东城区民防局

　　一、概述
　　随着计算机技术、信息技术的飞速发展，当今世界正发生着翻天覆地的变化。江泽民同志指出：“四个现代化，哪一个也离不开信息化”。3S技术作为当前计算机技术、信息技术中的一朵奇葩，近年来的发展异军突起，迅速应用到建设四个现代化的各个行业中。作为保卫国家、保卫人民生命财产安全的重要基础设施的民防工程，3S技术在其信息化建设进程中有着广阔的应用前景。
　　“3S”技术是以地理信息系统(GlS)、全球定位系统(GPS) 、遥感技术(RS)为基础,将GlS、GPS 、RS三种独立技术领域中的有关部分与其它高技术领域(如网络技术、通讯技术等)有机地构成一个整体而形成的一项新的综合技术。它集信息获取、信息处理、信息应用于一身,突出表现在信息获取与处理的高速、实时与应用的高精度、可定量化方面。通过这些技术的综合集成应用,可以实现人防指挥、工程管理、震害评估等人防领域资源信息的快速采集和处理,为人防决策提供强有力的基础信息资料和决策支持。
　　二、 3S技术及其应用简介
　　1、 GIS技术
　　GIS 即地理信息系统（Geographic Information System），该技术是融地理学、地质学、测量学、信息管理学、计算机技术等多学科于一体的一门综合性边缘学科。它是借助计算机技术所发展的，是收集、存储、检索、变换和分析地理数据的强有力的工具。地理数据从以下几方面描述对象：①一定坐标系中的位置；②与位置无关的属性（如颜色、管径等）；③相互间的空间关系（拓扑关系），这种关系是如何联系在一起，或一物体如何在其他物体之间移动。地理信息系统中的数据，无论是可见的（记录于纸上），还是不可见的（记于磁介质上），都是自然环境的一种表现模式。因为这些数据可以被访问、变换、交互式处理，还可以作为研究环境过程、分析发展趋势，预估规划决策的可能结果的基础。GIS 专门处理和分析具有空间特征的信息，它能利用空间图形处理技术实现数据库系统无法或难以实现的统计和分析功能，同时能使信息的表现更加图形化、形象化和可视化。
　　作为民防领域信息化工程中重要应用，人防指挥自动化软件系统就是基于GIS技术的上述特点建立起来的。如系统中的人防指挥管理信息子系统将信息采集、传输、加工、查询及综合应用为一体，形成纵向、横向信息媒介为连续纽带的完整体系。目前正逐步实现在全国范围的联网，从而达到信息的综合利用和信息资源共享。仿真与虚拟现实子系统是系统重要的组成部分，它为数据查询与分析提供三维、动态、身临其境、可交互操作的环境。该子系统利用多种GIS系统集成模型研究、3D-GIS 三维城市模型地形和建筑物动态显示、虚拟现实技术等来对人防规划中所确定的指挥通信方式、人员疏散和掩蔽方案、专业队行动方案、重要经济目标防护措施等战时行为进行模拟，找出问题，反馈至人防规划信息系统，反复模拟直至建立高效的指挥体系、布局合理的防护工程体系、可靠的通信警报体系和有保障的人口疏散体系。其中包括指挥通信、人员疏散、人员掩蔽、专业队行动、重要经济目标、物资供给、战后恢复等的模拟。
　　2、 GPS技术
　　GPS即全球定位系统（Global Positioning System）是美国从本世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。GPS是美国第二代卫星导航系统，是在子午仪卫星导航系统的基础上发展起来的，它采纳了子午仪系统的成功经验，由空间部分、地面监控部分和用户接收机三大部分组成。 GPS具有性能好、精度高、应用广的特点，是迄今最好的导航定位系统。随着GPS的不断改进，硬、软件的不断完善，应用领域正在不断地开拓，目前已遍及国民经济各种部门，并开始逐步深入人们的日常生活。
　　目前在民防指挥的装备配置中，所有人防指挥应急警报车都配备了利用GPS技术的智能车载设备。这些设备的功能非常强大，以车辆为例，只要接通了“GPS网络服务中心”，指挥中心和车内指挥人员就都可以在任何时间、任何地点查询车辆的准确位置，实现定位、导航、轨迹回放、查询车位、接发短信、报警等功能，从而实现对车辆的监控跟踪和指挥调度。与此同时，车内还安装了紧急报警按扭，当出现紧急状况时，可向指挥中心或预先设定的接收者发送报警信号及其位置信息，从而更有效地进行协同作业。
　　3、 RS技术
　　RS技术即遥感（Remote Sensing）技术。“遥感”，顾名思义，就是遥远地感知。人类通过大量的实践，发现地球上每一个物体都在不停地吸收，发射信息和能量，其中有一种是电磁波，并且发现不同物体的电磁波特性是不同的。遥感就是根据这个原理来探测地表物体对电磁波的反射和其发射的电磁波，从而提取这些物体的信息，完成远距离识别物体。针对不同的应用和波段范围，人们已经研究出多种传感器，探测和接收物体在可见光、红外线和微波范围内的电磁辐射。传感器会把这些电磁辐射按照一定的规律转换为原始图像。原始图像被地面站接收后，经过一系列复杂的处理后提供给不同的用户使用。遥感技术已经在陆地水资源调查、土地资源调查、植被资源调查、地质调查、城市遥感调查、海洋资源调查、测绘、考古调查、环境监测和规划管理等领域有广泛的应用。
　　作为“防空减灾一体化”的重要方面，震害预测和评估等领域也应用到了遥感技术。遥感生成的卫星图像可用于描述地球的新构造运动结构，确定地震风险带的地震构造条件。空间探测可以克服地面测地勘探、测量中的许多限制，已成为评估地球断层、板块边界运动、位移情况的有力工具，精度甚至可达毫米级。我国利用卫星热红外波段资料进行地震短临预报已研究多年，取得了一些成果。从1990年－1996年，总共预报50次，其中较准确的有12次，较好的24次，较差的9次，虚报5次。实践证明，利用卫星热红外信息进行地震短临预报在预报强震方面很有效，因为强震前异常反应强烈，在图像上显示的异常较明显；而小地震前异常反应不明显，预报判读准确性较强震差。
　　三、 “数字民防”--3S技术在民防领域中的发展展望
　　“数字城市”是城市管理信息化发展的必然趋势，利用3S技术，全面建立地理信息资源库，实现地理信息处理的量化、可视化、实时更新与资源共享，这是城市各部门实现现代化管理的必备条件。民防系统是城市系统的一个重要组成部分，也必须适应“数字化”的形势，加快信息化建设的步伐，建立具有民防领域特色的“数字民防”工程。
　　根据民防工程主要是地下工程的特点，“数字民防”工程主体是一个地下空间地理信息系统。“数字民防”由于其特殊性，从组织开发到稳定运行，是一个长期的过程，它的建立相对于其它地上系统又更加具有紧迫性：
　　（1）民防管理迫切需要建立地下空间数据库。民防工程的地下空间信息，包括人员掩蔽、人防通道、地下车库等地下建筑物，是进行人防规划管理的基础。尤其是当地下建筑越来越多，位置要求越来越精确，地下空间信息是否完备准确，对于规划、设计、施工都至关重要；而相对于地上资料，当前地下资料在系统性、可靠性、现势性方面都相对较差，因此建立地下空间信息管理系统是民防发展乃至城市建设的迫切需要。
　　（2）建设的同时进行竣工测量是获取地下空间信息的最佳途径。地上建筑的位置信息在建设中和多年以后进行观测精度是一样的，而地下建筑一旦回填深埋，便只有借助设计图纸和探管仪等设备进行探索推测，不但效率低、难度大，更重要的是，要进行完整连线、精确定位、细节描述，都几乎不再可能，当前是我国进行基础设施建设的高峰期，一定不能丧失获取准确资料的机会。而只有建立地下空间信息管理系统后，才能有效地获取、保存、管理这些宝贵资料。
　　（3）“数字民防”作为一个应用系统的性质决定了它应尽早开始建设。该系统不但是要及时收集地下空间信息，更重要的是要在民防管理中应用这些信息。不管是系统的空间数据库内容，还是系统功能，都要依据实际建设与管理中的需要进行制定，因此应尽快开始筹建，并在实践中不断使之成熟完善，使系统在民防管理中尽快发挥作用。
　　可以认为，“数字民防”工程的建设，可以真正达到集约社会资源、优化信息资源、共享信息成果、便于统筹管理的目的。它是拉动民防系统信息化进程的重要引擎。
　　勿庸讳言，21 世纪是信息化、网络化、数字化、智能化的世纪，信息化发展速度将是空前的。民防系统作为城市系统的一个子系统，并具有其特殊的战备属性，应用包含地理信息系统、全球定位系统、遥感技术的3S技术，将有力地推进民防系统信息化建设的进程。