CN102208093B - 一种灾情信息采集上报系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种灾情信息采集上报系统，包括：控制服务平台和应急减灾终端；所述控制服务平台包括应急减灾数据库、信息显示模块、平台任务规划模块、平台通信模块、平台信息组织解析模块、管理分析模块；所述应急减灾数据库包括：地理信息背景数据库、工作图层数据库、灾害业务数据库；所述应急减灾终端包括终端地图模块、导航模块、灾情信息管理模块、终端信息组织解析模块、终端通信模块、输入装置和显示装置。采用本发明实现了对复杂灾害现场，灾情信息的快速收集与上报。

Description

一种灾情信息采集上报系统

技术领域

本发明涉及一种灾情信息采集上报系统，用于在复杂环境下的对灾情信息的快速采集，属于信息处理技术领域。

背景技术

我国是世界上自然灾害最为严重的国家之一，灾害种类多，分布地域广，发生频率高，造成损失重。70％以上的城市、50％以上的人口分布于自然灾害严重的地区。随着全球气候变化幅度的增大和环境恶化，极端气候事件和巨灾不断发生，我国进入了新的灾害多发期，灾害造成的损失呈现日益加重的趋势。

基于当前现有技术水平，我国灾害应急救助技术体系建设的总体目标是构建“天空地一体化”的灾害监测、预警、信息保障、应急处置和决策指挥体系——即综合利用卫星技术手段(遥感、通信、导航定位)、飞艇与航空遥感以及地面监测站网系统、信息处理与分析系统、救灾与物资保障系统、地面通信与网络系统的优势，形成高效、稳定运行的国家减灾救灾决策指挥体系。

目前，我国灾害应急救助工作技术水平总体有待提高，其中针对灾害现场工作的道路引导、信息采集、灾害监测与应急通讯能力存在明显不足。例如汶川地震发生后，受灾地区的基础设施损毁极其严重，电力系统中断，地面通信网络完全陷入瘫痪，加上交通受阻，地面维修设备无法到位，应急卫星通信平台运输展开困难等，直接延误了灾情信息上报。导致在复杂灾情现场应急救援活动中，救灾物资调运经常遭遇到前方道路不通需要绕行或行驶路线不清造成延误；救援车辆和人员由于缺乏有效的导航定位手段无法掌握自己的准确位置、确定前往灾区的行进道路；灾区地面通信网络系统遭到破坏导致后方指挥部无法掌握灾害现场情况，甚至出现救援人员和车辆“失踪”的情况。上述内容，说明目前复杂环境下，灾情信息采集上报面临导航与应急通信等困难。

发明内容

本发明技术解决问题的目的在于：提供了一种灾情信息采集上报系统，实现了对复杂灾害现场，灾情信息的快速收集与上报。

本发明的技术解决方案是：

一种灾情信息采集上报系统，其特征在于包括：控制服务平台和应急减灾终端；

所述控制服务平台包括应急减灾数据库、信息显示模块、平台任务规划模块、平台通信模块、平台信息组织解析模块、管理分析模块；

所述应急减灾数据库包括：地理信息背景数据库、工作图层数据库、灾害业务数据库；

所述应急减灾终端包括终端地图模块、导航模块、灾情信息管理模块、终端信息组织解析模块、终端通信模块、输入装置和显示装置；

在控制服务平台上：

任务规划模块，在灾情发生时，为与灾情现场对应的矢量地图数据生成矢量灾情表单；对矢量地图数据和影像地图数据进行区域划分，获得多个工作图层；将多个工作图层下载到多个不同的应急减灾终端的终端存储装置；

平台通信模块，接收由应急减灾终端发送信息，经解调后生产灾情数据，并输出给平台信息组织解析模块；将平台信息组织解析模块输入的灾情下发信息发送出去；

平台信息组织解析模块，对输入的灾情数据按灾情快报表单数据和矢量灾情表单数据的格式进行解析获得灾情快报数据和矢量灾情数据；按灾情多媒体数据的格式进行解析获得灾情多媒体数据，并将灾情快报数据、矢量灾情数据和灾情多媒体数据输出给管理分析模块；将管理分析模块输入的灾情下发信息进行组织，并传输到平台通信模块；

管理分析模块，利用输入的灾情快报数据更新灾害业务数据库中的灾情快报表单数据；利用输入的矢量灾情数据更新矢量地图数据中的矢量灾情表单；存储输入的灾情多媒体数据；分析更新后灾害业务数据库，生成灾情下发信息，并传输到平台信息组织解析模块；

信息显示模块，实时读取灾害业务数据库并将灾情快报表单数据、矢量灾情数据和灾情多媒体数据，将灾情快报表单数据以表单格式进行显示；将矢量灾情数据表单中的数据在矢量地图上进行显示；将灾情多媒体数据在地图上进行显示；

在应急减灾终端上：

终端地图模块，读取终端存储装置中的工作图层并利用显示装置进行显示；

灾情信息管理模块，接收通过输入装置获取的现场数据和灾情多媒体数据，并将现场数据分别填充到灾情快报表单和矢量灾情表单；接收导航模块输入的定位信息，并填充到灾情快报表单、矢量灾情表单和灾情多媒体数据；将填充完的灾情快报表单、矢量灾情表单和灾情多媒体数据发送到终端信息组织解析模块，并存储到应急减灾终端存储装置中；

终端信息组织解析模块，对灾情快报表单、矢量灾情表单和灾情多媒体数据进行组织形成灾情数据，并发送给终端通信模块；接收终端通信模块输入的灾情下发信息，并解析，形成终端接收灾情信息，存储到终端存储装置中；

终端通信模块，接收终端信息组织解析模块送入的灾情数据，对灾情数据进行调制后发出；接收平台通信模块发送的灾情下发信息，并传输给终端信息组织解析模块；

导航模块，接收导航卫星系统信号，获得应急减灾终端当前位置；导航模块支持基于应急减灾工作人员设定的起始点、避让点、必经地、目的地进行路径规划，生成应急减灾路线；导航模块能够利用当前位置及应急减灾路线为应急减灾工作人员进行实时导航；

所述平台通信模块和终端通信模块可利用无线或卫星通信系统进行通信。

所述终端地图模块支持对GeoTiff、img、bmp、jpeg格式的影像数据；shp、e00、midmif格式矢量数据的操作；所述操作包括图层管理、缩放、漫游、长度面积量算。

所述矢量灾情表单作为矢量地图数据的属性生成。

所述灾情数据包括

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、本发明针对复杂灾情情况设计，应急减灾实用性强。具体表现在：严重灾害现场往往出现地面通信设施严重损坏的复杂情况，该系统支持卫星通信，能够解决应急通信问题；该系统支持基于多模导航系统的应急减灾路径指引，路径规划过程中能够避开避让点、经过必经地，符合应急减灾应用需求。

2、本发明在信息上报过程中，采用矢量图、影像图叠加作为灾情信息采集上报的基础，地图信息丰富，现地对照感强，适用于应急减灾。

3、本发明设计矢量灾情表单，将现场灾情信息以矢量地图中矢量对象属性的形式表现出来，编辑简便、查看直观。本发明设计灾情快报表单，包含常用灾情信息项。两种表单传输时，仅传输表单各数据项数值和标志头信息，减少了数据量，提高了利用北斗卫星等带宽有限的卫星系统传输时的传输效率。

附图说明

图1为控制服务平台组成图；

图2为应急减灾终端组成图；

图3为灾情信息采集上报流程；

具体实施方式

本发明所述的灾情信息采集上报系统包括：控制服务平台和应急减灾终端。其中，控制服务平台包括应急减灾数据库、信息显示模块、平台任务规划模块、平台通信模块、平台信息组织解析模块、管理分析模块。如图1所示，为控制服务平台组成图。

控制服务平台的应急减灾数据库包括4部分：地理信息背景数据库、工作图层数据库、灾害业务数据库和系统管理数据库。

1、地理信息背景数据库，该数据库负责存储和管理全国的自然背景资料、交通网、水系，由矢量地图数据构成，具体包括省、市、县、分区行政区划面数据，行政区划所在地点数据，铁路点数据，公路线数据，沟渠、河流、湖泊封闭水域、流域等面数据，全国救灾物资储备点点数据，以及医院、加油站、餐饮店等兴趣点点数据。

2、工作图层数据库，负责存储和管理灾害现场的矢量地图数据、影像地图数据。

3、灾害业务数据库，负责存储和管理灾情发生现场灾情业务数据，包括灾情快报数据、多媒体文件数据。灾害快报数据为灾害采集人员考察灾情现场，获得的统计信息，包括灾情过程信息、人员、房屋、牲畜、农作物、房屋、财产损失信息等。多媒体文件数据为灾害现场采集的声音、图像数据。

4、系统管理数据库，负责管理与系统业务相关的管理类数据，具体包括现场任务管理表，任务/表单关系表，任务/图层关联表，任务类型表，任务状态表，任务区域表，任务工作组表，任务工作小组成员表，工作人员信息表，终端设备管理表。

控制服务平台的信息显示模块、平台任务规划模块、平台通信模块、平台信息组织解析模块和管理分析模块运行于平台的计算机上。

信息显示模块，可对地理信息背景数据库、工作图层数据库进行调用，并结合灾情快报表单数据、矢量灾情数据和灾情多媒体数据进行显示。其中，灾情快报表单数据可以具体的表单格式进行反应；矢量灾情数据可作为矢量对象的属性在矢量地图中进行显示；灾情多媒体数据可在地图上以图标进行标识。

平台任务规划模块，根据灾害现场影像图信息或者其它已有灾情信息，对灾害现场的矢量地图数据和影像地图数据进行区域划分，从而形成多个不同的工作图层，每个工作图层为一个任务区域。生成任务区域目标对象属性数据表，即矢量灾情表单，该表单包含所需调查的灾情目标对象集，该对象集包括灾情信息上报背景，人口、房屋、农作物、损失等灾情数据项，各数据项在生成时均为空值(0)。实现工作图层与矢量灾情表单打包操作，生成任务数据集。实现通过SD卡拷贝或者利用数据线传输等方式，将任务数据集下载到应急减灾终端存储装置中。

平台通信模块，同时具有地面通信与卫星通信功能。地面通信可采用有线互联网、无线3G网等通信方式，通信带宽能够达到1Mbps，满足灾情多媒体数据传输需求。卫星通信可采用北斗卫星通信、海事卫星通信等，通信能力达到120字节/秒。平台通信模块将收到的信息传输到平台信息组织解析模块中，将要发送的灾情下发信息通过地面通信或卫星通信发送出去。

平台信息组织解析模块获取平台通信模块传输来的信息。通过解析信息的标志头数据，获得信息数据属性，即判识信息是否为灾情快报表单、矢量灾情表单和灾情多媒体数据中的数据项，具体为哪一项。平台终端信息组织解析模块获取管理分析模块传来的灾情下发信息，为灾情下发信息中的每个数据项增加标志头数据，并传输到平台通信模块。

管理分析模块获取平台信息组织解析模块解析后数据，将数据按照其所属数据项更新到对应的数据库中。发生更新后，管理分析模块读取数据库中与更新项相关数据，进行综合分析，输出应急减灾下发灾情数据，例如在某个坐标点发生塌方，在某个坐标点发生桥梁坍塌等。

信息显示模块显示应急减灾数据库中的矢量地图、影像地图和工作图层。信息显示模块显示灾情快报表单数据、矢量灾情表单数据和灾情多媒体数据。灾情快报表单数据以表单格式进行显示，应急减灾工作人员在需要查看时，可通过打开表单视图方式查看。矢量灾情数据与工作图层的矢量要素相关，能够通过应急减灾工作人员设置方式，选择实时显示在工作图层上，或者通过应急减灾工作人员操作打开矢量要素属性的方式，以表单形式显示。灾情多媒体数据根据数据属性分配固定图标，该图标实时显示在矢量地图中灾情多媒体数据指定的坐标点上，应急减灾工作人员可以操作图标，查看灾情多媒体数据的详细信息。

所述灾情快报表单包含人口伤亡及状态数据、房屋损毁及状态数据、牲畜状态数据、农作物受灾数据、经济损失数据等灾害业务数据库中所有字段。

所述应急减灾终端包括终端地图模块、导航模块、灾情信息管理模块、终端信息组织解析模块、终端通信模块、输入装置、显示装置和终端存储装置，如图2所示为应急减灾终端组成图；

终端地图模块支持对GeoTiff、img、bm p、jpeg格式的影像数据；shp、e00、midmif格式矢量数据的进行图层管理、缩放、漫游、长度面积量算等操作。可将终端存储装置中的中的工作图层数据在显示装置中显示；终端地图模块能够读取终端存储装置中的灾情下发信息，并在显示装置中显示其图标；终端地图模块读取终端存储装置中的灾情快报表单数据、矢量灾情数据和灾情多媒体数据并在显示装置上显示。灾情快报表单数据以表单格式进行显示，应急减灾工作人员在需要查看时，可通过打开表单视图方式查看。矢量灾情数据与工作图层的矢量要素相关，能够通过应急减灾工作人员设置方式，选择实时显示在工作图层上，或者通过应急减灾工作人员操作打开矢量要素属性的方式，以表单形式显示。灾情多媒体数据根据数据属性分配固定图标，该图标实时显示在矢量地图中灾情多媒体数据指定的坐标点上，应急减灾工作人员可以操作图标，查看灾情多媒体数据的详细信息。

导航模块，支持基于起始点、避让点、必经地、目的地的路径规划。起始点、避让点、必经地、目的地由应急减灾工作人员设定。其中，避让点指应急减灾工作人员根据道路情况利用输入装置输入的不能经过的路径点，例如桥梁坍塌点。必经点为应急减灾工作人员根据灾情调查或救援需求利用输入装置输入的必须经过的路径点，例如灾民集中地。导航模块能够利用实时获得的当前位置信息与规划好的路径为应急减灾工作人员提供行进路线引导。导航模块支持终端航迹记录与管理、兴趣点查找等功能，航迹为终端已经行进的路径，兴趣点通常为灾情信息点，如灾民集中地等。路径和轨迹均通过导航模块存储到终端存储装置中。

灾情信息管理模块，接收利用输入键盘、触摸屏等输入装置获取现场快报数据，并结合导航模块获取的定位信息，填充到定位信息对应工作区域的灾情快报表单中，形成灾情快报表单；接收利用输入键盘、触摸屏等输入装置获取的现场灾情数据，并结合导航模块获取的定位信息，填充到定位信息对应的矢量对象属性数据中，形成矢量灾情表单；接收利用输入键盘、触摸屏、摄像头、录音模块等输入装置获取的多媒体灾情数据，以及导航模块获取的定位信息，共同形成灾情多媒体数据。灾情信息管理模块将灾情快报表单、矢量灾情表单和灾情多媒体数据传输到终端信息组织解析模块。

终端信息组织解析模块，对灾情信息管理模块输入的灾情快报表单、矢量灾情表单和灾情多媒体数据中的数据项增加标志头数据，传输到终端通信模块，并存储在终端存储装置中；终端信息组织解析模块将终端通信模块输入的灾情下发信息进行解析，获得信息数据属性，即判识信息是否为灾情下发信息中的数据项，具体为哪一项，并存储到终端存储装置中。

终端通信模块，接收终端信息组织解析模块送入的灾情数据，通过地面无线通信或者卫星通信发送出去。终端通信模块接收平台通信模块发出的信息，并传输到终端信息组织解析模块。

如图3所示，为灾情信息采集上报系统工作流程。一次灾情信息采集上报任务，由1台控制服务平台管理N(N＜2000)台应急减灾终端实现。灾情发生后，控制服务平台首先完成状态自检，包括通信状态、模块运行状态自检。确认状态正常后，控制服务平台利用任务规划模块对矢量地图数据进行区域划分，获得多个工作图层和矢量灾情信息表单，并下载到应急减灾终端存储装置中。应急减灾终端赴灾害现场执行灾害信息采集，应急救援工作。工作过程中通过终端导航模块进行路径规划，实现路径引导和轨迹记录。应急减灾终端将灾情现场灾情信息采集为灾情快报表单、矢量灾情表单、灾情多媒体数据并实时上报到控制服务平台。控制服务平台根据N台应急减灾终端上报的信息更新应急减灾数据库，并生成灾情下发信息，传达给应急减灾终端。

本发明未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。

Claims (4)

1.一种灾情信息采集上报系统，其特征在于包括：控制服务平台和应急减灾终端；

所述控制服务平台包括应急减灾数据库、信息显示模块、平台任务规划模块、平台通信模块、平台信息组织解析模块、管理分析模块；

所述应急减灾数据库包括：地理信息背景数据库、工作图层数据库、灾害业务数据库；

所述应急减灾终端包括终端地图模块、导航模块、灾情信息管理模块、终端信息组织解析模块、终端通信模块、输入装置和显示装置；

在控制服务平台上：

任务规划模块，在灾情发生时，为与灾情现场对应的矢量地图数据生成矢量灾情表单；对矢量地图数据和影像地图数据进行区域划分，获得多个工作图层；将多个工作图层下载到多个不同的应急减灾终端的终端存储装置；

平台通信模块，接收由应急减灾终端发送信息，经解调后生产灾情数据，并输出给平台信息组织解析模块；将平台信息组织解析模块输入的灾情下发信息发送出去；

平台信息组织解析模块，对输入的灾情数据按灾情快报表单数据和矢量灾情表单数据的格式进行解析获得灾情快报数据和矢量灾情数据；按灾情多媒体数据的格式进行解析获得灾情多媒体数据，并将灾情快报数据、矢量灾情数据和灾情多媒体数据输出给管理分析模块；将管理分析模块输入的灾情下发信息进行组织，并传输到平台通信模块；

管理分析模块，利用输入的灾情快报数据更新灾害业务数据库中的灾情快报表单数据；利用输入的矢量灾情数据更新矢量地图数据中的矢量灾情表单；存储输入的灾情多媒体数据；分析更新后灾害业务数据库，生成灾情下发信息，并传输到平台信息组织解析模块；

信息显示模块，实时读取灾害业务数据库并将灾情快报表单数据、矢量灾情数据和灾情多媒体数据，将灾情快报表单数据以表单格式进行显示；将矢量灾情数据表单中的数据在矢量地图上进行显示；将灾情多媒体数据在地图上进行显示；

在应急减灾终端上：

终端地图模块，读取终端存储装置中的工作图层并利用显示装置进行显示；

灾情信息管理模块，接收通过输入装置获取的现场数据和灾情多媒体数据，并将现场数据分别填充到灾情快报表单和矢量灾情表单；接收导航模块输入的定位信息，并填充到灾情快报表单、矢量灾情表单和灾情多媒体数据；将填充完的灾情快报表单、矢量灾情表单和灾情多媒体数据发送到终端信息组织解析模块，并存储到应急减灾终端存储装置中；

终端信息组织解析模块，对灾情快报表单、矢量灾情表单和灾情多媒体数据进行组织形成灾情数据，并发送给终端通信模块；接收终端通信模块输入的灾情下发信息，并解析，形成终端接收灾情信息，存储到终端存储装置中；

终端通信模块，接收终端信息组织解析模块送入的灾情数据，对灾情数据进行调制后发出；接收平台通信模块发送的灾情下发信息，并传输给终端信息组织解析模块；

导航模块，接收导航卫星系统信号，获得应急减灾终端当前位置；导航模块支持基于应急减灾工作人员设定的起始点、避让点、必经地、目的地进行路径规划，生成应急减灾路线；导航模块能够利用当前位置及应急减灾路线为应急减灾工作人员进行实时导航。

2.根据权利要求1所述的一种灾情信息采集上报系统，其特征在于：所述平台通信模块和终端通信模块可利用无线或卫星通信系统进行通信。

3.根据权利要求1所述的一种灾情信息采集上报系统，其特征在于：所述终端地图模块支持对GeoTiff、img、bmp、jpeg格式的影像数据；shp、e00、midmif格式矢量数据的操作；所述操作包括图层管理、缩放、漫游、长度面积量算。 

4.根据权利要求1所述的一种灾情信息采集上报系统，其特征在于：所述矢量灾情表单作为矢量地图数据的属性生成。

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