豁 辉

（河南测绘职业学院，郑州 45000）

应急测绘作为国家突发事件应急救援体系的重要组成部分，能够为突发事件的现场救援提供必要的支持，有助于降低灾害损失。但是传统的应急测绘在面对突发事件时无法准确预测灾害的发展趋势，并且应急测绘数据处理过度依赖于人工，缺乏快速反应的能力，最终的分析结果也不够准确。鉴于此，可以将集成建模技术应用到应急测绘工作中，通过应急地理信息集成建模的方式，在快速生成空间集成建模方案的基础上，保证该方案得以顺利执行，从而为救灾工作提供辅助参考。探究应急地理信息集成建模框架系统的构建方法和应用效果，成为现阶段应急测绘领域的一项重要研究课题。

1 基于案例驱动的应急服务组合技术

1.1 基于案例驱动的应急服务组合流程

在应急测绘任务中，要想实现对数据的快速处理，必须要向用户提供一种更为高效的集成建模方法。而目前的空间信息服务组合技术，大多需要领域专家的参与，并不能直接将领域专家的经验映射为服务组合方案。针对这一弊端，本文设计了一种基于可计算案例驱动求解服务组合需求的方案，其原理：在出现新的服务组合需求后，系统会结合用户需求检索应急测绘案例库，从中匹配到与当前需求最为显示的案例；提取该案例后，将案例形式化表达为服务链，并提供给用户。该方案可以做到专家经验的复用，从而使得最终的建模方案更加可靠，在节省建模时间、降低空间集成建模难度等方面有显著优势[1]。基于案例驱动的应急服务组合流程如图1 所示。

图1 应急服务组合

服务链是应急服务组合功能实现的关键部分，具体又可分为抽象服务链、物理服务链2 种类型。将待组合服务的唯一标识码绑定到BPMN 和Service Task 节点中，即可建立起抽象服务链，此时模型服务中调用的信息、输入输出的参数信息，均按照服务节点ID 分类保存到集合中；物理服务链可由服务解析器解析BPMN 中当前执行节点，并在自定义节点坐标后得到服务链。在服务链建成以后，还需要针对服务链中的各个服务节点配置相应的输入、输出参数。本文在设计服务链时选择“一对一”的耦合配置方式，可以在应急案例库不断扩充条件下，仍然保证检索精度。

1.2 应急测绘模型耦合校验方法

由于应急测绘模型的输入和输出对象具有时间、空间属性，为了提高集成建模的高效性、建模方案的可靠性，本文选择空间、时间、语义这3 个维度，对建立起来的应急测绘模型进行耦合自动校验。具体校验方法如下。

1）空间的兼容性校验。该操作的目的是判断模型耦合操作中源节点与汇节点的地理网格对象是否兼容。如果源地理网格对象的地理范围等于或超出汇地理网格的地理范围，则判定为兼容，反之为不兼容。在确保空间兼容性的基础上，可以让源节点的输出数据，与汇节点的数据在地理位置、空间尺度上保持一致性，为应急测绘模型的构建提供了参考[2]。

2）时间的兼容性校验。该操作的目的是判断源节点与汇节点在时间尺度、时钟分辨率上是否兼容。如果源时钟对象的时间区段、时间步长（时钟分辨率）与汇时钟对象保持一致，则判定为兼容，反之为不兼容。在确保时间兼容性的基础上，实现了源节点产生数据的时间与汇节点创建数据的时间具有同一性，提高了应急测绘模型的绘制精度。

3）语义的兼容性校验。本文选择OCF（开放概念框架）这种表达模型变量语义关系的方法，在模型的多个变量之间构建起映射关系，从而判断是否满足语义兼容性要求。在语义兼容的前提下，源节点、汇节点的关联变量之间有着相同的物理指向，为应急测绘模型的校验提供了依据。

2 应急地理信息集成建模框架系统的设计

2.1 应急地理信息大数据管理模块

本文设计的应急地理信息集成框架系统，以大数据技术为支撑，围绕应急测绘工作的实际需求，以及应急地理信息数据多源、异构的特点，提供数据导入与存储、在线制图及数据可视化等一系列功能。

2.2 应急测绘案例库模块

应急案例库可以根据应急事件的类型，对系统接收到的应急案例进行分类，然后快速集成建模。应急测绘案例图的界面如图2 所示。

图2 应急测绘案例库界面

应急测绘案例库中保存的数据信息主要有3 种类型：第一种是突发事件的基本属性，如突发事件的名称、发生时间与地点、响应级别等；第二种是突发事件的空间属性，如中心点坐标、空间范围等；第三种是突发事件的应急测绘属性，如应急测绘时间、应急测绘手段（现场采集、无人机遥测）和采集的产品等。

应急测绘案例库支持对所有案例数据的统一管理，包括目录的展示、案例数据的浏览、编辑与查询等。以案例数据查询为例，根据查询内容的不同，又可分为空间查询、属性查询2 种类型。案例数据的空间查询主要涵盖了地名查询、坐标查询和模糊查询等。例如可以输入某个地市的名字，然后在该范围内运用相交、相切、包含等空间运算关系查询案例数据；案例数据的属性查询则以属性字段查询为主。

2.3 领域分析模型集成与服务框架模块

该模块的主要功能是提供应急突发事件专业分析模型的服务管理和运行环境，并支持模型的封装、查询等功能，保证在面对不同灾害的情况下，可以发挥灾损评估、辅助救援决策的作用。领域分析模块集成与服务框架的管理界面如图3 所示。

图3 服务管理界面

由于突发事件的发生时间、地点和响应级别等方面存在差异，因此构建的突发事件领域分析模型也不尽相同。但是为了提高应急地理信息集成建模框架的实用效果，在具体设计时要求所有突发事件领域分析模型都必须遵循统一的服务标准完成封装[3]。对于封装后的模型，在框架中同步注册，并由框架进行集中管理、统一调度。本文设计的邻域分析模型集成与服务框架，主要包含了模型服务的封装发布、注册、耦合、浏览查询、运行管理与删除等一系列功能。部分功能的具体实现方式如下。

1）模型服务封装与发布。参考Restful 标准服务对模型进行封装，此时模型可获得基本的启停、运行等操作功能。经封装后的模型服务可以在平台注册后予以发布。

2）模型该服务注册。平台提供可视化界面进行模型服务注册，用户可以在该界面上填写服务器名称、服务器地址、服务器关键字，以及设置接口参数等。在模型服务类别一项中，有物资分配模型、应急救援分配模型和受损统计分析模型等选项。其中，在事件空间分析模型下又包含了社会安全事件、公共卫生事件和突发自然灾害等选项。

3）服务集成建模。服务模块下包括应急救援服务、基础服务和行业信息服务等部分，在服务集成建模中，支持不同服务间的耦合，从而得到组合模型服务。例如将数据服务与应急救援服务耦合，可以根据数据分析规划应急疏散的最佳路线，将该组合方案发布后，可以为应急救援提供参考。在建模流程上提供人性化服务，用户可以在界面左侧的任务栏中选定服务选项，然后单击选中并拖拽至界面右侧，完成组合方案的绘制[4]。生成的组合方案可以发布为服务，也可作为新案例保存到应急测绘案例库中。

3 应急地理信息集成建模框架系统的应用案例

3.1 试验区数据

选择J 市作为试验区域，探究应急地理信息集成建模框架系统的应用情况。试验区的数据内容及来源见表1。

表1 试验区数据信息

3.2 系统功能的实现

基于危险化学品泄露应急响应过程中对于地理信息的需求，以上文介绍的领域分析模型集成与服务框架为基础，同时融合应急地理信息大数据平台，建立起了应用示范系统。该系统除了支持空间分析外，还能在城市突发事件发生以后快速、准确地完成应急测绘。该系统可实现的功能如下。

①精确划定危险区域。该系统的数据库中包含了J 市的基础地理信息数据，以及近20 年以来的专题灾害数据，在此基础上借助于GIS 空间分析技术，调用数据库中的海量数据建立突发事件空间分析模型，完成对各类突发事件影响范围、危害后果的分析与计算。根据计算结果，完成对突发时间危险等级的划分，并在电子地图上划定对应的危险区域。②估算受灾人口。系统根据划定的危险区域，以及该区域内的人口分布和人口密度，估算发生危险化学品泄露时受影响的人口数量。③分析疏散路线。该系统支持道路通行分析，结合卫星遥感影像解译数据和城市基础道路数据，提供灾害区域内部与周边的公路、铁路情况，为灾后救援工作的开展、灾区人群的疏散及相关物资的配送等提供必要的路网参考信息[5]。④应急资源分析。该系统综合应用城市基础地理信息和组织机构信息，构建应急资源分布地形图，可以在突发事故发生以后，根据划定的危险区域提供该区域附近的医院、消防及其他相关单位的位置信息，为灾后救援工作的开展提供资源支持。在救灾资源空间分析的基础上，保证了应急决策的科学性和救援工作的及时性。⑤危险源分析。该系统结合城市基础地理信息和组织机构信息等数据，在划定危险区域后，提供该区域周边危险化工企业的位置信息，同时在电子地图上进行标记，并向这些危险源发送提醒信息，为躲避危险源、避免事故影响范围的进一步扩散提供有益的帮助。

3.3 系统运行结果

在化工企业突发危险化学品泄露事故后，可以利用应急地理信息集成建模框架系统，对突发事件涉及到的应急测绘数据分析任务进行集成建模。同时调用系统的应急案例库，匹配与当前事故相同或相似的事故案例。然后对当前事故的地理位置、灾害等级、影响范围和疏散路线等作出相应的分析。根据分析结果建立组合模型，为J 市化工厂危险化学品泄露事故应急分析任务调用，为事故应急处理和灾后救援提供必要的决策参考。危险化学品泄露事故的分析结果如图4 所示。

图4 分析结果

从应用效果来看，本文介绍的应急地理信息集成建模框架系统相比于传统的应急测绘数据分析系统，具有应急响应速度快、灾害区域划定结果和灾害危害等级评估更加精确等一系列优势，在辅助决策方面应用价值更高，有助于最大程度上降低突发事故的灾害损失。另外，新的突发事故处理完毕后，可以作为新的案例加入到系统的应急案例库中，这样就可以保证案例不断的更新、丰富，对提高系统的实用价值和适用范围也有积极帮助。

4 结束语

基于案例驱动的应急测绘地理信息服务组合技术，以既有的事故案例作为辅助，同时人工手动构建服务链，在提高集成建模效率的基础上，实现了应急服务组合的半自动化。在该技术的支持下构建应急地理信息集成建模框架系统，可精确划定危险区域、计算受灾人口、规划最佳疏散路线和标记周边危险源，在应急指挥和灾后救援方面发挥了不容忽视的重要作用。当然，该系统在应用中还有一些不足，下一步应重点从提高集成建模方案的执行效率、减少应急服务组合中的人工参与等方面作出进一步的优化，从而压缩应急响应决策时间，确保第一时间组织开展事故救援活动。