GIS技術(shù)在水上搜救中的應(yīng)用范文
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《數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用雜志》2014年第六期
GIS技術(shù)是以地理空間信息數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),使用電子信息技術(shù),對有關(guān)的空間數(shù)據(jù)按地理坐標(biāo)或空間位置進(jìn)行處理、輸入、存儲、運算、分析,并編繪成電子地圖,以便顯示、查詢、檢索。形象地說,GIS就是一個“動態(tài)電子地圖”,它提供空間數(shù)據(jù)的形式比普通地圖更豐富、更靈活,且能動態(tài)表達(dá)信息、能虛擬顯示等,如圖1。
(1)數(shù)據(jù)采集與編輯:GIS的數(shù)據(jù)通常歸納為不同性質(zhì)的專題和層,數(shù)據(jù)的采集與編輯就是把各層地理要素轉(zhuǎn)化為空間坐標(biāo)及屬性對應(yīng)代碼輸入到計算機(jī)中。(2)數(shù)據(jù)存儲與管理:數(shù)據(jù)庫是數(shù)據(jù)存儲與管理的主要技術(shù),GIS數(shù)據(jù)庫(或稱為空間數(shù)據(jù)庫)是地理要素特征以一定的組織方式存儲在一起的相關(guān)數(shù)據(jù)的集合。(3)數(shù)據(jù)處理和變換:由于GIS涉及的數(shù)據(jù)類型多種多樣,同一種類型的數(shù)據(jù)的質(zhì)量也可以有很大的差異,所以數(shù)據(jù)的處理和變換極為重要,常見的數(shù)據(jù)處理的操作有:數(shù)據(jù)的變換、數(shù)據(jù)重構(gòu)、數(shù)據(jù)抽取。(4)空間分析和統(tǒng)計:空間分析和統(tǒng)計功能是GIS的一個獨特研究領(lǐng)域,其特點是幫助確定地理要素之間新的空間關(guān)系,常用的空間分析有:疊合分析、緩沖區(qū)分析、數(shù)字地形分析。(5)產(chǎn)品制作與演示:GIS產(chǎn)品是指經(jīng)由GIS處理和分析的結(jié)果,可以直接輸出。(6)二次開發(fā)和編程:用戶可以方便的編制自己的GIS應(yīng)用程序,生成可視化用戶界面,完成GIS的各項功能和開發(fā)。
根據(jù)GIS技術(shù)的基本功能,其提供的“動態(tài)電子地圖”應(yīng)用在水上搜救中,具備對移動的船舶進(jìn)行實時監(jiān)控、跟蹤,以及查看船舶當(dāng)前運行狀態(tài)的能力“。動態(tài)電子地圖”可根據(jù)用戶不同的需求放大、縮小、移動、修改、標(biāo)注,并回放船舶運行軌跡等。所以,GIS技術(shù)可以廣泛地應(yīng)用在水上搜救中,并發(fā)揮重要的作用。
(1)GIS技術(shù)使水上搜救更科學(xué)、合理。GIS的基礎(chǔ)是“動態(tài)電子地圖”,其通過對地理環(huán)境的數(shù)字化,能為參與水上搜救的人員和各種搜救裝備(船舶、飛機(jī)、水下機(jī)器人等)提供水上搜救的地理環(huán)境和空間定位數(shù)據(jù)。當(dāng)水上事故發(fā)生時,水上搜救指揮員可以根據(jù)“動態(tài)電子地圖”,迅速獲取事故水域當(dāng)前的模擬情況,并通過回放及時了解事故水域當(dāng)時的地理環(huán)境。這樣,搜救指揮員就可以根據(jù)事先掌握的事故水域海事和水上搜救、醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)的相關(guān)配置情況,再結(jié)合“動態(tài)電子地圖”提供的事故水域自然地理環(huán)境和交通分布等情況,制定出科學(xué)、合理的水上搜救方案,使各種救援力量得到合理的分配,并及時開展對事故水域船舶及人員的搜救工作,力求把事故人員傷亡、財產(chǎn)損失降到最低。同時,搜救指揮員也可根據(jù)“動態(tài)電子地圖”,隨時對已制定的水上搜救方案做出針對性調(diào)整,進(jìn)一步科學(xué)、合理地實施水上搜救。
(2)GIS技術(shù)使水上搜救更迅速、高效。通過“動態(tài)電子地圖”,及時掌握事故水域當(dāng)前基本情況后,再結(jié)合事故水域海事和水上搜救、醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)的相關(guān)配置情況,搜救指揮員可以迅速指揮各搜救力量選擇最佳路徑前往事故水域。可以在“動態(tài)電子地圖”上分別標(biāo)記各搜救力量前往事故水域的具體路徑,并進(jìn)行實時顯示,隨時可根據(jù)情況變化進(jìn)行調(diào)整。可以通過GIS中預(yù)設(shè)的計算機(jī)模型,在最短的時間內(nèi)計算出各搜救力量和搜救裝備在事故水域搜救的最佳方式,劃分各搜救力量和搜救裝備在事故水域的搜救方向和區(qū)域,以便搜救行動能夠安全、高效地進(jìn)行,盡最大可能搜尋受傷(遇難)人員,盡最大可能保護(hù)國家和人民生命、財產(chǎn)。
(3)GIS技術(shù)使水上搜救更智能、便捷。GIS“動態(tài)電子地圖”相比傳統(tǒng)手工制圖,一方面以空間地理信息數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),建立地圖數(shù)據(jù)庫,通過數(shù)字高程模型以立體圖形顯示取代了平面圖形顯示;另一方面,可以根據(jù)用戶需要智能輸出各種搜救用圖,例如事故水域全要素地形圖,并且可以及時更新,可以多次重復(fù)使用。這些功能應(yīng)用在水上搜救中,為水上搜救的智能化、便捷化帶來了顯著提升。
綜上所述,GIS作為一種新術(shù),在水上搜救中有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用前景。隨著我國水運事業(yè)的健康、快速發(fā)展,隨著GIS技術(shù)的不斷完善與進(jìn)步,GIS技術(shù)必將在水上搜救體系中發(fā)揮重要作用,成為推動水運事業(yè)發(fā)展的動力。
作者：陳康單位：江西省水上搜救中心鄱陽湖分中心