应急测绘地理信息服务组合技术及应用_豁辉.pdf

2023年8期技术应用科技创新与应用Technology Innovation and Application应急测绘地理信息服务组合技术及应用豁辉（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。而作者简介：豁辉（1987-），女，硕士，讲师。研究方向为地图制图与地理信息。摘要：该文提出一种基于案例驱动的应急测绘地理信息服务组合技术，以既有的可计算事故案例为基础，采用驱动求解服务组合需求的方法，从应急测绘案例库中匹配符合服务组合需求的相似案例，在此基础上集成建模，为用户提供空间信息服务组合方案。该文首先介绍基于案例驱动的应急服务组合流程，并分别选取空间、时间和语义 3 个维度，概述应急测绘模型耦合校验方法。随后设计应急地理信息集成建模框架系统，并重点分析该系统的应急地理信息大数据管理模块、应急测绘案例库模块、领域分析模型集成与服务框架模块的设计内容。最后将该系统应用到 J 市化工厂危险化工品泄露突发事件的应急测绘任务中。结果表明，该系统可精确划定危险区域、估算受灾人口和分析疏散路线，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精确等一系列优势，应用效果达到预期。关键词：应急测绘模型；兼容性校验；应急案例库；集成建模；地理信息中图分类号：P208文献标志码：A文章编号：2095-2945（2023）08-0150-04Abstract:This paper proposes a case-driven geographic information service composition technology for emergency surveyingand mapping,which is based on the existing calculable accident cases,and adopts the method of driving to solve the requirementsof service composition,matching similar cases that meet the requirements of service composition from the emergency surveying andmapping case base.On this basis,integrated modeling is implemented to provide spatial information service composition scheme forusers.Firstly,this paper introduces the emergency service composition process based on case-driven,selects three dimensions ofspace,time and semantics respectively,and summarizes the coupling verification method of emergency surveying and mappingmodel.Then the emergency geographic information integration modeling framework system is designed,and the design contents ofemergency geographic information big data management module,emergency surveying and mapping case base module,domainanalysis model integration and service framework module of the system are analyzed.Finally,the system is applied to theemergency mapping task of hazardous chemicals leakage in chemical factories in J city.The results show that the system canaccurately delineate the dangerous area,estimate the affected population and analyze the evacuation route.it has a series ofadvantages,such as fast emergency response,accurate result of disaster area delineation and accurate evaluation of disaster hazardgrade,and the application effect achieves the expectation.Keywords:emergency surveying and mapping model;compatibility verification;emergency case base;integrated modeling;geographic informationDOI：10.19981/j.CN23-1581/G3.2023.08.035150-技术应用科技创新与应用Technology Innovation and Application2023年8期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；第三种是突服务源 1服务源 2服务源 n用户需求描述等候案例调整后案例多源服务适配器服务库新案例运行结果可计算案例应急案例库检索检验运行执行引擎调整复用入库入库数据管理服务管理服务注册集成建模应急案例库突发自然灾害事故灾害公共卫生事件2社会安全事件16262刷新表格删除表格编辑模型编辑模型案例名称事件类型创建日期危化品泄露分析危化品泄露事故分析 v1model3333model3333危化品泄露分析危化品泄露事故分析model3333qergamodel234model234model3333model234model23412345678910111213安全事故安全事故其他严生影响公众健康和生命安全的事件其他严生影响公众健康和生命安全的事件安全事故安全事故其他严生影响公众健康和生命安全的事件安全事故群体性不明原因疾病群体性不明原因疾病其他严生影响公众健康和生命安全的事件群体性不明原因疾病群体性不明原因疾病2017/4/112017/4/112017/4/62017/4/62017/4/112017/4/112017/4/62017/4/112017/4/62017/4/62017/4/62017/4/62017/4/6151-2023年8期技术应用科技创新与应用Technology Innovation and Application数据内容 数据类型 比例尺/分辨率 数据来源 应急基础 数据 数字线划数据 1:5?000 J 市天地图 1:3?000 1:800 影像数据 0.5?m 应急专题 数据 应急救援 力量分布 应急救援力量分布 应急运输资源分布 应急医疗资源分布 应急避难场所分布 重点监测 防护目标 重大危险源 重点防护目标 监测监控站点 专题信息 经济统计数据 统计年鉴 人口统计数据 人口统计空间化数据 地表覆盖数据 国情普查数据 应急案例库数据管理应急支撑服务事故预测分析受损统计分析应急救援分析物资分配基础服务空间信息服务地图服务数据处理服务空间分析服务制图服务行业信息服务气象服务数据服务服务服务服务管理服务注册集成建模刷新表格删除表格查看服务运行服务服务名称高斯烟羽扩散模型应急疏散分析危化品泄露灾害评估模型计算区域的面积和周长自动完成多边形计算凸包剪切求交操