1、第 卷 第 期 年 月测绘与空间地理信息 ，收稿日期：作者简介：刘艳春（），女，满族，吉林省吉林人，高级工程师，硕士，年毕业于辽宁工程技术大学摄影测量与遥感专业，主要从事大地测量、摄影测量与遥感等方面的工作。福建省应急地理信息共享和应用技术研究与实现刘艳春（福建省测绘院，福建 福州）摘要：对数据存储、数据共享和数据挖掘等多项关键技术进行了研究，在此基础上，构建应急数据库，搭建应急地理信息共享平台，实现分布式应急数据资源共享，把成果应用到应急和地震部门，发挥地理信息技术在应急管理和指挥中的作用，提升应急管理的能力和效率。关键词：应急地理信息；共享；数据挖掘；语义提取；分布式中图分类号：文献标识码
2、：文章编号：（）（，）：，：；引 言应急测绘保障工作纳入国家突发事件应急体系和综合防灾减灾工作体系，提高了测绘地理信息在国家应急保障工作中的作用。各种先进技术装备的投入使用，人才队伍实力的提升，使得测绘地理信息成为国家和地方重要的应急保障技术力量。但是，应急地理信息数据具有种类多、格式多样等特点，由于网络环境复杂、技术受限等原因，应急地理信息数据存在数据分散、格式不统一等问题，没有形成统一的平台进行管理与应用，应急地理信息还无法真正应用到应急管理、指挥和调度等多项工作中。为提升测绘地理信息的服务能力，有必要基于统一的地理空间框架，整合汇总各部门和社会各方面的数据资源，建立统一的应急数据库，并在
3、此基础上实现各种应急指挥信息的空间定位、可视化显示、综合查询分析，提升应急数据资源的共享能力，以满足科学决策和指挥、有效组织和处理应急事件的需求。为解决跨平台、跨部门、跨行业的防灾减灾信息集成、共享、互联互通问题，以 平台为基础，建设“多技术平台多行业模型多领域数据”的应急地理信息服务平台，提高应急管理与决策的科学性，应急平台须解决基础性数据存储和共享，还需要解决现场实时传输的空间数据需求，因此，应急平台须解决远程调用的数据传输与存储技术难题。研究内容本项目从“标准、数据、服务、应用”等几个方面入手，按照突发事件应急保障体系建设的总体要求，以现有的应急数据资源为基础，研究和制定多源应急数据标准
4、，设计和建设应急空间地理信息数据库，攻克多源异构空间数据存储、分析、共享和快速获取技术，按照“集中分布”模式，建设应急地理信息公共服务平台，实现应急信息数据的发布、共享与互联互通等，解决应急数据资源分散、不易共享等难题，形成一套经济、快速、完整、可复制的应急地理信息共享与应用解决方案。制定统一的应急地理信息共享标准规范项目通过对多个部门的需求调研，结合应急地理信息实际需求，从坐标体系、地理信息数据、非空间数据、服务接口、共享规定等方面进行了定义，使各部门在共享应急资源时有标准规范可依，避免五花八门的数据无法进行数据共享与交换。构建应急地理信息库以标准规范为基础，结合福建省实际情况，设计涵盖基础
5、地理信息数据、应急地理信息数据、应急资源保障数据、实时监测数据等内容的应急地理信息，按照数据中心模式和远程调用模式 种方式建设应急资源数据中心。）数据中心模式：将各个部门、各级政府汇交多源、异构基础数据和专题数据，对共性的应急资源集中处理和加工后存储到应急数据库中，适合于比较固定、更新频率慢的信息。）远程调用模式：对于一些更新频率较快、需及时上报的数据，采用远程调用模式，通过上报和在线收割的方式，实时从相关部门或者现场获取数据，如实时监测数据、实时灾情数据等。建设应急地理信息共享平台为实现应急数据库平台与国家应急平台、各专项应急平台、各区县应急系统和各部门应急系统上下贯通、左右衔接、互联互通、
6、信息共享，在国家标准规范基础上，建立应急地理信息共享平台。平台依托地理信息数据库，严格遵循国家相关标准规范，设计目录服务、地图服务、空间数据服务、应用分析服务、安全认证服务等功能，实现应急地理信息数据汇集、应急资源保障数据服务发布、检索和共享交换。基于平台开展示范应用为检验平台的可用性、实战性和能用性，摸索平台的应用模式，选择应急应用部门，实现平台多层次和全方位的应用。将地震、地质灾害等自然灾害作为研究领域，整合相关应急数据，快速融入福建省应急数据库，基于共享服务平台实现应急信息的快速获取、集成，同时针对性地开发与应急相关的系统功能，实现应急数据的快速应用，为灾前预警、灾时指挥、灾后处理提供基
7、于空间信息的辅助决策支持。关键技术研究 多源异构应急地理信息存储和计算技术针对应急地理信息数据存储分散、格式多样、场景复杂、网络环境不同等诸多特点，充分利用现有基础设施环境，构建分布式大数据存储和计算框架，打破了空间大数据计算和数据挖掘分析割裂的局面，让算力、算法和业务无缝协同。数据存储上，依据数据结构、数据量、数据特点和应用需求，采用差异化混合存储策略：海量数据使用 进行存储，采取读写分离提高数据使用效率；针对非结构化数据，如切片数据、文档数据等，使用 进行存储，对于高频应用数据，使用 内存数据库进行存储；结构化数据采用结构化数据库存储，通过接口访问不同的数据库，实现不同数据之间的互操作与应
8、用。数据计算上，采用、搭建分布式计算集群，使用 编写 接口对集群进行控制和应用，解决了计算集群需要人工加载算法包的难题。通过多元化存储与大数据计算框架的综合应用，满足了不同颗粒的应用需求，实现了“大数据大数据”及“大数据小数据”等不同复杂应用场景。分布式动态共享技术研发数据动态汇聚共享技术，解决跨平台、跨部门、跨行业的防灾减灾信息集成，提高共享效率和便捷性，攻克按需组装应用技术和应急分析知识应用技术，提高应急处置效率。）数据动态汇聚共享技术针对应急资源来源各异、种类较多的情况，研发并集成 种共享技术。共性资源采用集中式存储并发布为 标准服务；实时监测数据采用远程调用，并对接口进行标准化处理后，
9、共享发布；应急事件因具备突发性的、动态性和时效性特点，来源于不同部门且存在交叉，采用无人机系统快速采集现场倾斜摄影与视频数据，并研发云存储技术和数据清洗技术，实现远程各应急事件数据快速上传、各部门的数据进行清洗处理后，汇聚成应急专题共享。）按需组装应用技术由于应急数据图层多，包括 个图层，种类各异，涉及矢量数据、影像数据、三维数据、文本数据、流式数据，为满足应急响应要求，用户可提前按应急类型自由选择不同专题数据，个性化符号表达，依据应急实际绘制应急标注信息，并组装形成特定应急处置场景的专题数据。当应急事件发生时，用户可快速获取数据资源，并开展应急指挥决策。）应急分析知识应用技术为满足应急部门快
10、速获取突发应急事件涉及的应急数据需求，针对地震、地质灾害事件，研发了应急分析知识模型，辅助决策者开展应急决策分析，提高应急处置效率。基于语义的搜索和挖掘技术研究语义搜索技术、地址匹配和空间分析等关键技术，明确搜索主题，建立关键词数据库，从海量互联网数据资源中搜索出和主题思想相关的应急事件信息，通过语义对比、理解等，对搜索信息有选择地提取和做加权处理，从摘要、发文区域、正文中提取文章的空间位置，对空间位置进行匹配形成应急空间信息库，实现内容和空间位置的对应，为政府部门提供重要的、及时的应急数据来源，为处置一些较大的突发应急事件提供了重要辅助决策信息。共享节点建设 技术路线本项目以当前年度最新的福
11、建省空间框架数据为基础，分析现有空间数据的特点和组织结构，收集和整理应急地理空间数据集和应急数据资源数据集，提供接入实第 期刘艳春：福建省应急地理信息共享和应用技术研究与实现时感知数据的接口，基于因特网分析网络空间数据的组织方式和特点，设计空间数据组织方式，研究在线空间数据搜索技术、空间数据校正技术等多项技术，实现空间数据的在线搜索，建立多种数据类型共存的数据库；搭建新型地理信息共享平台，集数据共享、空间分析、数据挖掘等一体的地理信息平台，以平台为基础，开展各种应急地理信息应用，检验平台的可用性，逐渐完善平台的功能模块和数据资源。技术架构本课题采用 的结构，分别是数据层、平台层和应用层，其技术
12、架构如图 所示。图 技术架构图 ）数据层。数据共分为 个部分，以现有的“天地图福建”的基础地理数据为基础，补充应急地理信息和应急资源数据，通过接口接入各种实时感知数据和现场采集数据，形成种类齐全、信息资源丰富的综合应急地理信息数据库。）服务层。在综合应急地理信息数据建设的基础上，建设应急地理信息公共平台，把数据库中空间数据资源发布地理信息服务，同时通过共享方式接入其他平台的地理信息服务，平台还提供各种分析服务，实现空间地理信息资源的在线分析与应用，平台还包括二次开发中心和电子地图模块等，为用户提供二次开发工具和在线地图查询模块。）应用层。基于平台中数据资源服务、分析服务，实现更深层次、更广的应
13、急地理信息应用。技术实现）空间数据表结构设计数据来源于不同的单位、部门和平台，空间数据组织和结构是完全不相同的，针对此情况，按照求同存异的方法，对空间数据进行一定的归纳，归纳出网站中公共字段，设计一个表存储公共字段，标明数据来源和更新时间；对于其他不同于公共字段的属性信息，采取独立建表存储的方法，设计字典表补充说明字段的含义、来源、用途等，基于字典表管理不同来源的空间数据资源，确保空间数据资源存储和应用的可扩展性和伸缩性。）建立应急空间数据库数据资源是项目的基础和关键，基于统一的空间坐标系统，构建空间数据库，存储基础地理空间框架数据、应急地理信息数据、应急资源数据、实时感知数据和其他专题数据，
14、建立空间数据索引，实现空间数据快速查找和分析应用。）搭建应急地理信息公共平台空间数据按照统一、公开的方式为用户提供接口，其中矢量数据、影像数据等空间数据按照 标准发布为空间地图服务，地图服务类型包括 服务、服务、服务、服务等，元数据发布为 服务；空间分析和查询服务按照 接口方式提供，数据返回为 格式，对于每一个接口如何使用，在调用接口时配有接口使用说明文档，用户按照说明文档使用服务接口。）在线空间地理信息的变化与发现以现有“天地图福建”的公众地理信息数据库为基础，通过语义匹配、区域范围、行政区域等方法搜索出相近和类似的结果，将搜索结果和现有库中数据进行对比，主要比对的字段包括名称、地址、空间位
15、置及其他描述信息，空间数据的位置与原库中位置允许偏差在 范围，如果超出这个范围则认为数据发生变化；若在相同的空间位置上，现有库中的数据变化为其他名称，说明此要素已经不存在。对主流门户网站进行分析，分为 种情况：一是网站提供了 接口，有相应的方法和属性；另一种是网站无 接口，只有网页供用户浏览。若网站提供了 接口，则使用网站中的 接口，接口包括关键字搜索、范围搜索等方法，搜索出符合查询条件的结果，把结果存储在临时表中；如果网站没有提供 接口，则抓取网页中的内容，通过关键字匹配的方法，匹配出相近的结果，若结果中没有包含空间信息，采用“天地图福建”地址库匹配出相应的空间位置坐标。利用关键字搜索方法，
16、对现有要素名称进行分词，如“福建省测绘地理信息局”，被分解为“福建省”“测绘”“地理信息”等几个词汇，通过名称或者关键字组合搜索出和语义相关的要素信息，通过名称、地址和空间位置等信息比较，判断要素是否变化。范围搜索方法，范围搜索包括点和矩形范围搜索 种方法，点搜索法是以该点为中心点，以 或者 为半径搜索在该区域范围的地理要素信息，矩形搜索法是搜索该矩形范围内的空间地物要素信息，对搜索后结果按照规则进行逐一的比对。）应急地理信息标准规范体系建设为确保应急信息平台的长期稳定的可持续运行，制定应急地理应用标准与规范，从数据坐标系统、数据格式、数据属性、数据质量等多个方面进行定义和要求，对发布的地理信息服务也进行了定义，对于矢量数据要求发布为 和，影像地图服务发布为 或者是 等标准服务，服务的命名也做了相关的规定和要求，为确保地理信息服务的重要程度，定义了服务的优先等级，确保用户能从众多服务中优先使用重要的地图服务。）示范应用建设和模拟演练运用平台提供的地图服务和功能服务，结合各业务（下转第 页）测绘与空间地理信息 年的自律和自治也为政府的“简政放权”提供了支撑力量。各测绘行业协会根据行业实践
