城市人防工程空间信息管理数据库及管理系统设计与研究
发布时间：2022-05-20
摘 要: 在大数据时代背景下，针对城市人防工程空间信息管理需求，以某大型城市为例，探讨了人防工程空间化管理的实现方式，并从人防工程空间信息标准制定、现有资料整理分析、工程调查测绘、空间数据库及管理系统架构设计等方面进行了详细论述。本文旨在为人防工程空间化管理和城市人防工程“一张图”建设提供参考思路，实现人防工程的信息化、空间化、对象化、精细化管理，提高人防工程平战结合利用效率和能力。
关键词: 人防工程; 空间信息; 数据库; 地理信息系统
0 引 言
人民防空是国之大事，是国家战略，是长期战略。党的十九大报告在国防和社会治理方面对人民防空工作提出了 5 个方面的重要要求。同时强调，要坚持人民防空为人民，铸就坚不可摧的护民之盾。
面对发展新时期新常态，人防工程用途具有既为国家安全，也为地方社会经济发展服务，兼顾平战结合的特点。特别是我国各大型城市区域，人防设施受地形地貌及建构筑物限制，结构复杂，灾害事故及其他公共安全事件易发多发。加快推进人防空间信息数据库及空间信息管理系统建设，对于进一步提升整体抗毁能力、应急救援能力、民众防护能力和可持续发展能力具有举足轻重的作用，是科学发展的必然要求[1-2]。
本文就以某大型城市人防工程空间信息管理为例，探讨总体目标、技术路线及主要工作内容并给出实施建议。
1 研究目标
人防工程空间信息管理，是在“大数据时代”背景下，利用地理空间信息技术，实现人防工程的信息化、空间化、对象化、精细化管理，从而为人防工程空间规划、人防治理体系和治理能力现代化建设提供支撑，提升人防工程管理效率和能力。
为实现人防工程空间信息管理，需要理清全部人防工程信息，完成人防工程信息的调查统计，全面掌握人防工程总体情况; 同时，整合基础地理信息和地下空间数据资源，最终形成全市人防工程“一张图”，服务全市人防工程规划、建设、管理[3]。
2 研究技术路线
为实现上述建设目标，本文结合某大型城市人防工程现状特点，研究得到了以下技术路线:
1) 人防空间数据标准制定: 根据所在城市人防工程空间信息现状和国家、地方相关人防工程标准，制定《人民防空 工 程 空 间 信 息 数 据 库 与 系 统 建 设 规 范》地 方标准[4]。
2) 人防工程已有资料收集整理: 协助所在城市人民防空办向各区人防办，收集全市人防工程台账、图纸、电子档案、已有数据库成果、原有空间数据成果以及相关数据建设标准，并对以上资料进行整理，形成初步的人防工程数据。
3) 人防工程调查、测绘、处理: 对整理后的人防工程数据，分别进行人防工程调查、测绘和处理。对于人防工程台账清单上的人防工程进行现场核实确认和属性调查，重点是核查拆除和损毁的人防工程; 对于各区人防办保存的人防工程档案图纸，进行数字化和初步定位配准; 对于缺失人防工程图纸和无法定位的人防工程，采取现场测绘的方式采集人防工程空间数据和属性数据。
4) 人防工程空间信息数据库建设: 在完成人防工程调查、测绘、处理的基础上，将人防工程空间数据资源，进行数据分类、建表、建库和信息入库。为进行全市人防工程的管理提供基础的数据支撑。
5) 人防工程空间信息管理系统建设: 以人防工程空间信息数据库为基础数据支撑，以地理信息系统为平台基础，建设“人防工程空间信息系统”，为市人民防空办和各区人民防空办提供相关数据的可视化浏览、查询、统计服务，辅助人防工程的信息化管理，如图 1 所示。
通过以上 5 步能够全面掌握全市人防工程现状，形成完备的人防工程空间数据，并利用空间信息管理系统应用功能为人民防空办公室的精细化管理提供技术支撑。
3 人防空间数据标准制定
项目组与市人民防空办针对目前国内已有的人民防空工程、规划、设计、建设、信息化等相关标准进行了调研，分析了如《城 市 居 住 区 人 民 防 空 工 程 规 划 规 范》 ( GB50808-2013) 、《人民防空工程设计规范》( GB50225- 2005) 、《人民防空地下室设计规范》( GB50038 - 2005) 、《人民防空战备数据工程建设技术指南》相关要求和其他省市人防工程信息数据库相关标准。根据分析和调研，设计了本项目人防工程数据表和相关标准[5]，包括:
1) 人防工程属性总表;
2) 人防工程( 医疗救护工程) 属性表;
3) 人防工程( 配套工程) 属性表;
4) 人防工程( 防空专业队工程) 属性表;
5) 人防工程( 兼顾类人防工程) 属性表;
6) 人防工程( 人员掩蔽工程) 属性表;
7) 人防工程( 指挥工程) 属性表;
8) 人防工程( 出入口) 属性表;
9) 人防工程空间对象表;
10) 人防工程总平面空间数据表;
11) 人防工程分层空间数据表;
12) 人防工程出入口空间数据表。
4 人防工程资料整理分析
人防工程建设时间跨度大，各阶段资料完整度均不一致。以某城市人防工程数据为例，能够收集的资料主要包括人防工程信息台账( 纸质或电子) 、人防工程建设质量普查资料、人防工程报建存档图纸、城市地下空间数据等[6]。人防工程资料整理包括以下几个步骤:
1) 以人防工程信息台账为基础，查找相应的档案数据并提取所包含的人防工程空间数据和属性数据，完成第一轮数据清理。
2) 以数据清理的结果为基础，利用“地下空间数据”，进行空间对象提取、空间对象修订、属性信息补充。
3) 若当地开展过人防工程普查工作，则以上轮数据清理的数据为基础，利用人防工程建设质量普查数据，进行属性信息补充。
4) 以上轮数据清理的数据为基础，利用人防工程报建存档图纸，进行空间对象提取、配准和属性信息补充。
通过以上步骤，如图 2 所示，最终能够形成两类人防工程初步成果数据: 一类是需现场确认并补充属性的人防工程数据; 另一类是需现场确认并测绘和补充属性的人防工程数据。
5 人防工程调查测绘及处理
针对人防工程存在建设年代久远、拆除损毁严重、改扩建工程较多以及相关资料缺失的情况，建设单位可对整理分析之后形成的人防工程初步成果数据，进行进一步的现场调查、补充测绘及相关数据处理工作。
本文来源于：《测绘与空间地理信息》(月刊)创刊于1978年，由黑龙江省测绘学会主办。反映测绘学科及地理空间信息科学前沿理论和技术并指导地理信息工作者从事科研、开发、生产的技术性、知识性刊物，主要刊载测绘高新技术、地球空间信息和地理信息系统的前沿理论与技术;地理信息系统工程建设的技术总结与经验交流;测绘行业管理与改革的先进经验;测绘生产技术交流、科研成果推广及教学经验介绍等;测绘学和地理信息学中的理论探讨;国内外地理信息学术动态及测绘科技报道与介绍;测绘科普知识;测绘仪器最新发展等。
建设单位可按照当地人民防空工程管理单位的要求，逐一对人防工程进行现场核实和属性补充调查，确认其现实情况。
然后，针对完成现场核实调查后的人防工程数据，建设单位可对仍然缺失图纸、无法空间定位、空间形态存疑的人防工程，进行了人防工程现场测绘和属性补充。以确保“全市人防工程台账清单”中的每一个保存完好的人防工程都有空间对象和其对应的属性信息，以便为人防工程空间信息数据库的建设提供数据基础，如图 3 所示。
6 空间信息数据库建设
为适配大型城市全市域人防工程空间数据的统一管理，解决中心城区和各区县空间坐标参考不统一的问题，人民防空空间信息数据库建设可采用分级数据建设的模式，建立中心城区和全市域两级空间数据库。考虑到中心城区人防工程较为集中，为便于建设管理需要，在空间数据库设计时可采用地方独立坐标系和 1956 黄海高程系统，在全市域可采用国家 2000 坐标系和 1985 国家高程基准[7]。
技术路线上人防工程空间信息管理数据库可采用主流空间数据库引擎如 ArcSDE、SuperMap SDX+等[8]，空间数据库可采用 Oracle、SQL Server 等主流数据库。其内容包括基础地理信息数据库、地下空间库、人防工程数据库、系统支撑数据库等，如图 4 所示。
最核心的数据库是人防工程数据库，存储人防工程信息，包括空间位置、属性信息、附件信息等，为人防信息管理提供业务数据支撑，主要属性见表 1。
7 空间信息管理系统建设
按照项目建设总体目标，人防工程空间信息管理系统将充分运用 GIS、数据库等计算机技术，建立一个分布于全市和各区县人防办的，为市人民防空办和各区人防办提供相关数据的可视化浏览、查询、统计服务，辅助人防工程的信息化管理。系统总体架构图如图 5 所示。
1) 数据层
数据层主要包括人防工程空间信息管理系统运行所需的支撑数据，分为四大部分: 基础地理信息数据库是指为系统提供基础空间数据展示的数据; 地下空间数据库是存储地下空间数据的数据库; 人防工程数据库是系统的核心数据库，保存着人防工程的属性信息和空间位置信息; 系统配置管理数据库包括数据配置、个性化界面配置以及用户权限等的基础运行数据。
2) 支撑层
根据平台的运行要求技术选型，采用成熟的 ArcGIS 或 SuperMap 空间服务平台作为系统地理信息服务平台; 数据库采用成熟的商用数据库，并在.net 平台上完成平台的整体开发。
3) 服务层
服务层在数据层和运行支撑层的基础上针对系统的具体业务需求进行开发，为平台提供基础功能服务，包括地图服务、查询服务、分析服务、统计服务、配置服务、认证服务和日志服务等。
4) 应用展现层
应用展现层主要包括人防工程空间信息管理系统，实现对人防工程的二维展示、属性空间查询、指标统计、人防平战专业分析以及系统后台配置等功能[9]。
8 结束语
推进人防工程空间信息管理空间数据库及管理系统建设，将进一步提升城市人防工程规划、建设、管理的能力，解决一体化、空间化管理的难题，为人防工程平战结合应用奠定基础。为持续推进日常运行维护工作，还可以在以下 3 个方面进行工作探索:
1) 开展人防工程空间数据年度持续更新维护，保障人防工程数据的现势性。建立人防工程空间数据更新维护机制，建设单位向各级人民防空办汇交工程资料，市级统一处理后入库更新。
2) 采用 BIM、3D 建模等技术手段将人防工程空间信息管理系统升级为二三维一体化的空间信息系统，实现地上地下一体化管理。
3) 将城市人防工程空间数据库及管理系统与其他业务系统对接，实现数据的共享使用。实现业务数据的统一和共享，保障全市人防工程的“一张图”的使用价值[10]。——论文作者：袁 轶，李 劼
参考文献:
[1] 付艳丽，张广春，孙海朋.基于 ArcGIS 的人防工程图、属、档一 体 化 管 理 研 究[J]. 城 市 勘 测，2018 ( 1 ) : 107-109.
[2] 杨宁，肖勇，徐永书，等.重庆市地下空间普查创新点刍议[J].地理空间信息，2013，11( 5) : 14-17.
[3] 黄铎，梁文谦，张鹏程.地下空间信息化管理平台系统框架研 究[J]. 地 下 空 间 与 工 程 学 报，2010，6 ( 5) : 893-899.
[4] 程明进，钱建固，吕玺琳，等.城市地下空间信息标准化[J].地下空间与工程学报，2009，5( S2) : 1 427-1 430， 1 524.
[5] 王长虹，朱合华，李晓军，等.基于数字地下空间与工程的人防信息系统的设计探讨[J].民防苑，2006( S1) : 56 -60.
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[9] 黎玉成.基于 GIS 的人防系统与交通战备辅助系统应用研究[J].信息与电脑( 理论版) ，2012( 6) : 160-161.
[10] 孙国庆，彭清山，刘涛.武汉市人民防空管理信息系统的研制[J].测绘与空间地理信息，2007，30( 3) : 45-48.
