湖北省自然灾害风险监测预警系统：科技赋能应急管理
湖北省自然灾害风险监测预警系统：科技赋能应急管理
湖北省作为自然灾害多发省份，近年来积极推进应急管理信息化建设。其中，自然灾害风险监测预警系统的建设，通过采用云计算、人工智能等新技术，实现了对各类自然灾害的全面监测与预警，提升了应急管理部门的快速反应能力。
建设背景
我国是世界上自然灾害影响最严重的国家之一。党的十八大以来，党和政府高度重视自然灾害防治，相继发布《中共中央国务院关于推进防灾减灾救灾体制机制改革的意见》、《“十四五”国家综合防灾减灾规划》、《关于印发<自然灾害监测预警信息化工程实施方案>的通知》、《应急管理部关干建立健全自然灾害监测预警制度的意见》等政策，全面推进自然灾害防治体系和防治能力现代化，提升自然灾害监测预警能力，为自然灾害应急管理提供及时、准确、权威的信息支撑。
湖北省位于中国中部地区，地貌形态多样，地质条件复杂多元，地形起伏大，沟壑纵横，坡陡谷深，地处“四大暴雨区”中心，降水充沛，雨热同季，极端气候频现，加上人为活动影响，是全国自然灾害多发易发频发、受自然灾害威胁人口最多、经济损失最大的省份之一。
面对严峻的自然灾害形式，湖北省自然灾害监测预警信息化建设还存在很多问题，无法满足新时代应急管理工作需要。一是自然灾害监测覆盖面不全，各类自然灾害风险预测精度不够、时效性不高。二是数据资源共享不足、主管部门和成员单位之间业务协同不足，各部门都有自己的信息系统，从上至下垂直各类，各自封闭运行，形成了“信息孤岛”。三是信息化系统基本还停留在信息展示与查询部分、欠缺应急指挥调度的智能化应用，无法直接供给应急部门用于开展应急处置、辅助决策等业务工作。
为了深入贯彻落实国家政策，科学应对湖北省自然灾害事故多发、高发、频发的基本情况，提高自然灾害监测预警信息化水平，迫切需要建设自然灾害风险监测预警系统。通过采用统筹、集约、开放、高效的设计理念，充分运用云计算、机器学习、人工智能、大数据等新一代信息技术，建设自然灾害风险监测预警系统，为灾害防治和应急指挥决策等业务功能提供信息支撑，提升全省应急管理部门对自然灾害早期识别、风险防控、综合决策、应急快速反应等防灾减灾和应急管理能力。
建设内容
总体架构
本项目总体框架采用分层思想设计，形成用户层、业务应用服务层、数据支撑层、基础设施层等多层分布式应用体系架构。架构设计遵循应急管理综合应用平台的设计思想，采用统一的数据交换、统一的接口标准、统一的安全保障。总体架构图如图1所示。
图1 总体架构图
系统建设内容
湖北省应急管理信息化建设项目自然灾害风险监测预警系统通过建设防汛抗旱应急支持系统、地质灾害综合监测与应急处置系统、森林防火综合管理系统、自然灾害综合监测预警系统，提升全省应急管理部门对自然灾害早期识别、风险防控、综合决策、应急快速反应等防灾减灾和应急管理能力。
1. 防汛抗旱应急支持系统
防汛抗旱应急支持系统根据湖北省防汛抗旱业务的实际需求，在湖北省应急管理信息化总体规划框架下，开发了应急指挥一张图、预案数字化集成、抢险救援辅助决策、防汛抗旱应急指挥协同等功能，为科学的防灾决策提供辅助支撑，建成集监测-预警-评估-调度-决策等为一体的模型中心，构建智慧化、科学化、智能化的防汛辅助决策“大脑”，在灾害发生前、发生时、发生后快速的对灾害事故做出快速反应，实现科学预警、准确预测、合理调度、智慧应急，提高防汛抗旱救灾减灾科学化水平及智慧化水平。系统如图2所示、图3所示。
图2 综合预警
图3 群众转移路线规划
2. 地质灾害综合监测与应急处置系统
地质灾害综合监测与应急处置系统紧密围绕地震和地质灾害监测预警和应急救援业务开展，开发了省灾害信息一张图、救援预案数字化集成、应急救援辅助决策、地应急指挥协同、灾险情移动报送APP等功能应用。系统集成全省地震应急基础数据、地质灾害隐患点信息和易发分区等专题信息，实现全省地质灾害隐患点分布查看和易发分区等级展现；利用遥感监测、专业监测、区域和单体风险评估等手段实现地质灾害监测预警和风险识别，为地质灾害应急会商处置提供科学支撑。在灾害发生时，系统利用集成地震和地质灾害基础信息、报送信息、监测预警信息、风险评估信息自动生成应急处置方案，为应急指挥工作提供辅助决策。系统如图4、图5所示。
图4 地灾隐患点信息展示
图5 历史地震信息展示
3. 森林防火综合管理系统建设内容
森林防火综合管理系统的建设共包括7大子系统,分别为可视化展示、预警监测、应急指挥、灾害评估、日常监管、巡护和综合管理子系统，实现灾前及时预警、发生火灾时指挥研判部署、扑救指挥调度、灾后的损失评估、上报建档等建设目标，且兼顾日常的巡护管理、演练、监管、宣传、培训等工作。通过该系统的建设，为省、市（州）、县（区）各级单位提供应用服务，运用“大数据”“云计算”等先进手段，切实把已有的地理信息、指挥调度、林火监测、巡护定位、应急通信、管理信息等各类辅助支撑系统和业务平台作用发挥到位。系统如图6、图7所示。
图6 可视化展示首页
图7 扑救力量展示
4. 自然灾害综合监测预警系统建设内容
自然灾害综合监测预警系统建设共包括综合监测与管理、多灾种灾害链预测分析、自然灾害风险评估、自然灾害综合风险研判、综合业务子系统。该系统全链条服务于自然灾害灾前、临灾、灾中、灾后的各个环节，系统基于各行业部门各类自然灾害的基础数据、监测数据、预警数据及历史数据，综合考虑致灾因子危险性、承灾体韧性和应急能力三个要素，满足应急管理部门常态和非常态两种业务场景下的自然灾害的综合监测预警业务需求。系统如图8、图9所示。
图8综合预警一张图
图9自然灾害风险评估区划图
创新应用
“隐患点+风险区双控”综合预警预报模式
利用云计算、机器学习、人工智能、大数据等技术，基于湖北省自然灾害风险普查数据、地质灾害基础数据、实时监测数据、遥感监测数据、历史灾害数据、气象雨量数据等，构建分区分类分级的自然灾害风险管理新体系，建立湖北省“隐患点+风险区双控”综合预警预报模式，实现自然灾害从人防为主向人防技防并重转变、从隐患点管理向风险防控转变，整体提升湖北省自然灾害早识别、精确测、强预警、科学防等能力。智慧预案+智能模型辅助科学决策
自然灾害风险监测预警系统充分融入应急管理体系，与应急指挥系统、卫星监测系统等高度集成，涵盖从灾害预警、灾害告警、辅助决策、灾后评估、应急演练等全方位的业务流程，实现了灾前-灾中-灾后等阶段灾害防治工作的一体化覆盖。通过多源数据资源深度融合，结合实时监测、预警预报，深入挖掘各行业数据关联系和价值，集成耦合智能模型预测灾害发展趋势，科学制定调度方案，开创基于灾害链分析、态势判别、风险防控方案自动生成的智能决策支持系统，构建了智慧化、科学化、智能化的应急辅助决策应用。多源异构数据汇聚提升数据保障能力
横向汇聚本地区地质灾害、气象灾害、水旱灾害、森林火灾等风险隐患、监测感知数据，纵向接收应急管理部下发的重要江河湖库和中小流域水文信息以及地震速报信息等数据，结合自然灾害风险普查数据，通过数据处理流程，实时处理和分析多源异构数据，为湖北省防灾减灾工作建立稳定全面的数据保障。通过各部门数据汇聚打通与行业部门的数据通道，破除数据壁垒，实现数据贯通。开创“应用贯通+数据贯通”工作新模式
以应急管理部门自然灾害信息化为基础，以基础数据、自然灾害数据和模型为支撑，以遥感技术、人工智能等高科技为手段，以开展自然灾害防治管理业务需求为导向，以应急协同办公为目标，构建应急管理自然灾害业务域内的智慧业务应用系统，为省市县三级应急管理人员日常业务工作开展及解决领导智慧决策提供技术支持。
推广价值
- 社会效益
- 提升了湖北省自然灾害监测预警能力
- 提高了事故应急救援能力
- 提高了湖北省应急管理信息化水平，促进科学决策
- 提高了基层防灾减灾意识
- 经济效益
- 提高了防灾减灾能力，减少生命财产损失
- 提高了工作效率，节约了行政开支
- 提高了应急资源调度的效益
- 实现了数据共享，降低应用部门的成本
- 推广价值
湖北省自然灾害风险监测预警系统首先在孝感市、县（区）进行了试点应用，通过收集用户意见并整改系统后，在省、市（州）、县（区）三级应急管理部门进行了推广应用，服务用户3000余人，系统已上线运行半年有余，其中防汛抗旱应急支持系统为湖北省近2年的防汛演练提供了支持保障工作，通过防汛演练检验了系统的防汛管理能力和应急保障能力。
本项目推广的标准化实施路径主要包括：
（1）按照“省厅统筹、职能处室负责、承建单位落实”的工作模式，明确系统推广应用职责分工，以点带面实现全省范围内推广应用。
（2）建立标准化培训体系，强化参训人员对系统的掌握熟练度和应用积极性。
（3）完善考核机制，对下辖单位的培训工作开展情况进行考核。
（4）畅通反馈机制，建立“省－市－县”三级沟通机制。