当灾害信息可视化后,应急管理工作发生这些改变
灾害信息可视化是推进我国自然灾害防治体系与防治能力现代化建设的重要一环,依靠新一代信息技术的灾害信息可视化有利于实现应急管理全面感知、动态监测、智能预警、扁平指挥、快速处置、精准监管、人性服务。本文通过分析我国应急管理体系中灾害信息可视化的导向政策、具体内容以及决策优势,探讨其未来发展趋势。
我国自然灾害种类繁多、分布地域广、发生频率高、救灾难度大,对生态环境造成巨大破坏,影响社会稳定、制约经济发展。根据应急管理部发布的信息了解到,2022年各种自然灾害共造成1.12亿人次受灾,因灾死亡失踪554人,直接经济损失2386.5亿元。而目前我国应急管理信息化水平不高,灾害监测预报预警、应急通信与保障等能力仍存在较为明显的短板。《“十四五”国家信息化规划》提出打造平战结合的应急信息化体系,以信息化推动应急管理现代化,全面提升多部门协同的监测预警能力、监管执法能力、辅助指挥决策能力、救援实战能力和社会动员能力。可视化技术是将抽象数据信息以直观、清晰的形式表现出来的技术,能让用户以直观的方式探索数据,并发现隐藏在数据中的复杂信息。如何让自然灾害信息可视化,更好地满足不同受众需求,是提升我国应急管理水平信息化、智慧化、智能化,以及推进我国应急管理体系和能力现代化建设应关注的重点问题之一。
灾害信息可视化导向政策
近年来,国家对于灾害防治与应急管理信息化建设愈加重视,出台了一系列政策以促进信息技术与应急管理业务深度融合,推进自然灾害防治体系和防治能力现代化,推动应急管理高质量发展。这其中就有不少政策涉及可视化。早在2018年12月,应急管理部制定印发的《应急管理信息化发展战略规划框架(2018—2022年)》,提出“构筑应急管理信息化发展‘四横四纵’总体架构,形成‘两网络’‘四体系’‘两机制’”,从而全面支撑具有系统化、扁平化、立体化、智能化、人性化特征的现代应急管理体系建设,智能运维运营体系架构中的智慧交互则是落脚于多样化可视交互。
2021年5月,应急管理部发布了《关于推进应急管理信息化建设的意见》,明确指出要“建设应急资源管理平台、‘互联网+执法’、应急管理‘一张图’、‘天眼’卫星监测系统等应用系统”。应急管理“一张图”的提出则是对灾害信息可视化建设提出了更高的要求。
2022年6月,国家减灾委员会印发的《“十四五”国家综合防灾减灾规划》,提到要“全面完成第一次全国自然灾害综合风险普查,建立分类型分区域的国家自然灾害综合风险基础数据库,编制自然灾害综合风险图和防治区划图,修订地震烈度区划、洪水风险区划、台风风险区划、地质灾害风险区划等”,对自然灾害综合风险可视化提出新要求。
灾害信息可视化内容
应急管理的智慧化转型有赖于数字化赋能,未来应急指挥中心将聚合各类应急数据,基于多种现代信息技术逐步构建包含应急基础信息和动态数据的海量数据库,通过各类智慧型应用对应急管理综合监管提供全方位的服务内容和资源。此外,应急管理需要纵向跨层级、横向跨部门跨区域的协同联动,“上下贯通、左右衔接、互联互通、信息共享、互为支撑”的应急指挥体系对应急管理信息化提出了更高的要求。在这种大数据、强需求的背景下,如何以全方位全过程的信息化技术为支撑,更好地可视化自然灾害信息,在风险感知、形势研判、决策处置等各方面最大程度实现敏感应急、科学应急、精准应急、动态应急,是我国应急信息化建设的重要一环。
灾害信息可视化在应急指挥系统中的应用主要体现在应急指挥中心的数据大屏上。数据大屏将错综复杂的数据转化为可见的图形符号,并提供了良好的交互功能,使大屏查看灵活便捷,便于使用者感知整体数据态势,快速掌握关键信息。具体来说,数据大屏上会可视化呈现以下信息:
灾害基础信息。灾害指挥决策首先需要掌握灾害基础信息,包括灾害要素信息、态势描述信息,以及灾区地理、气象等自然条件,人口、经济规模、公共设施等城乡基础条件,工业、运输和商贸等产业要素信息的历史状态与受灾现状。此类信息往往没有经过深度加工与分析,是关于灾害最直接的一手信息。
灾害关键信息。应急管理中,实时了解灾害演化的动态趋势是决策者最为关键的需求。在了解灾害已造成的环境破坏与生命伤害的基础上,进一步评估灾害持续升级的可能性、级联灾害的方向以及后续破坏与伤害的程度。此时,可视化以需求为导向,充分挖掘数据价值所得到的灾害关键信息,例如灾害风险评估信息、灾情演化趋势信息、人口流动态势信息、舆情扩散信息等,能够为风险防范、预警预报、指挥调度、应急处置等提供智能化、专业化、精细化支持。
应急主体信息。应急响应需要多层级、多部门、跨区域协同联动,在制定应急预案与行为决策的过程中,需要充分了解领导机构、办事机构、专家组等应急指挥机构协同信息、相关政府与责任机构已发布的决策信息、当前参与应急救援主体的资源信息以及专业应急队伍的类型、能力与调动信息等。
灾害信息具有典型的多源异构特征,包含矢量、影像、数值统计等多种数据结构,数据规模庞大、类型复杂且时间跨度较长,具有数据量大、类型多、时间跨度长等特点。为实现灾害信息的精确化释放,面向不同受众群体的灾害信息可视化方式与类型存在显著的不同。目前较为广泛应用的可视化呈现方式主要包含以下三种:
地图可视化。地图可视化作为空间认知与表达的技术方法,在呈现涉灾区域空间分布特征、地理学特征规律与过程机理方面具有显著优势。我国在应急管理信息化建设中提出应急管理“一张图”,即在统一的地理空间框架,整合多要素、多时相和多区域的基础地理数据和各类灾害空间数据,通过空间要素关联整合各类动态变化的业务信息,形成一个统一的灾害应急管理时空信息数据库,实现各部门灾害相关应急地理信息图层资源共建、共享、共用。地图可视化借助地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)、遥感遥测系统(RS)等现代信息技术,与现实传感数据等相结合,建立相关模型,多源数据融合、数据深度集成,成为落实应急管理“一张图”的基础技术环节。
图表可视化。灾害数据存在碎片化、分散化、冗余化等特点,表现时需要交互切换,展示不同数据信息,又要便于数据间的对比。此时可以通过提供灵活、可自定义、便捷生成的各类可视化图表,如柱状图、条形图、折线图、饼图、直方图、箱线图、散点图、瀑布图、雷达图等,展示实时数值变化,从对比、构成、分布等多种数据维度展示灾害信息数据。
可视分析学。可视分析学是指通过可视化图形交互来进一步获得数据的分析和探索能力,涉及图形学、人机交互以及数据挖掘等多学科知识,是智慧灾害应急的重要组成部分。作为“十四五”自然资源安全与应急管理重要课题,智慧灾害应急的实现不仅需要智能化信息感知与海量信息传递,更重要的是运用大数据、云计算、人工智能、5G等信息技术智能化处理信息并辅助支持决策。可视分析学能够对受灾区域构建辅助决策分析模型与异常预警模型,实现对重点区域异常情况的监测与灾害特征分析可视化,提升灾害精准化监测预警、灾情评估和救援指挥决策水平。因此,可视化交互是最终实现从认识上、结构上和效能上推动应急管理方式全面重塑,依靠科技创新推进应急管理能力现代化的重大战略举措。
国家突发事件预警信息分布图。(图片来源:国家突发事件预警信息发布网)
灾害信息可视化决策优势
(一)有利于消除灾害风险沟通中的信息不对称,辅助精准动态应急管理
对灾害风险的应急决策应以客观、真实、及时和充分的灾害信息为前提,且应急管理需要部门协同、信息联通、流程再造。灾害信息的多层传递易受到渠道及对象的影响而导致信息失真,形成灾害风险沟通信息不对称。有效的可视化手段,例如应急管理“一张图”,能够保障灾害信息真实性的同时实现灾害信息的精确化释放与表达,能够支持决策者快速准确地研判灾害态势并响应,启动应急预案和采取应急措施。此外,灾害信息可视化能够降低多部门之间的沟通成本,有助于打破不同部门间的信息壁垒,促进应急管理体系内的数据共享与互通,优化各层级、各部门、各区域之间的协同机制,有利于从全局角度解决“条块分割、烟囱林立、信息孤岛”等问题,并帮助全局决策者构建全链路的自然灾害调查评价体系、监测预警体系、防治体系和应急体系。
耸人听闻的媒体报道与个人的直觉偏见可能会误导公众的灾害感知并引发群体性极端行为。灾害舆情信息可视化监管可以帮助应急指挥人员有针对性进行指挥调度、资源分配、消息发布与舆论监督等,在保证公众面对灾害事件时的知情权和保障真实应急信息有效传播的同时,高效精准进行灾害监测预警、应急决策、应急资源协调和响应处置,对有效控制、减轻甚至是消除自然灾害引起的严重危害具有重要意义。
(二)有利于原生与级联灾害共治,提升智慧防灾减灾水平
灾害事件的发生与发展往往具有明显的相互关联特征,并不会孤立地爆发或演化。原生灾害可能诱发一系列的复杂影响,包括次生灾害与其他关联性风险。例如地震可能会引起海上海啸波、山体滑坡或雪崩、水库大坝决堤以及城市地区建筑物损坏和火灾,产生级联效应导致更大的生命财产损失。社会系统与自然系统的相互作用可能会进一步造成伤亡、公共卫生疾病,并对人类心理与社会福祉产生其他负面影响。
灾害信息可视化是防灾减灾系统实现快速应急响应的重要途径,能够迅速准确的应对原生灾害事件并降低衍生灾害的风险威胁。灾害信息可视化集成了多种信息智能处理技术,更好地精确传递并实时更新灾害信息帮助决策者进行灾害的实时监控,有助于多部门快速响应与协同治理,提高灾害研判效率与治理效果,实现原生与级联灾害共治;还能够模拟灾害演化情况,将历史数据与当下现实情况相结合风险态势的一体化感知、分析与综合研判、应急资源分析与辅助决策等,提升以数据为支撑的应急智能预测预警水平,健全完善自然灾害监测预警模型,实现智慧防灾减灾。
(三)有利于灾前防范与灾后处置并重,统筹推进智慧城市建设
全流程灾害治理包括从灾害识别、灾害评估到灾害风险沟通,进而提出灾害应对策略和控制措施的动态过程。对灾害进行识别、评估、监控、预警、处置等全过程动态可视化管理,能够有效把握应急运行态势,对各专项业务系统的承载能力与集约化水平提出更高要求的同时,有利于灾前防范与灾后处置并重,强化灾害风险评估、隐患排查、监测预警,最终实现源头预防、关口前移,增强抵御和应对灾害能力。
同时,打造平战结合、软硬交互的智慧城市建设需要多灾种、灾害链信息可视化辅助。智慧城市建设注重城市日常运行过程中的精细化管理以及面临灾害时的快速响应能力,灾害信息可视化可为韧性城市防灾分析与救灾指挥所用,实现灾前规划、灾中应急、灾后重建的闭环管理,让城市防灾救灾更高效、更智能、更科学,充分提高其在全局视野下的自适应、可持续发展水平。
灾害信息可视化未来发展方向
(一)提升科技支撑水平,增强灾害监测预警能力
充分利用大数据、云计算、人工智能、物联网、遥感、5G等信息技术,确保灾害信息传递的集约性、精确性、时效性,提升灾害信息可视化的科学化、专业化、智能化、精细化水平,以智能算法辅助提高灾害风险管控能力、隐患识别能力、监测预警能力及辅助指挥决策能力等;同时,依托全域覆盖的应急管理智能感知与传输网络,实现风险隐患与灾害信息的全面感知与实时呈现,力争把问题解决在萌芽之时、成灾之前,最终以信息化推进应急管理现代化服务。
(二)强化可视灾害信息甄别与估测,缓解决策过程中的理性限制
依托新一代信息技术优化灾害信息可视化过程中的关键信息甄别、灾害风险级联与传导逻辑判别、演化态势估测等,尽可能缓解灾害决策者知识能力有限、预见能力局限、价值中立困难等理性限制,从而科学认识与系统把握自然灾害孕育、发生和演变的规律特点,统筹灾前、灾中、灾后各环节,优化应急要素资源配置,辅助提供科学、专业、智慧的应急管理解决方案,最终支撑建设具有系统化、扁平化、立体化、智能化、人性化特征的现代应急管理体系。
(三)需求导向推进标准制修订,健全标准化应急管理体系
以需求为导向,研制灾害风险信息报送类型、量级等信息沟通标准与应急管理符号、标记、术语等基础通用标准,协助建立健全灾害信息跨部门互联互通机制,统一标准实现致灾因子、承灾体、救援救灾力量资源等信息及时共享,推进标准化数据接口开发与异网信息融合,强化跨部门与区域的信息互通、资源共享、需求对接、行动协同,从而助力构建适应“全灾种、大应急”要求与高质量发展的灾害应急管理标准化体系。
(四)动态呈现应急决策全流程,优化应急网络协同机制
构建多部门共用、多灾种综合、多手段融合的灾害信息“一张图”可视化网络,实现灾害全链条实时、全面、精准检测,提高多灾种和灾害链数据敏感与挖掘、综合检测和预报预警、态势融合分析等能力的同时,动态呈现应急决策全流程,协助完善灾害综合检测预警信息报送共享、联合会商研判、预警响应联动等机制,进一步健全统筹协调、分工负责的防灾减灾救灾体制机制,增强灾害应急管理的系统性、整体性、协同性,形成统一指挥、专常兼备、反应灵敏、上下联动的中国特色应急管理体制。
来源:中国应急管理 微信公众号