GIS在城市应急救援中的应用.pdf

收稿日期2 0 0 6 - 0 4 - 0 7 F e b .,2 0 0 7 V o l . 5,N o . 1 2 0 0 7年2月 第5卷第1期 中图分类号P 2 0 8 文献标识码B 文章编号1 6 7 2 - 4 6 2 32 0 0 70 1 - 0 1 0 5 - 0 2 地 理 空 间 信 息 G E O S P A T I A L I N F O R M A T I O N G I S 在城市应急救援中的应用 张斌1,黄全义3,张松波2 1 .浙江省气象科学研究所,浙江 杭州3 1 0 0 1 7;2 .武汉大学 测绘遥感信息工程国家重点实验室,湖北 武汉4 3 0 0 7 9; 3 .清华大学 公共安全研究中心,北京1 0 0 0 8 4 摘要分析了应急预案在应急救援智能决策中所起的作用,着重阐述了城市中事故发生后,从接警,应急指挥,到应急 结束的整个流程,以及最终动态预案 应急救援作战计划书的实时生成过程。最后将其过程在城市应急系统的G I S平台 上进行了实现。 关键词应急;决策;G I S A p p l i c a t i o no f G I St oE me r g e n c yR e s c u e Z H A N GB i n 1 ,H U A N GQ u a n y i 3 ,Z H A N GS o n g b o 2 1 . Z h e j i a n g R e s e a r c hI n s t i t u t e o f M e t e o l o g i c a l S c i e n c e ,H a n g z h o u3 1 0 0 1 7 , C h i n a ; 2 . T h e S t a t e K e y L a b o r a t o r y f o r I n f o r m a t i o nE n g i n e e r i n g i nS u r v e y i n g , M a p p i n g a n d R e m o t e S e n s i n g , Wu h a nU n i v e r s i t y , Wu h a n4 3 0 0 7 9 , C h i n a;3 . C e n t e r o f P u b l i c S a f e t y R e s e a r c h , T s i n g h u a U n i v e r s i t y , B e i j i n g 1 0 0 0 8 4 , C h i n a A b s t r a c tI nt h i s p a p e r , t h ea u t h o r r e c o u n t s t h ei m p o r t a n c eo f E m e r g e n c yP l a n n i n gi nS m a r t D e c i s i o nM a k i n g f o r E m e r g e n c yR e s c u e . R e c o u n t i n gp a r t i c u l a r l yt h ew h o l ep r o c e s sf r o mi n c e p t a l a r m , E m e r g e n c yC o m m a n dt o f i n i s ht h ee m e r g e n c y , a n di n t r o d u c i n gh o wt oc r e a t ed y n a m i cE m e r g e n c yP l a n n i n g t h eP l a n n i n go f E m e r g e n c y R e s c u e . F i n a l l y , t h e a u t h o r c a r r i e s o u t t h i s p r o c e s s i nG I So f c i t y e m e r g e n c y . K e yw o r d se m e r g e n c y;d e c i s i o n - m a k i n g;G I S 随着我国城市化、新型工业化及全球化进程的加 快,公共安全问题发生频度将大大增加。由于城市功 能日益复杂化,城市所面临的风险随之增加。火灾、 爆炸、毒物泄漏、交通事故等生产和生活中人为因素 造成的各类安全问题和事故风险日益突出。因此,构 建一个具有智能应急功能的城市公共安全应急平台, 形成一套标准化的应急救援程序将十分重要。而这必 将涉及城市大量的空间信息与属性信息,须借助G I S 技术的支持。在此基础上通过有效的应急预案,及时 组织高效的应急救援,可极大地降低事故后果的严重 程度,在完全有准备的条件下,甚至可以将事故消灭 在发生的初始阶段,从而最大限度地减少人员的伤 亡,财产损失和环境破坏。本文就基于G I S的应急救 援流程及相关内容进行详细探讨。 1应急预案 应急预案是针对可能发生的重大事故 件或灾 害,为保证迅速、有序、有效地开展应急与救援行 动,降低事故损失而预先制定的有关计划或方案。应 急救援行动应在应急预案的指导下来完成。这里为更 好的指导应急救援,我们将应急预案分为文本化静态 预案与数字化动态预案。 1 . 1文本化静态预案 静态预案的信息来源于对众多典型案例处置过程 和处置经验的提取、分析、总结。预案库是一个提供 辅助决策的知识库,本身需要有自学习功能,能根据 领导、指挥人员的实战指挥经验对预案库的方案进行 补充更新,通过不断完善预案库的推理经验,使指挥 决策辅助系统逐步成为应急救援的专家系统。 通过对各种预案处置模式的分析,把静态预案文 本处理成以关键词为索引的固定文档结构,将原来的 纯文字描述性的预案文档处理成可查询、可增加、可 删除、可组合的具有计算机语义的数字化信息。可提 供用户对预案查询浏览、编辑、增加、删除等功能。 1 . 2数字化动态预案 救援指挥作战方案,是在事故发生的第一时间实 时生成的对事故救援起指导作用的计划书。在合理建 立静态预案库的基础上,根据案由等关键词,在类似 于决策支持系统 D S S经验公式的帮助下,自动从预 案库中抽取相关内容并进行组合,再加上事故现场反 馈的信息和系统对救援作出的决策支持分析信息形成 数字化动态预案。两预案比较见表1。 表1两预案比较表 数字化动态预案 灾害发生及发展科学规律 简单快捷 文字 G I S地图,形象直观,图形化 海量且可以任意调配 基于G I S的资源调配和作战图 可通过预案的训练进行考核 可任意扩充 文本化静态预案 依靠经验 繁琐冗长 纸质文本 少且固定 文字描述 无 困难 制定依据 查询功能 视觉效果 数据信息 部署方法 考核标准 扩充功能 2应急救援智能决策 在突发事件发生后的最初阶段能否采取迅速而有 效的应变行动,将决定整个状况能否被控制,损害是 否减轻。因此应急救援智能决策就是在最短的时间内 处理大量与灾害有关的城市空间信息数据和属性数 据,合理调配各种资源,组织应急补救,以减少灾害 的影响范围,整个救援流程图见图1。下面对救援过 程中的几个重要环节进行详细讨论。 2 . 1接警处警 负责对来自不同网络 如电话、手机、互联网、 车载G P S等和报警形式的报警信息,进行接警和处 警。当某一地点事发,系统能够根据报警人员的电话 号码或者其提供的事故地点关键词能够快速自动的定 位事故点。 根据定位的信息,确定其所属的管辖区域,并在 第一时间做到对所属管辖区域的救援力量 包括警力 1 1 9、警力1 1 0、警力1 2 0等进行处警。 2 . 2模拟事故及周围环境的分析 根据报警的相关信息 事故的类型,地点,风 向,风速等 ,调用模型库中的模型 假设为毒气的 泄露 ,预测毒气在一段时间内的扩散范围和浓度, 并反映在电子地图的各个图层上 图2 。在泄漏未得 到有效控制之前,要动态地了解毒气不同浓度的扩散 范围,并预测未来时段的毒气扩散情况。 在城市G I S中,毒气浓度分布的背景条件可以是所 有的图层界面。模拟结果给出各种危害性区域的同 时,利用G I S的叠置分析功能,分析在某一时刻的毒 气影响区域,或者在指定区域内的危险源,重点防护 目标,救援力量,避难场所,基本人员与基本单位的 数量与分布。 2 . 3救援指挥调度 1静态预案的调用。系统可以实时、方便地调 出针对事故的相关静态预案。它提供对事故的救援一 个总的指导方向,同时静态预案还包括针对此类事件 应该派遣的应急人员的数量、车辆类型和数量等信 息。从而形成一个粗略的作战需求。包括救援事故所 需的警力人员,消防车数量,医疗救援人员,避难场 所的数量,面积等。另外一种方法是根据事故的模 拟,周围环境的信息,以及接警人员获取的一系列的 信息,对事故救援所需的救援力量进行定性和定量的 综合估计,进而形成作战需求。 2救援力量调配。根据以上环境分析中得出的 各区域内或者是自定义的缓冲区域内的救援力量信 息,比较作战需求的信息进行合理的调配。对于不足 的救援力量进行扩大范围的调配,对于多余的救援力 量,选取最优。另外,以上获取的救援力量的信息为 原始数据库中的固定的信息,但是实际中的信息往往 与数据库中的信息有所出入,这样系统提供一个与用 户交互的界面,以救援部门提供的实时信息来进行信 息的调整。 3应急救援路径方案的形成。将应急救援的通 道分为3类 1紧急通道指定路宽2 0m以上的 主要联外道路,主要是为事故最紧急的救援力量和救 援运输准备 如警力1 2 0 ; 2消防通道以区域 内的路宽8m以上的道路,主要是针对消防的车辆和 救援; 3紧急避难通道以区域内路宽8m以下 的道路,主要是针对人员的疏散。 针对以上的信息,对事故区域内及其周围的交通 网络进行交通管制,封锁一些关键的交通路口。进而 对各种的救援力量进行最优路径的分析,形成到达事 故现场的最佳方案。根据气象和事故的现场信息对事 故区域进行人员疏散的模拟。从而快速生成应急救援 决策方案的专题图 交通管制图、各种救援力量的救 援路线图、人员疏散模拟图等 。图3为救援路线图及 其救援力量的相关信息显示。 地理空间信息2 0 0 7年1 0 6 各力量救援 物资配送 人员疏散 交通管制 警戒划区 现场监控 总结评审 信息反馈 接警 应急恢复 应急结束 警情判断 事态控制 事故发生 报警 扩大应急 申请增援 现场清理 解除警戒 应急救援 N Y N Y Y 图1救援流程图 图2毒气泄漏模拟图 图3救援路线示意图 收稿日期2 0 0 5 - 0 6 - 0 1 基于V i r t u o Z oI G S 数字测图的DE M的生成技术探讨 柏春岚 武汉大学 遥感信息工程学院,湖北 武汉4 3 0 0 7 9 摘要结合荆江河道区域的D E M生成过程,主要就基于V i r t u o Z oI G S数字测图生成D E M的技术进行了初步的探讨,找到 了一些提高D E M生成效率的新方法,新思路。 关键词数字测图;数字高程模型;匹配编辑;精度评价 R e s e a r c ho nMa k i n gD E M B a s e do nV i r t u o Z oI G S B A I C h u n l a n S c h o o l o f R e m o t e S e n s i n g a n dI n f o r m a t i o nE n g i n e e r i n g , Wu h a nU n i v e r s i t y , Wu h a n4 3 0 0 7 9,C h i n a A b s t r a c tB a s e do nt h e p r o c e d u r e o f m a k i n g J i n g j i a n g r i v e r s D E M , t h e p a p e r m a i n l y g i v e s s o m e t e c h n i q u e o f M a k i n g D E Mb y m e a n s o f V i r t u o Z o I G S , a n df i n d s n e ww a y s i nw h i c hD E Mc a nb e m a d e f a s t l y . K e yw o r d sd i g i t a l m a p p i n g;D E M;c o m p i l i n g a f t e r m a t c h i n g;p r e c i s i o ne v a l u a t i o n 全数字摄影测量系统软件V i r t u o Z o从1 9 7 8年1 2月 由王之卓先生提出的“全数字化自动测图系统研究方 案”到推出V i r t u o Z o N TV 3 . 6正式版,已有二十余载。 此软件自推出以来,应用户的需求,不断更新,已变 得更灵活,实用和综合化。具体表现在,用户可以根 据自己的作业要求,灵活选择其中的若干功能进行组 合,从而达到特定的作业目的。 笔者参与了利用V i r t u o Z o产生长江中下游地区 D E M数据的项目并以此为背景对一些技术进行总结 和探讨。 1项目简介 上荆江河道位于长江中下游,沿岸区域地势平 坦,视野开阔,河道水流平缓,间或出现存在稀疏房 屋的村落和大面积城区。其交互式三维可视化系统建 设的内业资料由长江水利委员会提供。我们的任务是 利用他们提供的1 ∶ 20 0 0的航射像片进行D E M数据模 型的生产。航摄工作是在盛夏完成的,所以,航片的 F e b .,2 0 0 7 V o l . 5,N o . 1 2 0 0 7年2月 第5卷第1期 中图分类号P 2 4 1 . 3 文献标识码B 文章编号1 6 7 2 - 4 6 2 32 0 0 70 1 - 0 1 0 7 - 0 4 地 理 空 间 信 息 G E O S P A T I A L I N F O R M A T I O N 2 . 4应急救援作战计划书的生成 救援作战计划书是事故救援行动的有效依据,它 以文字加专题图的形式以Wo r d格式输出。将应急救援 作战计划书按照固定的文档结构做成模板,这样有利 于计划书的标准化和格式化。其内容的来源为三方面 1在救援指挥调度中生成的各种专题图。 2模拟事故及周围环境分析中获取的一系列信 息。包括事故对象信息,周围危险源,重点防护目 标,救援力量,避难场所信息等。 3静态预案库。在建立结构合理的静态预案库 基础上,根据案由等关键词,按照作战计划书一定的 结构,自动从预案库进行检索抽取相关内容并进行组 合,从而生成图文并茂的应急救援作战计划书。 2 . 5监控反馈及应急恢复 事故得到控制后,应急救援行动结束,现场信息 通过监控设备反馈到指挥中心,同时进行现场清理, 解除警戒,事故调查等相关工作。 3系统实现 运用V B . N E T语言,A r c G I S 9的A O二次开发组件, 采用O r a c l e 9 i数据库,针对某城市的需求,进行了城 市公共安全应急系统平台的软件开发。在系统中实现 了以上所描述的应急救援智能决策的整个流程,运行 效果良好。这对目前各城市将要进行的城市公共安全 应急系统平台的开发建设具有参考和使用价值。 参考文献 [1]米红,杨帆,曾东海. G I S技术和数学模型在城市应 急系统中的应用 [J].测绘科学,2 0 0 5,3 01 6 9 ～ 7 2 [2]刘铁民,刘功智,陈胜.国家生产安全应急救援体系 分级响应和救援程序探讨 [J].中国安全科学学报, 2 0 0 31 2 5 ～ 8 [3]吴宗之,刘,茂.重大事故应急救援系统及预案导论 [M]. 北京冶金工业出版社,2 0 0 3 [4]程效军,徐文昌.公安应急指挥系统中关键技术的探讨 [J].同济大学学报,2 0 0 3,3 11 5 2 ～ 5 5 [5]钟凯文,黄建民.基于G I S / G S M的疾病防疫应急指挥决策 系统的设计与实现 [J].测绘科学,2 0 0 4,2 912 9 ～ 3 2 作者简介张斌,硕士,主要研究方向为G I S应用开发在公 共安全领域的应用,G P S气象学等。