一个案例告诉你,GIS技术与数据可视化结合能帮助我们什么?

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编辑导语:GIS,即地理信息系统,它以地理空间为基础,采用地理模型分析方法,实时提供多种空间和动态的地理信息,是一种为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。其基本功能是将表格型数据转换为地理图形显示,然后对显示结果浏览,操作和分析。那么,如果将GIS技术与数据可视化结合,能帮助我们什么呢?

之前我的很多文章都在描述数据可视化对企业管理或者是个人数据分析的作用,但是实际上数据可视化的用途不仅仅如此。

从社会层面上看的话,数据可视化还可以帮助我们来进行社会治理和公共健康保障。比如当数据可视化融入GIS技术后,可以帮助我们改善面对自然灾害响应操作的方式。

近年来,自然灾害一直以层出不穷的强度和频率摧毁我们人类的家园。

国内每年夏天的洪涝灾害一直困扰着长江流域地区,每年夏天微博上关于洪涝的热门新闻也是层出不穷。

以今年重庆为例,面临了40年来最大洪水侵袭,长江2020年“第5号洪水”大幅超过保证水位,重庆临江大量道路和居民楼都被淹没,磁器口、朝天门等标志性地段成为“重灾区”,所谓的“山城”就快被淹成“海岛”。

面对自然灾害的时候GIS技术可以帮助我们进行跟踪,预测和为灾难做准备,而这一切动作的发生都会产生大量的数据。

在灾难当中,时间对于我们来说十分重要,快速的将大量数据转化为可行的见解并有效传达结果的能力对于保护公共健康,最大程度的来减少损害并挽救生命至关重要!

所以利用gis技术并和数据可视化结合起来,可以加速我们面对灾害时候的数据分析结果,改善我们的工作方式,尽最大的努力来减轻灾害损失。

接下来我将给大家介绍一个真实的大屏案例,让大家更好的感受数据可视化的价值所在。

一、案例介绍

此大屏案例为某市水利局的一个智慧水利项目,它是基于该市现有的水利工程基础信息,降水、台风等实时外界数据,实现全局可视、全面监控、智慧防涝,帮助政府部门科学、迅速指挥调度,为安全度汛提供支撑。

那么针对一个防灾性质的数据可视化大屏,前期数据的准备工作自然是非常重要的。

通过确定数据需求,开发数据集以及在政府和非政府机构之间共享数据来制定带有社区应急响应清单的紧急行动计划。

这就需要在灾难发生之前进行短期的协作活动,这些活动最终会增强机构间灾难响应和恢复的准备状态,例如开发与特定响应和恢复活动相关的应用程序,以及建立具有共同特征的数据集,报告做法以及所有潜在响应者的访问程序。

有了数据之后,自然是进行数据大屏的起草设计,如果将我们收集到的数据利用数据可视化的操作,让工作人员能够更好的了解实时动态,并采取相应的行动。

整个大屏的创建流程图可参考如下步骤:

防灾数据可视化大屏场景构建链条

二、方案设计

选取该市城市形象标识的颜色作为主色调,独特的青瓷色极具城市代表性,体现其古时瓷都的文化特质,主屏部分为中心城区的整体地图展示和数据总览。

从内容上,大屏基于GIS地图实现了对全市河道分布、水位数据、水库设备、引水情况、台风监控、雨量监控、排涝数据等各项重要指标的可视化展示和实时化动态更新。

1. 总览页

主屏为该市城区的地图全貌展示,地图展示骨干/非骨干河网分布、房屋分布信息,主屏右侧是水库与河道的概况显示。左屏展示引水情况,右屏则是排涝概况。

主屏右侧是水库与河道的概况显示和排涝概况。通过折线图可以清楚的知道不同河道三天内不同时间点的水位线情况。

而左屏展示引水情况,我们可以看到整个城区的引水量、引水天数移机中心城区的引水占比。

接下来是引水页,引水页的主屏地图展示骨干/非骨干河网分布信息,侧边展示日引水矩阵图,用大小不同的圆点表示引水量数据大小。

引水页的左屏展示总体数据,即总的引水量与引水天数;右屏则是分地区的历年引水量数据。

2. 水库页

主屏地图展示水库分布,点击可查看某一水库的详细数据。左屏展示总体数据,即该地区年平均水资源量与人均水资源量;右屏则是分水库的泄、供、储水详细数据。

3. 河道页

主屏地图展示水库分布、骨干/非骨干河网分布、视频监控、房屋分布,主屏右侧展示各乡镇街道的水域面积数据。左屏展示河道总体数据,右屏分区展示河道概况。

4. 降雨页

主屏地图展示房屋分布,主屏右侧为河区、水库的降雨量统计;右屏则统计不同时间维度的降雨情况。

5. 排涝页

主屏地图展示骨干/非骨干河网分布、房屋分布、泵闸分布,点击可查看某一泵闸的详细数据,主屏右侧展示各区域水位线。左屏显示全年排涝量,右侧分时间段显示各区域排涝量。

6. 台风页

主屏地图展示降水量图,主屏右侧展示台风概况;右屏展示详细降雨数据。

我们可以看到,该市的智慧水利工程数据可视化大屏通过七个页面、一个主屏和两个侧屏实现了对整个城区水量的实时监控,并且通过数据图标和热力分布图等组件更加直观地展现在眼前,精确实现数据的可视化。

这些年来由于人类对城市的过度开发,洪涝灾害愈发频繁,年水位也是在不断的上升,如果我们仅仅只是依赖传统的抗洪模式,很难抵挡住自然灾害。

然而在科技飞速发展的今天,我们要做的就是对传统进行改革和创新,通过数据可视化大屏正好可以大大地提高抗洪效率,在灾难发生之前就做到心里有数。

“过去评估山洪是否暴发依据是实测降雨,但往往转移人员时山洪已经暴发了。智慧防汛大脑’通过融合实测降雨和短临预报,将预警时间提前0.5至3个小时,为实施人员转移争取黄金时间。去年以来,该市共发生60多起小流域山洪,因及时预判预警、提前转移,没有发生一起人员伤亡事故。”

通过上述的一个简单案例来说,应对自然灾害的这一阶段包括立即开展的活动,这些活动可减少威胁生命的条件,提供生命维持援助并停止进一步的财产损失。

地理空间数据对于灾难响应目标至关重要,例如搜寻和救援工作,水和基本物资的分配以及临时电源和庇护所的建立。

GIS有助于立即完成图像的获取、处理、分析、分发以及将图像转换为影响区域的地图,这些地图上覆盖有以下信息:破坏位置、人口位置、关键物资库存位置,没有电源的区域以及可能的电源恢复时机,以及停电的电线和道路封闭的地图。

对于像新冠肺炎这样的流行病,可以在交互式视觉分析中使用地理空间数据,以便跟踪病毒的传播并从海量数据集中获取见解。

应急阶段的主要挑战包括质量控制和信息分发。在机构之间必须建立有关将地理空间数据集成到信息产品中的通用做法,例如通用数据报告间隔,时间戳和分发方法。

地理空间数据的规模巨大,并且由于网络损坏,此信息的分发可能会大大减慢速度。在这段时间内,可以使用来自地面报告,遥感,地理空间模型的数据以及来自现场监测的实时数据,直到获得图像。

数据可视化的实时分析平台加快了决策过程,实现了数据和模型场景的快速可视化,从而推动了更好的缓解,准备和响应决策,并促进了总体上更好的灾难响应计划的开发。

数据可视化助力决策者预见未来,这句话不仅仅只是说说而已。不管是在企业管理还是社会治理当中,数据可视化的功能也不仅仅限于自身,可以和众多的技术相互结合。

希望通过我们组建的可视化大屏,能让抗洪人员在抢险中多争取一秒,在灾害中多救一个人,将灾情损失减小到最低。让数据不仅仅只是几个冰冷无情的数字,而是变成有温度有人情味的符号。

以上案例来自:袋鼠云EasyV

 

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题图来自 Pexels,基于 CC0 协议

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  1. 可视化设计很好,但感觉系统缺少灵魂。针对政府用户(地方水利局),可视化大屏往往是一个面子工程,政府的一般办公人员缺乏水利相关的专业知识,通过目前系统建设只能说是报表BI的另一种展现形式,对实际的管理提供不了太大的帮助。应该在目前的基础上结合水利专业知识加上专家模型和预警子系统,对实际的观测和预警能提供实用功能。比如台风来袭,根据台风专家模型测算,可以预警并联动应急响应方案,真正做到应急事件的管理。

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    1. 你说的其实就是一个可视化大屏在未来的一个发展趋势。

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  2. 数据可视化在未来的发展确实对人类的生活有很大的便利,数字时代离不开可视化的展示。

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