欧洲哥白尼应急管理服务业务现状

和海霞 胡鑫伟

引言

近年来，世界各国自然灾害和生产安全事故频发，对全球可持续发展造成严重威胁，亟须充分发挥全球和区域合作机制在突发事件全流程管理中的重要作用。哥白尼应急管理服务（Copernicus Emergency Management Service，CEMS）和“空间与重大灾害”国际宪章（The International Charter: Space and Major Disasters）是全球范围内运行高效、服务稳定的典型合作机制。“空间与重大灾害”国际宪章侧重于灾后范围和损失评估，哥白尼应急管理服务则不仅关注灾后评估还关注灾前监测预警。

哥白尼应急管理服务由欧盟委员会创立，重点面向自然灾害、生产安全事故和其他人道主义事件，为公众、应急管理人员和其他相关方提供防灾减灾、备灾抗灾、应急响应和恢复重建等应急管理全过程地理信息服务。哥白尼应急管理服务是“哥白尼计划”六大服务之一。“哥白尼计划”是继“伽利略计划”之后又一个以著名科学家命名的重大科技发展计划，前身是“全球环境与安全监测计划”（Global Monitoring for Environment and Security，GMES），为了加强与民众的沟通，2013年更名为“哥白尼计划”。“哥白尼计划”是用户驱动的信息服务项目，由欧盟倡议、欧空局和欧盟成员国负责具体实施，旨在利用对地观测数据和地面数据为欧洲各国提供土地管理、海洋环境、大气、应急管理、安全和气候变化6类服务。

运行机制

哥白尼应急管理服务由多部门协同运行管理。欧盟委员会企业总署负责总体协调与预算管理，欧洲响应协调中心负责服务启动和1周7天、1天24小时不间断运行管理，欧盟委员会联合研究中心负责技术支持和合同管理，欧洲对外行动署局势研究室负责接收欧盟机构的制图请求并转发给欧洲响应协调中心，欧洲空间局负责提供空间数据，欧洲环境署负责提供地面信息。哥白尼应急管理服务主要有两类（图1）：一是2012年4月1日开始正式运行的按需制图，提供应急响应快速制图、风险和恢复重建产品制图以及产品验证三种服务。二是网络端预警系统，在线提供洪涝灾害、旱灾和森林草原火灾监测预警信息。

图1 哥白尼应急管理服务组成图（译自https://emergency.copernicus.eu/）

按需制图服务

（一）启动流程

哥白尼应急管理服务用户主要包括欧盟成员国、欧洲民防机制参与国、欧盟委员会、欧洲对外行动署、国际人道主义援助组织、联合国等国家、区域和全球机构。所有用户都可以通过门户网站了解启动任务详情。用户组成和用户权限详见表1。

授权用户填写申请表后，通过电子邮件发送至欧洲响应协调中心，并电话确认。欧洲响应协调中心开展制图范围、技术可行性、敏感度、制图能力4个方面的审查，确保制图服务不会危害欧盟及其成员国、国际合作伙伴的安全利益，不会超过多个并发事件同时响应能力。审查不合格拒绝启动响应，并告知授权用户拒绝原因。审查合格后启动响应，并将申请表发送给服务提供商，服务提供商向欧空局提交卫星观测计划后，利用可获取的卫星数据制作产品，并通过网站提交，开展产品验证和用户反馈工作。

表1 哥白尼应急管理服务用户分类表

（二）服务产品

1.应急制图服务产品

应急制图服务是根据用户需要，在应急事件发生后几小时或几天内快速提供专题产品，以支持应急响应及应急管理工作。产品按照不同紧急程度和用途分为4类：①背景信息产品是利用灾前数据为用户提供紧急事件影响区的资源、设施、资产、地形地貌特征、承灾体以及其他信息；②快速评估产品是第一时间利用灾后影像粗略评估严重受影响区的情况；③范围评估产品是利用灾后卫星影像评估事件范围和演进过程；④损失评估产品是利用灾后卫星影像评估损失等级和演进过程，包括范围、强度、损失等级、实物量损毁和影响人口。

产品按照不同分发模式分为1级服务产品和2级服务产品。1级服务产品紧急程度高，需以最快速度提供服务，影像获取、处理和产品生产1周7天、1年365天不间断运行。2级服务产品紧急程度较低、不需夜间工作，影像获取和处理1周7天、1年365天不间断运行，但产品生产只在工作时间（布鲁塞尔时间8:00—20:00）进行。

2.风险与恢复重建制图服务产品

风险与恢复重建制图面向防灾、备灾、减灾和恢复重建等非应急响应阶段，在数周或数月内提供服务。提供3类产品：①背景信息产品，提供资源、设施、资产和人口等综合信息；②灾前信息产品，提供承灾体暴露性、脆弱性、恢复力、风险状态、疏散计划、模拟场景等信息；③灾后态势产品，提供灾后需求评估、重建计划、重建进度监测、难民人数监测、灾民安置监测、灾害长期影响评估等信息，灾后态势产品需要定期频繁更新。

2020年起，风险与恢复重建制图服务产品分为标准产品和自定义产品两大类。标准产品包括数字地表模型、背景数据集、土地利用和土地覆盖数据集、洪涝评估、重大洪涝范围建模、洪涝时序分析、森林草原火灾评估、损失评估、恢复重建监测、城市扩张分析、城市人群轨迹分析、地表形变分析、地图集、影响评估、暴露性分析、灾后土壤侵蚀风险评估、灾后滑坡风险分析、居民地制图、转移安置点分析、重点地区背景数据集20类产品。

3.产品验证

产品验证通常由欧盟委员会发起，由授权用户确定验证内容，以保证交付产品真实、可靠、规范。产品验证包括现场数据收集、质量控制、技术验证、反馈意见收集、影响分析、专家意见等流程。应急制图产品由服务提供者在产品发布前开展内部自查，为保证产品时效性，由联合研究中心在产品发布后开展外部质量控制。如联合研究中心发现产品质量有问题，则将网站上产品状态更改为“拒绝”，通知服务提供者24小时内更新产品并重新发布，再采用同样流程开展质量控制，直至满足要求。风险与恢复重建制图产品通过服务提供者和联合研究中心两级质量控制后发布。为提升服务质量，优化数据获取、数据处理、产品应用、产品形式等工作流程和内容，哥白尼应急制图服务采用定向访谈和用户反馈表测评两种方式收集用户反馈意见。用户反馈表包括应急制图授权用户反馈表、应急制图最终用户反馈表（最终用户和授权用户不是同一单位时）、风险和恢复重建制图最终用户反馈表三类，表格可在门户网站下载，采用英语、西班牙语和法语三种语言。

监测预警服务

监测预警服务1周7天、1年365天不间断运行。预警信息可以直接服务于国家和地方用户，提醒他们采取防灾、备灾和减灾措施；还可以服务于卫星运管人员，协助数据观测计划制订和卫星数据获取。从产品请求到产品服务全流程中，卫星数据获取耗时最多(图2)。利用预警系统生成的高风险区可以在授权用户提出请求前，主动触发图像采集任务，提前预置卫星观测计划，缩短灾后卫星数据获取时间，提高关键时间和关键位置有效图像获取能力，提高快速制图效率，进而更早感知态势，提高危机应对能力。

图2 2012年以来快速制图服务耗时分析（译自https://emergency.copernicus.eu/）

（一）干旱观测系统

2007年，在欧盟水资源短缺和干旱通报机制框架下，欧洲委员会联合研究中心开始研发欧洲干旱观测系统，旨在利用卫星遥感数据、水文气象模型和实地调查数据，针对欧洲和全球干旱发生可能性及可能的影响开展监测预警。2012年，欧洲干旱观测系统原型完成开发，制定业务化运行实施步骤。2016年，拓展为全球干旱观测系统。2018年，欧洲干旱观测系统和全球干旱观测系统加入了哥白尼紧急管理服务。干旱监测预警等级包括监测（降雨量亏缺）、干旱预警（土壤含水量亏缺）、警戒（植被受降雨量和土壤含水量亏缺胁迫）、局部植被恢复、全部植被恢复至正常状态等。

（二）洪涝预警系统

欧洲洪涝预警系统(European Flood Awareness System，EFAS)旨在支撑欧洲洪涝事件(特别是大型跨国跨流域洪涝事件)应急准备，经过20余年的发展（图3）不断成熟完善。1999年，欧盟委员会联合研究中心与成员国专家共同启动欧洲洪涝预报系统（European Flood Forecasting System，EFFS）研发。2002年，该系统成功开展易北河和多瑙河洪水模拟和预报，欧盟委员会意识到系统的作用并下令提升系统业务化能力，并于2003年改名为欧洲洪涝预警系统。2005—2010年，欧洲洪涝预警系统致力于国家级、区域级合作伙伴网络建设。

图3 欧洲洪涝预警系统发展历程（译自https://emergency.copernicus.eu/）

全球洪涝预警系统(The Global Flood Awareness System，GloFAS)是由欧洲中期天气预报中心和欧盟委员会共同研发的全球水文预报和监测系统，提供每日洪涝预报产品（2011年起）和月度季节性径流预报产品（2017年11月起）。成员国每天两次收到10天内泛欧洪水预报信息。

（三）森林火灾信息系统

欧洲森林火灾信息系统（European Forest Fire Information System，EFFIS）是欧洲委员会秘书处1998年启动研发的网络端森林火灾监测预警和损失评估系统，2000年投入运行，2015年加入哥白尼应急管理服务。该系统提供火灾灾前、灾中、灾后全过程管理服务，火灾危险性评估产品包括10天内每日火灾风险预报、火灾危险性异常识别、季节性和月度火灾天气预报等，其中火灾风险预报等级分为非常低、低、中、高、非常高和极高6个等级。过火监测产品包括每日4次的火灾位置监测和每日2次的火灾范围监测及火烧迹地监测。EFFIS服务目前正向全球火灾信息系统（Global Wildfire Information System，GWIS）发展。

结语

哥白尼应急管理服务面向全球多次重特大自然灾害提供了有用、及时的信息服务和决策支撑，截至2021年2月28日，针对洪涝、热带气旋、地震、风暴潮、森林草原火灾、海啸、滑坡等灾害开展了502次应急制图服务和86次风险和恢复重建制图服务。同时，哥白尼应急管理服务不断创新服务理念，面向灾害监测预警这一全球灾害管理先进方向，整合了欧洲多个业务应用系统，形成了稳定的在线服务能力，相关有益做法对我国自然灾害监测预警工作具有启示作用。

多年来，哥白尼应急管理服务不断夯实业务基础，持续拓展业务范围，建立了稳定、规范的业务化运行机制，形成了应急和日常工作模式，构建了覆盖事前、事中和事后应急管理全流程的业务体系，在欧洲甚至全球应急管理领域发挥着重要作用，可为我国自然灾害防治九大重点工程建设提供有益的参考，也可为我国应急管理体系和能力现代化推进工作提供借鉴。