浅析环境应急管理信息系统设计

吴义波

（广东省环境信息中心，广东 广州 510000）

环境保护是重要的民生问题，是促进我国社会经济和城市生态环境的可持续发展的重要举措。但在城市经济发展过程中，由于自然因素或人类违法环境法规的社会活动等行为，容易在短时间内发展突发环境事件，不仅会造成较大范围的生态环境破坏和社会财产的损失，而且突发环境事件也是社会矛盾集中爆发的导火索，若没有进行有效的控制，很可能引发群体性事件，严重影响社会的和谐稳定。因此，建立环境应急管理信息系统就显得十分必要了。环境应急管理信息系统主要是通过信息化技术手段来对突发环境事件进行信息管理、事态预测和应急决策的系统，能够为决策者提供科学的、合理的应急处理方案和指挥调度信息化解决方案，并为事件的后期处理提供必要的保障。

1 系统需求

某地区成立了环境应急机构，环境监察局自动监控中心开始投入使用，初步建立起环境应急事件反应体系。但是，由于缺乏有效的信息化系统的支持，在实际的应用中，存在不少问题。如现场信息报送不及时、不准确、不完整；信息的综合处理能力不够强，过多的依靠人力来完成事故的分析、评测等。因此，为进一步加强环境应急响应能力，提高突发环境事件的处置水平，做到迅速反应、积极处置，能够及时为应急指挥决策提供科学合理的技术支持，因此，该局建设了环境应急管理信息系统，以达到事故响应的高效、及时、准确、科学。

2 系统建设目标

环境应急管理信息系统是结合信息化技术手段来应对突发环境事件的综合性的信息管理、事态预测、应急决策系统。它的目标一是要建立内容丰富的信息资源网络；利用自动化监控和数据采集系统、多媒体技术、地理信息系统、遥感技术和网络技术，及时、准确、全面地显示和记录信息。在紧急情况发生时，可以快速地通过视频、声音、电子地图了解事态的发展状况。二是建立面向应急处理的信息管理系统:建立危险物品信息库；利用先进的软件和数据库技术，建立危险预警、接警、出警机制；建立现场信息采集机制、污染物扩散模型、辅助决策模型，辅助领导快速作出科学决策以及实施应急行动。

3 系统结构设计

环境应急管理信息系统由计算机局域网络、各类环境专业数据库、地理信息系统、车载无线数据传输系统、视频实时传输及大屏幕显示系统、辅助决策系统等多个子系统组成。

系统结构的第一层是现场信息接收、环境突发事件数据查询、应急指挥调度，用于收发事件信息、各方面协同指挥调度；第二层是事件数据信息处理、数据分析，为决策人提供辅助决策；第三层是数据支持，即具体的环境专业数据库、数据事物处理过程、网络协议、接口等的技术层。

图1 数据集成流程

4 系统设计路线

环境应急管理信息系统基于GIS及高分辨率卫星遥感影像，以涉及环境应急事件的各类数据库及功能模块为核心（包括环境背景数据库、空间数据库、环境应急专项数据库、气体污染物动态扩散模型、水体污染物动态扩散模型、指挥决策等功能模块），结合现场应急监测车的视频采集设备提供的视频信息，在终端为决策者提供全面、准确、动态的事件信息。

（1）系统的开发严格遵循国家环境信息化标准规范，采用开放性框架体系，支持B/S模式。

（2）采用GIS作为系统的基础平台，实现空间与非空间信息资源的有效整合，能以二维图形化的方式表现环境应急事件发生的时空分布情况、事故演变状况。

（3）系统采用关系数据库SQLSERVER2005以及对空间数据支持良好的ArcSDE来实现系统中不同类型数据的有效存储、维护和管理，提供统一的数据存取接口，实现数据的发布、交换与访问机制。

（4）系统平台与应急反应指挥车的GPS定位、无线数据传输、现场视频采集设备进行整合（由平台提供公共服务接口），全方位获取实时数据，真实反映事件的进展状态，为决策者提供可靠的信息。

（5）系统整体结构体现出层次化与模块化，使得开发过程分步、有序完成，对于今后的修改与完善也将带来便利。

5 系统数据库设计

根据环境管理工作的实际情况以及环境突发事件应急管理的需要，系统建立环境背景数据库、环境应急专项数据库及全市范围的空间数据库。

5.1 数据库存储逻辑

因为系统以GIS为基础，根据空间数据的结构特征，在数据组织方面采取如下措施:

（1）空间数据采用ArcSDE实现空间数据的存储与管理。

（2）环境背景数据库等非空间信息数据库采用关系数据库SQLServer2005实现存储，并按照树状结构建立索引，通过地理编码与空间数据实现连接；

泄漏曲线的测定：称取5 g预处理的树脂，湿法装柱，用一定浓度的花色苷溶液进行吸附，流出液用接收器接收，每10 mL收集一次流份，测定其浓度，当流出液的浓度达到上样液浓度的 1/10时认为已经有花色苷类物质透过，停止上样，绘制泄漏曲线。

（3）基于GML的优越性，系统通过GML文件实现空间数据与非空间数据的动态集成。

5.2 数据库集成设计

在环境应急事件中，往往涉及多个方面的数据信息，但在数据的使用过程中，又要做到数据的统一调配，因此必须把相关的数据信息进行集成。但由于数据属性存在差异，需要对数据进行协调处理与集成。在该系统中数据库集成与整合的流程如图1所示，大致包括数据提取、数据转换和数据入库与更新。

5.3 数据库内容设计

系统内数据库的具体建设内容包括:

（1）遥感影像:包括全市范围多光谱合成的真彩色高分辨率遥感正射影像数据、全市范围多光谱合成的远红外高分辨率遥感正射影像数据；

（2）环境背景数据库:人口分布、森林绿地资源、饮用水源、环境监测、污染源、建设项目、环境监察、排污申报、在线监控等方面数据；

（3）环境突发事件专题数据库:环境突发事件实时监测数据、现场视频等多媒体数据、专家知识库等，具体包括以下信息。

危险源信息:包括企业名称、企业地理位置、危险源种类、名称、位置、数量等；

相关危险品信息；

告警与预警信息:包括告警与预警事件的名称、类别、时间、紧急度、事件发生空间位置、事件影响的空间范围等；

环境污染事件信息:环境污染事件的名称、类别、性质、演变历史（包括污染影响的空间范围的演变史）；

处置措施信息:措施的名称、类别、时间、地点、结果等；

河流与气象信息:流速、流量、流向、水温、降水、风力、风向、气温、时间、地点等；

应急人员信息:包括指挥人员、专家、环境监测人员、辅助人员等的姓名、性别、工作单位、职务、职称、居住地点、联系方式等；

应急物资信息:类别、数量、存放地点等；

应急设施信息:类别、数量、位置等；

以往应急事件及救险的实例与演习实例、应急预案等。

6 系统软件平台主要功能

（1）系统根据环境突发事件严重性、紧急程度和可能波及的范围进行四级预警表示，预警级别由低到高，颜色依次为绿色、黄色、橙色、红色。并根据事态的发展情况和采取措施的效果，对预警颜色进行升级、降级或解除；

（2）污染扩散发生时，系统根据实地采集的气象数据（如风速、风向、河流流速、流量）进行多个时间段的模拟，用图形效果显示污染的扩散过程，并根据需要显示预警区面积、居住人口等相关信息，以及出现紧急事件时需要疏散的人口数量、逃生路线、污染区内敏感区域及区域负责人联系方式等信息；

（3）根据相关数据快速生成事故现场环境质量模型并提供应急专题地图，以便使决策者直观地了解污染物的空间和时间分布情况，为最终做出正确的调度与指挥方案提供技术保障；

（4）根据环境事故实际状况快速生成应急处置方案，提供向导式应急指挥功能，供决策者参考。

结语

在城市环境保护过程中，通过环境应急管理信息系统的开发和应用，可以进一步提高地区环境突发事件的处理水平，并且系统通过综合分析相关数据库中的知识和数据，可以将分析结果以图像或模型的形式呈现在决策人员面前，为决策者提供一个直观的、科学的应急处理方案，同时也为环境突发事件后期的处理提供了必要的保障。

[1]贺延伟，刘鹏刚.化工园区突发事件应急管理信息系统研究 [J].安全与环境工程.2012（02）.

[2]袁浩川，刘应.突发事件应急管理信息系统建设研究[J].管理观察，2011（01）.