我国是一个灾害多发的国家。“十二五”期间,我国各类自然灾害呈多发频发态势,年均造成3.1亿人次受灾,因灾死亡失踪1500余人,紧急转移安置900多万人次,倒塌房屋近70万间,农作物受灾面积2700多万公顷,直接经济损失3800多亿元。尽管各类灾害的发生存在不可抗拒的自然原因,但这并不意味着人们只能听之任之。面对不测风雨,利用现代空间信息技术科学认识灾害的形成机理和演化规律,加强灾害监测预警、应急抢险、风险评估、减灾服务等的理论和技术研究,可以有效防治灾害的发生和减少灾害引发的人员伤亡和经济损失。

近十年来,我国利用现代信息技术手段,加快公共安全管理信息与应急决策指挥系统建设,初步建成了由中央、省级、市级、县级四层信息与决策指挥系统组成的信息与决策指挥体系,初步实现了数据传输、综合调度、视频会商等功能,提高了应急管理决策能力;公安、国土资源、交通、水利、卫生、通信、气象、地震、海事等部门分别建立专业应急信息与指挥系统,完成了信息与决策指挥系统纵向对接。由于空间定位与地理信息技术的广泛使用,增强了公共安全管理与应急处置的决策信息传递效率和扁平化指挥的能力,显著提高了现场指挥调度和应变决策水平。但长期以来我国存在重数据轻服务的思想,未能有效加强应急管理的综合应急技术集成、系统平台研究与建设,高科技含量的综合性减灾服务平台尚未建立,各级地方政府防灾减灾能力还有待进一步提高。云计算、大数据、物联网、智慧地球等带来的技术突破,以及灾害事件的不确定性、不可预见性和复杂性,必然要求公共安全应急支撑技术不断向一体化、综合化、空间化、精细化和智能化发展。迫切需要开展一体化综合减灾智能服务研究及应用示范,解决灾害事件、各种承灾体、孕灾环境等应急信息的一体化感知、定位、融合与综合场景模拟,以及知识化减灾服务等技术难题,以显著提高国家综合减灾救灾能力。

由中国测绘科学研究院牵头承担的“一体化综合减灾智能服务研究及应用示范”项目喜获2016年国家重点研发计划“公共安全风险防控与应急技术装备”专项支持。项目总经费6600万元,其中中央财政专项经费3800万元,将由中国测绘科学研究院、武汉大学、中国矿业大学、西南交通大学、清华大学深圳研究生院、国家基础地理信息中心、中测高科(北京)测绘工程技术有限责任公司等30家单位共同参与完成,国家综合防灾减灾救灾能力有望在2020年取得重大突破,综合减灾服务将为人民群众的生命财产安全筑起一个强大“堡垒”。

项目基于测绘地理信息技术,集成北斗网、通信网、互联网和传感网等多种信息获取载体,研究断电、断水、高温等复杂灾害环境下高精度室内外无缝定位技术,形成基于室内外一体化定位技术体系;研究大比例尺地图与建筑物室内场景多尺度数据可视化融合技术,建立室内外多尺度地理空间信息融合与可视化技术体系;自主研制一体化、全流程综合减灾智能服务系统,通过物联网、智能手机等新型多种媒介提供用户终端智能减灾服务;围绕地震、洪水、地质灾害、城镇火灾、交通事故、建筑物倒塌等6类灾害,在国务院应急办、安监总局、民政部、水利部、交通运输部、中国地震局以及陕西、新疆、天津、黑龙江等开展国家、地方政府以及应急主管部门三个层次的综合减灾与智能化信息服务应用示范。项目主要研究内容包括:(1)建立室内外统一的时空基准,研究传感器定位误差及其补偿机制,兼容多种导航、传感与通信网络,突破室内外高精度定位及地图匹配、应急场景下快速救援网络构建技术,实现组网时间优于5分钟、定位精度优于1米的目标;(2)针对综合减灾对灾害环境、现场、应急资源、应急人员装备及位置等信息深度集成的需要,研究事件与场景关联的多态灾情信息融合、顾及多源灾情信息与空间信息多粒度特征的快速整合、大比例尺地图与建筑物室内场景一体化融合等关键技术,满足数据融合精度优于0.5米的要求;(3)提出顾及几何、拓扑、尺度及语义特征的多维动态可视化数据模型,研究灾害场景的三维动态重建、实时传感数据与模型数据耦合表达的方法,融合建模时间小于20分钟,突破时空语义约束下大规模灾害场景存算绘协同关键技术,实现灾情演变过程中场景动态更新与移动增强现实可视化;(4)研发支持流式并行计算与弹性动态接入的一体化综合减灾智能服务平台,支持应急人员装备位置实时获取、现场信息综合感知与全景重构、分析与态势评估、协同决策与智能调度、跨媒介主动精准推送服务等。

项目通过关键技术研究、软硬件研制和多层次示范应用,将大幅度提升我国综合减灾能力,推动我国应急信息化整体进入国际先进行列。项目建立的一系列一体化综合减灾智能服务的标准规范,可以规范我国应急、救灾服务系统的建设,形成标准、规范的防灾减灾智能服务平台,为应急救灾提供规范的技术支撑;形成的一体化高精度定位、快速集成融合、增强可视化、自适应制图、智能化服务等技术方法,将为我国灾害预警、灾情分析、救灾指挥等提供关键技术支撑,提高我国政府应对各类灾害、突发公共事件时的应急处置效率;建立的一体化综合减灾智能服务系统,可对灾害进行灾前预警、灾情评估、救灾指导和灾后安置规划,可以有效降低灾害发生的概率及灾害的破坏程度,提高救灾的工作效率,减少国家和人民生命财产损失;开展的跨部门、跨地区科技攻关和协同示范应用,尤其是通过国家级示范应用,以地理信息为载体和纽带,可以充分发挥各个专业部门信息资源作用,通过共享使用促进已有投资发挥更大的效益。

在实际应用方面,本项目建设成果将大幅提高国家应对突发事件时的数据处理及服务能力,快速综合分析灾区的人口、危险源、基础设施等情况,对提升国家应对突发事件时应急指挥决策的科学性和针对性、合理调配国家应急资源具有重要意义;在技术创新方面,项目将实现测绘地理信息技术、计算机通信技术与公共安全管理技术集成创新,通过跨学科交叉与融合,开创地理空间信息技术支撑公共安全的新模式;在应急管理理念方面,项目预期成果将整体推动我国综合减灾技术体系的一体化、空间化、可视化和智能化,大力促进综合减灾从注重灾后救助向注重灾前预防转变,从应对单一灾种向综合减灾转变,从通用信息服务向智能知识服务转变,从而全面提升全社会抵御各类灾害和突发公共事件的综合防范能力。