论文部分内容阅读
摘 要：人防工程是现代化城市建设的重要内容，全面推进人防信息化建设，加快提高基于GIS的人防信息管理、辅助决策及应急指挥能力，大力推进防空防灾一体化建设，做到“平战结合”是目前人防工程信息化建设的首要问题。本文介绍了近年来，某市人防工程信息化建设实践情况，重点阐述了实施技术路线及人防基础地理信息支撑平台，并对实践过程中的创新点进行了总结，为其他城市人防信息化建设提供参考。
关键词：人防工程普查；GIS；北斗地基增强系统；CGCS2000
中图分类号：TU927 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2018）08-0015-03
Abstract：The civil air defense project is an important part of the modern city construction. It is also an important issue to promote the construction of civil defense information，accelerate the improvement of the GIS based civil air defense information management，auxiliary decision-making and emergency command，and vigorously promote the integrated construction of air defense and disaster prevention，and the“combination of peacetime and war”is the primary problem in the construction of civil air defense engineering. This paper introduces the information construction practice of Foshan civil air defense project in recent years，focuses on the implementation of the technical route and the basic geographic information support platform for civil air defense，and summarizes the innovation points in the process of practice，so as to provide reference for the information construction of other urban civil air defense.
Keywords：civil air defense project general survey；GIS；Beidou ground-based augmentation system；CGCS2000
0 引 言
人防工程是国防工程的重要组成部分，其建设关系到未来战争或危急时期人民群众财产与生命安全问题，某市为全面推进人防职能转变、转型升级、融合发展，促进某市经济社会发展，维护城市安全，进一步加强全市人民防空工程体系建设，按照“整体布局，分步实施”的原则，2014—2016年度市人防办先后组织开展了人防工程测绘及普查、防空警报器普查以及人防工程信息化管理系统建设等工作，内容涵盖了数据采集、更新、人机互动等多方面内容，制定了人防工程数据建库标准，开发了某市人防基础地理信息支撑平台，构建了统一融合的数据体系，实现了人防警报器、人防坑道及人防工程信息在统一平台上的管理与应用，为科学决策提供了準确的基础数据支撑，保障人防办高效可靠实施指挥救援行动。
1 建设内容
本项目内容基本涵盖了全部人防工程类型，主要包括人防警报器以及人防地下室等数据建设，并开发了基础地理信息支撑平台，制定了人防工程数据库标准，构建了我市人防工程信息化管理完整体系，具体如下：（1）首次实现了某市范围内人防警报器普查建库工作；（2）完成全市3800km2范围电子地图以及560km2中心城区高分辨率影像图的制作，并在项目实施过程中进行了约900km2的高分辨航摄影像图更新，实现一数多用节约社会资源；（3）完成全市人防工程普查历史成果的分类、整理、录入数据库，形成符合管理和应用要求的人防工程数据库，协助政府部门首次完成翔实科学的多源人防信息收集及建库工作；（4）开展人防工程三维建模试点工作，为全市开展人防工程三维建模工作积累经验，为实现三维人防提供技术前沿和试验推广；（5）完成全市人防地下室实地测绘普查工作，其中详细测绘的人防地下室70处（建筑面积165万平方米），主要涵盖室内人流密集处，具有重要的战略意义；（6）开发了某市人防基础地理信息支撑平台（C/S、B/S），制定了某市人防工程数据库标准，实现数据采集、人机互动、建库及更新一体化。
2 实施技术路线
本项目实施共分为七大阶段，包括前期准备、现场踏勘、编制方案及交底、项目实施、质量检查、成果提交及验收，其中项目实施又分为警报器普查、防空地下室测绘、影像地图制作、系统开发等四大部分。具体如图1所示。
3 人防基础地理信息支撑平台
平台的宗旨在于按标准统一管理并在市级及区级人防办间快速共享数据成果，用于对数据库进行管理和维护，保证数据库的正常运行和安全，总体架构如图2所示。
根据平台的建设目标和用户需求，实现的功能包括系统管理、基础GIS功能、警报器管理、警报器统计、警报器管控、人防工程管理、人防工程统计分析、空间分析、应急预案管理等模块，满足市区两级人防办之间的快速数据共享，用户可以基于平台进行查询、统计、管理、分析和决策，平台最终实现的功能如图3所示。 4 项目特色及创新点
4.1 全市域跨区普查，范围广，普查人防工程类型全，技术难度大
项目成果数据覆盖全市域3800平方公里，范围广，跨度大；成果包括人防警报器及人防地下室，基本涵盖了全部人防工程类型，数据齐全完整，同时不同类型的人防工程均具有自身特点，普查技术难度大。
4.2 基于北斗地基增强系统的城市复杂电磁环境下人防工程数据快速采集
项目团队积极开展新技术应用工作，对我院已有的CORS（卫星定位连续运行参考站系统）进行升级，采用最新兼容GPS、GLONASS以及北斗卫星的接收机设备，并对其可用性进行了测试。其技术优势主要体现在以下几点：（1）三星系统测量技术的定位精度高。三星系统用载波相位观测量进行静态定位，相对精确；工程精密定位中，误差小；实时动态定位可达厘米级的精度；（2）三星系统测量技术的观测时间短，测量效率高。静态定位的时间仅需15～20分钟，快速静态定位只需2分钟左右，实时动态定位每站观测1～2秒就可完成；（3）测站间无须通视。这是三星测量技术区别于常规测量的最大优点，尤其是分散的片状地形修测，可省去大量过渡点的测量，大大减少测量作业时间和费用；（4）全球全天候测量。目前卫星数已达60多颗，正常情况下随时都可以进行测量定位。
4.3 首次实现了基于CGCS2000的人防普查成果
利用全球IGS站、广东省CORS以及FSCORS数据，采用全球最先进、精度最高的GAMIT软件，通过研究基于速度场的三维七参数转换模型，获取了准确的CGCS2000大地坐标，并在全市率先使用CGCS2000成果，实现与我市人防系统使用的北斗终端有效衔接，为我市推动新一代国家大地坐标基准做足技术准备。转换时考虑两种思路：一是历元和框架差异同时考虑求解参数；二是先根据区域速度场进行历元间转换，然后再进行框架之间的转换。由于受地壳形变、板块运动等因素的影响，即使在同一框架，不同历元之间的差异也有3～4cm/a，而不同板块运动的趋势和速率也不尽一致，若直接采用常用的相似变换如七参数等坐标转换模型来实现两者之间的转换必然会引起较大的误差。经过反复验证，最终采用了第二种思路，并利用周边IGS站拟合区域速度场，采用较为严密的布尔萨—沃尔夫模型进行不同框架的相似变换以及历元转换模型。
4.4 统一平台、整合资源，实现数据提供到数据服务的角色转变
通过制定某市人防工程电子数据标准，构建地理信息、人防工程、重点目标等多种信息统一融合的数据平台，实现基础数据资源的统一标准，形成了一套完备的数据资源体系，更有效发挥数据资源的规模效应，挖掘数据价值。同时也为相关业务信息系統的开发奠定扎实的数据基础，为长远地提高人防办的业务水平发挥作用。
5 结 论
随着高技术空袭武器的发展，空袭的破坏效能迅速提高，空袭已成为高技术强敌制胜的主要手段。战争潜力虽然平时并不表现为直接的战斗力，但战时却能根据需要迅速转化为实际战争能力。通过本项工作的实施，在掌握我市防空资源的基础上，通过不断优化人防工程布局，无疑增强了战争潜力，为有效保障市民战时的生命安全提供了强有力的支撑。
参考文献：
[1] 洪锦山.复杂地形人防工程普查与示位测量的方案设计与实施 [J].城市勘测，2011（1）：137-139.
[2] 钟凯文，黄建明，等.基于Web GIS的广州市人防工程地理信息系统研制 [J].热带地理，2003，23（2）：130-133.
[3] 康海霞，肖攀.北斗卫星定位导航系统在人防系统中的应用 [J].中国新通信，2016，18（9）：36.
[4] 杨坤，王礼江，等.基于区域似大地水准面及DEM的佛山市2000坐标系建立方案优选 [J].城市勘测，2018（2）：108-110.
[5] 叶健忠.东莞人防工程信息化管理系统的设计与实现 [D].天津：南开大学，2015.
作者简介：杨坤（1988-），男，汉族，安徽定远人，工程师，注册测绘师，本科。从事大地测量、地下空间测量、GNSS数据处理等工作。
关键词：人防工程普查；GIS；北斗地基增强系统；CGCS2000
中图分类号：TU927 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2018）08-0015-03
Abstract：The civil air defense project is an important part of the modern city construction. It is also an important issue to promote the construction of civil defense information，accelerate the improvement of the GIS based civil air defense information management，auxiliary decision-making and emergency command，and vigorously promote the integrated construction of air defense and disaster prevention，and the“combination of peacetime and war”is the primary problem in the construction of civil air defense engineering. This paper introduces the information construction practice of Foshan civil air defense project in recent years，focuses on the implementation of the technical route and the basic geographic information support platform for civil air defense，and summarizes the innovation points in the process of practice，so as to provide reference for the information construction of other urban civil air defense.
Keywords：civil air defense project general survey；GIS；Beidou ground-based augmentation system；CGCS2000
0 引 言
人防工程是国防工程的重要组成部分，其建设关系到未来战争或危急时期人民群众财产与生命安全问题，某市为全面推进人防职能转变、转型升级、融合发展，促进某市经济社会发展，维护城市安全，进一步加强全市人民防空工程体系建设，按照“整体布局，分步实施”的原则，2014—2016年度市人防办先后组织开展了人防工程测绘及普查、防空警报器普查以及人防工程信息化管理系统建设等工作，内容涵盖了数据采集、更新、人机互动等多方面内容，制定了人防工程数据建库标准，开发了某市人防基础地理信息支撑平台，构建了统一融合的数据体系，实现了人防警报器、人防坑道及人防工程信息在统一平台上的管理与应用，为科学决策提供了準确的基础数据支撑，保障人防办高效可靠实施指挥救援行动。
1 建设内容
本项目内容基本涵盖了全部人防工程类型，主要包括人防警报器以及人防地下室等数据建设，并开发了基础地理信息支撑平台，制定了人防工程数据库标准，构建了我市人防工程信息化管理完整体系，具体如下：（1）首次实现了某市范围内人防警报器普查建库工作；（2）完成全市3800km2范围电子地图以及560km2中心城区高分辨率影像图的制作，并在项目实施过程中进行了约900km2的高分辨航摄影像图更新，实现一数多用节约社会资源；（3）完成全市人防工程普查历史成果的分类、整理、录入数据库，形成符合管理和应用要求的人防工程数据库，协助政府部门首次完成翔实科学的多源人防信息收集及建库工作；（4）开展人防工程三维建模试点工作，为全市开展人防工程三维建模工作积累经验，为实现三维人防提供技术前沿和试验推广；（5）完成全市人防地下室实地测绘普查工作，其中详细测绘的人防地下室70处（建筑面积165万平方米），主要涵盖室内人流密集处，具有重要的战略意义；（6）开发了某市人防基础地理信息支撑平台（C/S、B/S），制定了某市人防工程数据库标准，实现数据采集、人机互动、建库及更新一体化。
2 实施技术路线
本项目实施共分为七大阶段，包括前期准备、现场踏勘、编制方案及交底、项目实施、质量检查、成果提交及验收，其中项目实施又分为警报器普查、防空地下室测绘、影像地图制作、系统开发等四大部分。具体如图1所示。
3 人防基础地理信息支撑平台
平台的宗旨在于按标准统一管理并在市级及区级人防办间快速共享数据成果，用于对数据库进行管理和维护，保证数据库的正常运行和安全，总体架构如图2所示。
根据平台的建设目标和用户需求，实现的功能包括系统管理、基础GIS功能、警报器管理、警报器统计、警报器管控、人防工程管理、人防工程统计分析、空间分析、应急预案管理等模块，满足市区两级人防办之间的快速数据共享，用户可以基于平台进行查询、统计、管理、分析和决策，平台最终实现的功能如图3所示。 4 项目特色及创新点
4.1 全市域跨区普查，范围广，普查人防工程类型全，技术难度大
项目成果数据覆盖全市域3800平方公里，范围广，跨度大；成果包括人防警报器及人防地下室，基本涵盖了全部人防工程类型，数据齐全完整，同时不同类型的人防工程均具有自身特点，普查技术难度大。
4.2 基于北斗地基增强系统的城市复杂电磁环境下人防工程数据快速采集
项目团队积极开展新技术应用工作，对我院已有的CORS（卫星定位连续运行参考站系统）进行升级，采用最新兼容GPS、GLONASS以及北斗卫星的接收机设备，并对其可用性进行了测试。其技术优势主要体现在以下几点：（1）三星系统测量技术的定位精度高。三星系统用载波相位观测量进行静态定位，相对精确；工程精密定位中，误差小；实时动态定位可达厘米级的精度；（2）三星系统测量技术的观测时间短，测量效率高。静态定位的时间仅需15～20分钟，快速静态定位只需2分钟左右，实时动态定位每站观测1～2秒就可完成；（3）测站间无须通视。这是三星测量技术区别于常规测量的最大优点，尤其是分散的片状地形修测，可省去大量过渡点的测量，大大减少测量作业时间和费用；（4）全球全天候测量。目前卫星数已达60多颗，正常情况下随时都可以进行测量定位。
4.3 首次实现了基于CGCS2000的人防普查成果
利用全球IGS站、广东省CORS以及FSCORS数据，采用全球最先进、精度最高的GAMIT软件，通过研究基于速度场的三维七参数转换模型，获取了准确的CGCS2000大地坐标，并在全市率先使用CGCS2000成果，实现与我市人防系统使用的北斗终端有效衔接，为我市推动新一代国家大地坐标基准做足技术准备。转换时考虑两种思路：一是历元和框架差异同时考虑求解参数；二是先根据区域速度场进行历元间转换，然后再进行框架之间的转换。由于受地壳形变、板块运动等因素的影响，即使在同一框架，不同历元之间的差异也有3～4cm/a，而不同板块运动的趋势和速率也不尽一致，若直接采用常用的相似变换如七参数等坐标转换模型来实现两者之间的转换必然会引起较大的误差。经过反复验证，最终采用了第二种思路，并利用周边IGS站拟合区域速度场，采用较为严密的布尔萨—沃尔夫模型进行不同框架的相似变换以及历元转换模型。
4.4 统一平台、整合资源，实现数据提供到数据服务的角色转变
通过制定某市人防工程电子数据标准，构建地理信息、人防工程、重点目标等多种信息统一融合的数据平台，实现基础数据资源的统一标准，形成了一套完备的数据资源体系，更有效发挥数据资源的规模效应，挖掘数据价值。同时也为相关业务信息系統的开发奠定扎实的数据基础，为长远地提高人防办的业务水平发挥作用。
5 结 论
随着高技术空袭武器的发展，空袭的破坏效能迅速提高，空袭已成为高技术强敌制胜的主要手段。战争潜力虽然平时并不表现为直接的战斗力，但战时却能根据需要迅速转化为实际战争能力。通过本项工作的实施，在掌握我市防空资源的基础上，通过不断优化人防工程布局，无疑增强了战争潜力，为有效保障市民战时的生命安全提供了强有力的支撑。
参考文献：
[1] 洪锦山.复杂地形人防工程普查与示位测量的方案设计与实施 [J].城市勘测，2011（1）：137-139.
[2] 钟凯文，黄建明，等.基于Web GIS的广州市人防工程地理信息系统研制 [J].热带地理，2003，23（2）：130-133.
[3] 康海霞，肖攀.北斗卫星定位导航系统在人防系统中的应用 [J].中国新通信，2016，18（9）：36.
[4] 杨坤，王礼江，等.基于区域似大地水准面及DEM的佛山市2000坐标系建立方案优选 [J].城市勘测，2018（2）：108-110.
[5] 叶健忠.东莞人防工程信息化管理系统的设计与实现 [D].天津：南开大学，2015.
作者简介：杨坤（1988-），男，汉族，安徽定远人，工程师，注册测绘师，本科。从事大地测量、地下空间测量、GNSS数据处理等工作。