[發明專利]一種突發地質災害應急預案數字化系統

有效

• 申請號: 201310667635.2
• 申請日: 2013-12-10
• 公開（公告）號: CN103700054B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 羅顯剛;陳紅旗;黃露;王曉麗;崔藝;徐戰亞
• 申請（專利權）人: 中國地質大學武漢
• 主分類號: G06Q50/26
• 分類號: G06Q50/26
• 代理公司: 武漢華旭知識產權事務所42214
• 代理人: 劉榮

1.一種地質災害應急預案數字化系統，其特征在于，該地質災害應急預案數字化系統包括數據采集傳輸層、數據庫管理層、數據驅動層和應用層；

①數據采集傳輸層，用于對地質災害相關數據進行采集與傳輸,數據采集傳輸層包括：本地無線傳感器、無線網絡路由器、本地無線通信終端、數據采集終端、數據通信傳輸終端、數據通信接收模塊；

其中本地無線傳感器，用于采集地質災害體的地下水位、土壤含水率、地下應力實時測量數據；

無線網絡路由器，與本地無線傳感器連接，用于將本地無線傳感器采集到的地質災害體的地下水位、土壤含水率、地下應力實時測量數據發送到本地無線通信終端；

本地無線通信終端，與無線網絡路由器連接，用于將測量數據傳輸到數據采集終端；

數據采集終端，與本地無線通信終端連接，用于接收雨量計測量的雨量數據和自記數據；

數據通信傳輸終端，與數據采集終端連接，用于將數據發送接收數據到數據通信接收模塊；

數據通信接收模塊，與數據通信傳輸終端連接，用于對傳輸的數據進行查錯、解析、接收、入庫存儲處理；

②數據庫管理層，用于保存、處理系統中用到的各項數據信息；

③數據驅動層，與數據管理層相連接，用于負責各類數據的管理支撐,數據驅動層包括地理信息數據引擎、三維仿真應用服務器、地理信息應用服務器；

④應用層，包括應急預案可視化子系統和預案動態推演子系統兩大子系統，用于管理系統提供的各項功能；

其中應急預案可視化子系統，位于應用層上，是基于GIS、FLASH技術，針對應急預案庫中的文字、圖形、表格三位一體的各類應急預案進行可視化表達，以基礎地理信息地圖、遙感影像為背景，應用圖形標繪以及計算機動畫模擬方式展現應急預案中的各類基本要素,地質災害應急預案可視化子系統功能包括：完成預案主流程可視化、災害點信息查詢與定位、實時雨情信息監視、野外地質調查GPS數據采集、單兵監測、周邊要素查詢、應急會商、災害影響范圍分析、物資分布可視化、救災路線分析、人員撤離路線分析、動態標繪、應急救援動態跟蹤、災情統計、預案文檔生成；

以流程化的方式直觀地顯示地質災害應急管理的主流程節點，包括：災情速報、災情等級判定、災情應急保障、災情應急響應以及災情評估，并對各預案主流程進行信息化設計與標準判定，實現地質災害應急預案的電子化、可視化，預案主流程可視化；

在地圖上顯示經系統用戶查詢得到的指定地點的災害點的地理位置、災害類型、級別詳細信息的災害點信息查詢與定位的運用GIS技術；

在地圖上顯示災害點最近的降雨氣象信息，包括實況雨量和預報雨量信息，為防災減災提供相關的氣象數值信息的實時雨情信息監視；

購置專業的GPS手持終端，開發基于移動GIS的地質災害/隱患點信息采集與傳輸系統，方便野外勘察人員對及時發現的突發地質災害災情險情信息進行采集與上報，采集信息包括突發地質災害空間數據、屬性數據和多媒體數據的野外地質調查GPS數據采集；

應用物聯網與GIS技術，在GIS地圖上對野外監測人員進行GPS實時定位與路線監控，

對單兵監測人員進行信息化跟蹤管理的單兵監測；

在GIS地圖上顯示經系統用戶查詢得到的指定災害點的周邊的居民點、道路、交通、河流要素信息的周邊要素查詢；

在各個部門進行應急會商的同時，應用GIS技術，同時在GIS地圖上實時調用相關災害數據進行可視化展示，以便于現場數據進行綜合分析的應急會商；

利用GIS的緩沖區分析功能，在GIS地圖上顯示出經用戶設定的災害點可能波及到的影響范圍；同時支持人工手動描繪實地的影響范圍的災害影響范圍分析；

通過GIS可視化手段，在GIS地圖上顯示出各個救援物資儲備點儲備的物資的種類、數量信息的物資分布可視化；

在GIS地圖上，以不同的顏色、信息符號，顯示救災隊伍去往救災點的最短路徑、最優路徑；同時支持人工干預功能對救災路線進行調整的救災路線分析；

在GIS地圖上，顯示受災人員的組成、數量、分布情況；以及從災害點撤離到安全區域的最短路徑、最優路徑；同時支持人工干預功能對撤離路線進行調整的人員撤離路線分析；

在GIS地圖上根據系統用戶的實際需求，手動地添加態勢路線模擬描繪出簡單的標繪效果，生成態勢圖；同時可對數據進行保存、動態演示的動態標繪；

應急救援動態跟蹤:運用GPS定位技術，在GIS地圖上，顯示應急救援車輛的實時位置、運行方向、時間信息，實現在救援過程中對救援力量的調配、管理功能；

災情統計，運用GIS統計分析技術，顯示出對應急響應結束后的地質災害災情、險情、成功避讓信息的統計分析結果，地質災害信息統計內容包括：地質災害基本情況、引發因素、成功預報避災轉移人員情況、因轉移減少人員傷亡情況或災害造成死亡人數、財產損失；人工核實，工作人員參考計算機核實的結果，并向現場工作小組或現場指揮部門獲取真實信息，或是派監測小組前往現場考察，對速報信息進行核實，從而決策下一步工作；災害統計的信息用以災情評估，在整個突發地質災害應急響應結束后評估災情，完整描述災情的各項信息，對地質災害發育規律分析，應急工作反省進而指定下一步應急預案；如果事故已得到有效控制，則響應結束；否則，應繼續啟動預案，進行應急響應；

預案文檔生成，在預案文檔模板的基礎上，根據預案主流程可視化過程中生成的關鍵詞及可視化地圖圖層，運用方案生成技術，可根據實際情況生成預案文檔，供相關政府決策人員輔助決策使用；同時能夠通過郵箱、短信、傳真方式發送應急文檔信息；

預案動態推演子系統，位于應用層上，利用基于情景分析模型的滑坡災害推演技術，應用圖形標繪以及計算機動畫方式推演模擬不同情景中，隨著時間的逐漸變化，在承災體、蘊災環境、致災因子的共同干預下，預案的執行過程、實施效果、影響范圍以及變化趨勢,地質災害應急預案動態推演子系統是用三維技術、多媒體技術、虛擬現實技術形象、生動地向用戶展示滑坡災害體的模擬，即預案動態推演子系統是利用GIS強大的處理空間地理數據和空間信息相對應的屬性數據的能力，建立GIS圖形空間信息與三維地理數據及三維監測實體的對應關系，采用規則三角網模型生成復雜的地表，采用點、線、面、體4類數據結構進行描述，從而形成滑坡的三維可視化信息空間模型，并提供地質災害應急預案的救災路線預演、人員撤離預演、物資調配路線預演；

其中滑坡災害體模擬：擬根據滑坡災害體的運動特征，基于滑坡動力學，采用有限體積法來模擬滑坡體滑動的動態過程；同時預測滑坡發生后的成災范圍；

救災路線預演：以動畫形式展現，隨著時間的推移，救災路線的可變位置和狀況，并附有救災隊伍人員狀態基本信息，方便系統用戶直觀地觀測到當前的救災路線狀況，以及救災路線的變化的可視化信息狀況；使用文字標注、圖片標注、路徑標注完成救災路線的展示功能，系統管理員和系統操作者可使用多個不同條件查詢到當前災區的救援路線分布情況，以直觀、醒目的效果展現在地圖上，并通過救災路線可視化查詢功能，選擇救災力量所在地區名稱和受災地區名稱，查詢出救災路線的最近、最優路線的可視化信息，包括路線長度，路線的狀況：毀壞程度、阻塞程度、通行度、救災路線的類型，以及對應路線的詳細說明信息，同時通過路徑優化，分析出多條搶險救災路線，根據實際需要及時調整，以輔助作出應急決策；同時運用GPS實時監控救災車輛物資的運動狀態，在GIS電子地圖上實時標定目標位置，跟蹤車輛位置、運行方向及時間信息，實時顯示物資目標的位置和狀態，實現救援組織之間在救援過程中對資源、救援力量的請求和調配管理功能；

人員撤離預演：以動畫的形式展現，隨時間的推移和位置的不同，災區人員的撤離情況，方便系統用戶直觀地觀測到受災區域內人員的撤離情況，以及人員撤離態勢變化的可視化信息；

物資調配路線預演：以動畫的形式展現，隨著時間序列的不同，物資調配路線的變化狀況，方便系統用戶直觀地觀測到受災區域附近的物資分布狀況以及物資調配到災害點的路線展示，即系統管理員和系統操作者可使用多個不同條件查詢得到當前災區的救援物質分布情況，以直觀、醒目的效果展現在地圖上；查詢出制定地點的救災減災物資的詳細儲備地點、物資種類、數量級別、分布狀況及相關信息，以及輸出本次查詢內容，以備用和打印本次的物資分布查詢結果。