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肖建:三维GIS在航天三维可视化指挥中的应用

2011中国地理信息产业大会暨协会第五届会员代表大会25日在北京国际会议中心召开。会上北京国遥新天地信息技术公司总裁助理肖建(音)做了题为“三维GIS在航天三维可视化指挥中的应用”的报告。

  主持人:

  下面请北京国摇新天地信息技术肖建做报告,他汇报的题目是“三维GIS在航天三维可视化指挥中的应用”。

  肖建:

  大家好!我汇报的题目是:三维GIS用于航天三维可是化指挥控制

  一、背景情况:

  我国航天事业的大发展需要相应高水平三维空间信息平台保障航天发射的指挥控制任务。我们 从08年和航天接触开始,自主研发,同时推出EV-Globe平台,在空间、地表、地下、海面、水下进行高仿真研发。通过与航天专业知识的结合,和他们专门需要的三维场景的渲染和特效表达,在此基础上提供我们自己的全球地理信息空间数据的支持,满足了航天发射基础平台需求。

  二、主要工作内容

  发射过程分三个方面:第一是发射之前、第二是发射过程中、第三是进入预定轨道前。发射之前三维平台主要 是轨道轨迹以及整个发射过程的规划、脚本的推演。发射过程中主要是三维产品的仿真,包括发射航天器,包括空间位置的仿真。进入轨道之后变轨的时候它的位置和姿态控制。

  发射之前规划推演:

  发射之前对航天器发射轨迹进行规划,通过实时的三维系统,推演出不同的模拟推演,找到最佳的轨道。 发射过程中可以进行三维场景仿真,包括全球背景的遥感数据,以及包括星空、大气、云层、海洋效果的仿真。发射过程中还包括动作的仿真。通过实时监控参数进行仿真。还有特效,包括火箭尾焰的特效、实时的各种航天监控数据的位置和姿态数据,根据原来预演原有的轨迹进行比对。

  进入轨道之前,对变轨系统进行控制。同时在变轨前可以对它的姿态以包括俯仰角进行纠正。

  三、具体案例

  从08年以来我们和各大航天基地和发射中心建立了很好的合作。案例包括去年嫦娥二号发射以及天宫一号的发射。嫦娥二号发射的时候,对整个发射过程我们做了两套方案,一套是按照推演轨迹进行实时播放,另一套是通过三维的实时监测。我们把发射过程和空间坐标和位置信息关联了起来。

  关于这块我就介绍到这里,最后多说一句,前面各位企业家介绍了空间信息产业和地理信息产业应用的时候,主要还是集中在国土、水利、林业这样的领域和行业。每一个企业发展,像我们作为GIS产业人,希望我们企业能往更多的空间发展,让我们地理信息做的更大更强。谢谢大家!

  (现场速记整理,未经演讲人确认。)

  主持人:

  下面有请广东水利厅三防中心的邱德华主任介绍一下广东省防旱、防汛、防风指挥系统。

  邱德华:

  大家下午好!我是身份比较特殊的,因为前面给我们做报告的都是技术的参与者,研发者,技术的提供者。而我作为GIS行业来说,属于技术的使用者。下面我介绍一下广东省三防指挥系统的情况。从三个方面介绍:

  一、建设的背景、二、技术应用、三工程效益

  广东是水利大省、也是水患大省

  广东陆地面积17万平方公里、海岸线长3368KM,广东地处亚热带地区、全省平均降雨量1771MM,时空分布不均。根据我们的统计广东每年因为水灾害遭受的损失 都非常巨大。

  广东台风灾害也非常厉害,平均每年有5.5个台风登陆广东,有3.5个会造成重大影响。最多年份达到7个。同时广东的洪涝灾害也非常严重,在有纪录的400多年间,每年都有非常严重的洪涝灾害。建国以来广东的自然灾害中洪水灾害也非常重。94年的一场洪水造成全省400多万人受灾。广东的干旱也非常厉害,广东地形比较特殊,广东降雨分布不均匀个,都是4-9月份下雨,其他月份非常少,有些地方缺水非常厉害。1991年广东发生了一次干旱,全省3000多万亩农田面积受灾。

  广东是经济大省、也是贫困大省!

  因为广东人口密集、全省常住人口达到1亿,是全国人口最多的省份,流动人口非常多。广东经济总量是全国第一,而且GDP达到4.5万亿人民币。但是广东区域经济发展非常不平衡,全省接近80%的经济集中在珠江三角洲地区。东西两域和粤北区经济非常差。

  广东这样的特殊条件给广东的三防工作带来了非常大的压力。1、灾害频繁、2、人口密集、3、经济集中、4防灾基础薄弱。

  近几年广东下大力气治理水干旱风灾害。工程措施建设:2003年实施城乡水利防灾减灾工程。

  主要解决信息和技术的问题,包括地理信息的应用问题。下面谈一下第二个一体,技术应用:

  广东省三防指挥系统主要目的是为了解决更好的发挥水利工程效益,为了进一步提高对工程的管理能力和为了提高三防决策的科学水平。北京三防系统投资1.8亿,建立了骨干网络、完善了信息系统综合数据库、以及有关的业务分析软件,以及业务应用平台,这些一揽子解决了数据采集、数据交换、存储等。

  我们这个工程开发的时候定位于生命工程,标杆工程、计生工程。生命工程是指影响老百姓生命安全的灾害预警平台。我们要实时进行动态监测,把灾害进行缩小。

  各方面的水平在全国同行业中处于领先水平,这是我们在开发时提出的具体要求。同时我们以前陆续开发了很多系统,我们希望通过这个系统把所有的项目进行大的整合。从业务需求来说,我们的平台主要包括:全方位实时监视灾害并及时预警。全面整合集成灾害防御各类相关信息、灾害防御和部署提供合理建议。应约方面:我们希望系统能应用于各省市县共享,还有信息服务、综合监视、防风、抗旱,给指挥提供很好的辅助。

  技术要求:

  我们利用最新的GIS技术,结合水利行业模型,提供快速的表现方式非常丰富的绝对强大决策支持的一个系统。

  我们系统在开发的时候主要考虑几个方面:

  综合系统监视、利用客户端和切片地图、空间插值、仿射变换等技术实现水文、气象、海洋、天气雷达国土等信息的集成应用。

  信息服务:我们在建设指挥系统数据库的时候把很多海量数据集成到我们的数据库里面。通过这个数据库给我们的业务系统展现了很多领导需要的决策数据和有关信息奠定了很好的基础。

  防汛分析:我们通过空间插值、DEM叠加分析技术完成山洪泥石流超临界雨量区域的判断。还可以通过我们系统进行小流域洪水对哪些范围有多大的影响。也可以在防风方面进行分析。在风暴潮来的时候哪个地方需要转移人口、转移范围是多少,通过我们系统的模拟仿真可以得知哪些范围需要转移。还可以进行防旱分析。其他方面的应用因此时间关系不再一一介绍。

  总的来说我们的系统在实际应用中取得了很好的效果,特别是在我们的领导需要进行某些重要决策的时候,基本能把所有的信息和所有需要的信息给领导给予展现。为针对性的防御部署工作进行了很好的支撑。

  工程效益:

  这个项目从2010年投入运行以来,广东省遭遇了25场强强与,15个热带气旋袭击,省市县各级相关部门在系统的支持下完成了综合监视。

  前面谈到广东近十年来水旱风灾害平均每年给广东带来116亿的直接经济损失,死亡389人。系统的运行给三防系统带来了直接社会经济效益很难估算,但是从另一方面来讲,如果系统能让减少灾害带来的1%的损失的话,那就很好。

  总结:

  我们系统的建设效果非常好,感谢大会给我们提供非常好的机会上台展现我们自己,谢谢大家!

  (现场速记整理,未经演讲人确认。)

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