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。 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。
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, ,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。 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。 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。
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。
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。
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。
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。