计，新建的功能模块可以灵活加入，界面和功能分离，用户可以灵活定制化系统界面，保证了该系统建设的可扩展性和可持续性。应急测绘保障指挥调度子系统是基于Web服务的方式，采用B/S系统架构，由基础层、数据层、服务层和应用层4部分组成。实现软件功能和数据的重用，保证了系统安全，方便应用程序集成。基于系统提供的Web服务，实现依据用户实际需求定制化的功能服务，保证了系统的可扩展性和灵活性。完成了应急测绘保障指挥调度子系统数据库建设，该数据库由用户、单位、设备、位置、任务、态势符号和应急符号等数据组成，为应急测绘保障指挥调度子系统的有效应用提供了支撑。
2．3系统网络设计。2．3．1应急测绘保障决策子系统网络结构。系统采用客户端/服务器端(Client/Server，简称C/S)结构，网络拓扑结构如图2所示，数据库服务器端与应用服务器和客户端采用防火墙进行隔离。2．3．2应急测绘保障指挥调度子系统网络结构。应急测绘保障指挥调度子系统是运行于公网环境的B/S系统，网络拓扑结构如图3所示。为减轻服务器压力，提高系统响应能力和稳定性，平台将采用分布式服务和服务聚合方式来组织相应的网络结构。系统底层网络架构由GIS服务器、空间数据服务器、短信平台组成。通过应用服务器统一调用。在应急指挥人员的操作下，实现应急任务的下达、短信推送、情况反馈等。
3关键技术
3．1多源数据的整合。相比于一般的GIS平台，本系统的数据来源不但要集成三维地形数据、影像数据、三维模型数据、地灾专题数据、基础地理信息等数据，而且还需要将实时获取的目标区域的遥感、无人机影像数据，以及车辆、人员的位置信息等数据进行整合、处理，并最终在平台进行展示。因此本系统必须为各种数据制定统一的数据规范以及数据标准，进而建立起省级应急地理信息数据库。数据库由基础地理信息数据库、地名地址数据库和动态信息数据库等组成，能够在灾情发生后的最短时间内，将灾区的各种信息实时地传送到测绘应急指挥中心，并在新疆三维地理信息与任务规划系统中进行展现，从而实现为各级应急指挥部处理突发事件现场信息提供可靠的数据支持［3］。
3．2通信定位技术。新疆三维地理信息与任务规划系统在进行数据获取同时，还需要将各分系统软硬件进行高效集成。如在定位监控方面，集成了北斗、GPS、移动终端等多种定位终端，实现有无网络均可实现无缝定位监控;在网络通信方面，系统集成了北斗短报文通信、移动网络和在线网络，应急指挥人员与队伍之间交流沟通方案，也支持应急队伍间的通信。在集成了各分系统的网络通信技术基础上，本系统实现了任务下达、任务接收、任务管理、应急会商、即时通信、位置监控、实时位置监控、轨迹追踪、历史轨迹查询、无人机位置获取、单兵设备位置获取、人员管理、设备管理、现场信息接入、接入信息展示等功能。
3．3系统构架模块化，实现灵活的定制开发。该系统采用模块化设计，架构灵活、扩展性好，界面设计美观，用户可自行设定功能模块，用户可以根据实际需求将新建的功能模块根据需要灵活地加入到系统中，或者将多余的功能模块进行删除或隐藏，从而实现了系统界面和功能分离，用户可以灵活定制化系统界面，保证了系统可扩展性。因此可以在新疆范围内推广应用，提升政府、行业、企事业单位各部门在应对突发公共事件和自然灾害的能力。
4结束语
新疆三维地理信息与任务规划系统针对新疆地区严酷的自然环境，复杂、频繁发生的地震、雪灾、沙尘暴、洪水、泥石流等自然灾害等对应急测绘保障的重大需求，建立起一套空天地一体化、全流程、协同的应急测绘保障系统机制［4］，同时开发出三维地理信息与任务规划系统，解决了应急指挥、辅助决策支持、多源数据的整合、通信定位技术、系统定制开发等一系列关键技术，实现了应急辅助决策、应急指挥调度、应急队伍监控以及应急的在线会商等功能，对提升新疆的应急响应能力、实现科学减灾救灾具有十分重要的意义［5］。
参考文献:
［1］周金龙，丘红红．新疆主要自然灾害及其减灾策略［J］．灾害学，1993(4):73－77．
［2］朱庆，曹振宇，林珲，等．应急测绘保障体系若干关键问题研究［J］．武汉大学学报(信息科学版)，2014，39(5):551－555．
［3］郭辉，曾文浩，韩晓军．测绘应急保障服务信息平台研究与应用［J］．地理空间信息，2017，10(15):5－8．
［4］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．
［5］张小趁，陈红旗．突发地质灾害应急技术:过程模式［J］．灾害学，2015(4):149－155．
作者:丁恺 单位:新疆测绘成果中心