浅析应急数据快速处理系统

郑巍

（辽宁省自然资源事务服务中心，辽宁沈阳 110032）

应急测绘，顾名思义，就是需要在规定的时间段内提供满足需求的应急产品。目前基础测绘产品质量控制体系设置，工序流程较长，自动化程度低，不支持多模式的应急测绘工作，处理数据速度和处理灵活性远远不能满足应急工作的需要。所以开展应急数据快速处理系统研究与建设显得尤为必要，这样就能够在突发事件发生后，第一时间获取到各类型原始数据，通过相应的几何纠正、高程地理信息提取、融合匀光匀色、集成分析提取等处理和分析，形成直观、清晰、专业的应急测绘产品，提供有关单位使用。

一、系统组成

应急数据快速处理系统的数据主要包括各类传感器获取的影像数据，不同传感器数据的处理能力和流程差异较大。结合应急测绘服务保障的需要，应急数据快速处理系统由5个子系统组成：航空遥感影像应急处理子系统、倾斜摄影应急处理子系统、卫星遥感影像应急处理子系统、应急地理信息提取子系统和地理信息空间分析子系统（图1）。

图1 应急数据快速处理系统组成

1.航空遥感影像应急处理子系统

具备处理常规不同幅面画幅数码面阵航空影像数据和视频数据的能力，按需及时提供不同应急救援阶段的应急测绘产品，包括快速拼接影像、数字正射影像、数字高程模型等应急成果，支持应急模式不同阶段快速生产流程。

航空遥感影像应急处理子系统相对于常规航空遥感影像获取与处理，具备快速处理与精细处理两种功能，其中与常规航空遥感影像处理不同的是，为了加快快速处理过程，同时满足相应的测量精度要求，首次提出了免像控低空遥感技术，采用RTK与PPK相结合，提供高精度POS数据，在对测区不做像控的条件下，使其输出数字正射影像也能满足精度要求，支持应急数据生产。

2.倾斜摄影应急处理子系统

具备处理倾斜摄影获取的航空影像数据的能力，利用计算机多视几何理论，能够进行倾斜摄影空三加密、影像快速纠正和拼接、三维模型提取等。

倾斜摄影应急处理子系统相对于常规倾斜影像获取与处理，提出了利用计算机多视几何理论，共线条件方程不再按泰勒级数展开，所有计算均按代数几何的方法直接矩阵进行，没有线性化处理过程，可以输出测区的三维模型，丰富应急测绘数据产品。

3.卫星遥感影像应急处理子系统

具备处理各种传感器卫星遥感影像处理的能力，按需及时提供不同应急救援阶段的应急测绘产品。

卫星遥感影像应急处理子系统相对于常规卫星遥感影像获取与处理，采用了云服务平台系统，具备海量数据接收管理和查询功能，并且基于PCI-GXL的批量数据处理功能，达到了快速响应，并保证高精度、高效率、高质量的卫星遥感影像应用于应急测绘保障。

4.应急地理信息提取子系统

基于遥感数据和灾情地区基础地理信息成果，通过提供多用户协同提取、半自动辅助提取、变化监测等多种手段，具有快速确定受灾区域位置、范围、各类地物受影响或损毁情况的能力。

应急地理信息提取子系统可通过监督分类或非监督分类等方法，采用全自动或半自动提取方式，虽然提取算法与方式上与常规地理信息提取基本一致，但是应急地理信息提取子系统更专注于快速确定受灾区位置、范围以及各类地物受影响情况，能够及时反馈受灾区相关地理信息，给减灾救灾提供地理信息保障服务。

5.地理信息空间分析子系统

采用空间统计与空间分析相结合的手段，针对不同类型灾害开展应急测绘地理信息统计分析工作，为各类用户及时提供应急测绘地理信息空间统计报表、空间分析报告等。

地理信息空间分析子系统可采用形态分析、覆盖分析、邻域分析、连接分析等技术手段，以区域化变量为基础，借助变异函数，研究具有空间相关性的不同类型灾害的空间位置与属性特征，为减灾救灾及时提供应急测绘地理信息空间统计报表、空间分析报告等。

二、系统流程

应急数据快速处理系统分三个阶段（图2）。

1.应急数据快速（急速）处理阶段

主要满足各专业应急救援机构开展应急准备和应急决策对各种现场影像快速处理的需要。灾后现场影像等数据获取后，完成获取影像快速拼接，生产灾区的灾情现场影像图，根据实际需要，生产灾区的应急数字正射影像和应急数字高程模型或应急数字地表模型数据，生产灾区的大范围立体影像数据。

2.应急数据精细处理阶段

利用各种参考信息或少量的人机交互作业，生产精度更高的灾区影像、数字高程模型和三维实景影像产品，主要满足应急救援和灾情评估阶段的需要。如增加少量的控制信息或利用严格的空三加密处理，提高数字正射影像和数字高程模型数据的几何精度和成果质量。

3.应急地理信息提取阶段

通过灾前灾后影像对比、矢量与现势影像对比等分析，结合部分半自动、自动化工具，提取灾区损毁情况及灾害体、次生灾害的位置、范围及分布情况。在此基础上，基于统计方法和空间分析模型，对灾害地理信息变化状况进行统计，分析各类地物受影响情况及其空间分布特征，形成图、表、报告形式的灾情统计分析成果。

图2 应急数据快速处理系统流程

三、结语

测绘地理信息在突发事件应急处置和防灾减灾中具有不可或缺的重要作用，成为了解灾情、指挥决策、抢险救灾、应对突发事件的科学工具和基础数据，上述对应急数据快速处理系统的组成和流程的分析是基于本人长期的工作经验总结，希望对同行建立应急数据快速处理系统提供一定的借鉴和参考。