基于GIS 技術的城市公共安全規劃研究

孫 明 張可可 單喆晗

(黑龍江科技大學建筑工程學院，黑龍江 哈爾濱 150022)

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基于GIS 技術的城市公共安全規劃研究

孫 明 張可可 單喆晗

(黑龍江科技大學建筑工程學院，黑龍江 哈爾濱 150022)

針對城市公共安全類型多、信息量大、數據量大等特點，引入了公共安全GIS的概念，利用計算機科學和安全科學手段，探索了公共安全GIS的構建方法,并依據GIS技術制定了一套安全事故的解決方案，結合GIS強大的地理空間技術和現有各種管理方法，最大程度的提高了城市公共安全水平。

城市公共安全，GIS技術，安全管理，應急救援

0 引言

隨著城市建設步伐的加快和城市化的快速發展，因人為因素、自然因素以及二者疊加造成的城市災害頻率和程度迅速增加，使得城市的可持續發展功能受到嚴重損害，城市公共安全面臨了空前的挑戰[1]。近年來，自然災害不斷增加，國際社會環境和恐怖主義事件也日趨增加，給城市社會的公共安全治安帶來了嚴重的挑戰。近兩年城市安全的主要問題包括：1)災害類型多樣。包括各類自然災害、事故災害、城市基礎設施破壞、警力威脅、應急救援能力措施等；2)信息覆蓋范圍廣。僅僅依靠傳統的數字文字數據和報表已不能及時反映城市公共安全問題的真實情況[2]。于是，GIS技術應運而生。

1 相關概念

1.1 城市公共安全

城市公共安全是指社會公眾的生命、健康、重大公私財產以及公共生產、生活的安全[3]，主要包括兩大類：自然災害和人為災害。其中自然災害指洪澇，火災，地震等，人為災害指：事故災難，公共衛生事件和社會治安，依照國家的法律規定將城市內各種類型的災害威脅程度控制在可控制的范圍之內，保證居民生活正常進行，如圖1所示。

1.2 GIS技術

地理信息系統(Geographic Information System)有時又稱為“地學信息系統”或“資源與環境信息系統”，GIS是一個處理、分析和顯示數據的空間信息系統，其核心是利用計算機軟件來處理地理信息。該技術是20世紀60年代在計算機技術迅速發展下的一項地理學研究技術，它是測繪學、地圖學、計算機科學等多種學科交叉的產物。

1.3 公共安全GIS

公共安全GIS就是將GIS技術應用于城市公共安全領域，GIS技術具有管理和分析多源空間數據的能力。而風險辨識涉及到各方面因素，因此GIS強大的空間分析功能可以為其提供支持。如通過GIS的緩沖區分析功能，可以識別出明顯或潛在的重大危險源和重點防護目標等信息，再結合街道、居民點、管線等其他的地圖數據信息，利用疊加統計、空間關聯分析的強大功能，開展風險分析和評估。

2 公共安全GIS 研究概況

GIS技術在公共安全領域方面的應用已有很長的歷史。1995年美國洛杉磯地區發生了特大地震災害，利用GIS技術建立抗震防震減災系統[4]。芝加哥市的911緊急救助系統已滲透到該市區的方方面面。在公共衛生安全領域,美國率先利用GIS對賓夕法尼亞州1996年—1998年發生的H7N2亞型禽流感進行了空間分析與研究,在“九五”期間,我國開展了城市防災減災能力評估、地震損失評估研究,分別在泉州、廈門等地區建立了抗震防震減災信息系統[5]。在洪澇災害監測評估方面,分別建立了汕頭市洪澇災害分析、評估分析和決策綜合分析系統[6]、上海防汛GIS系統和水利水電遙感技術中心建立了洪澇災害監測評估系統[7]等等。隨著城市化進程的加快,城市應急救援系統的建設已成為城市發展的焦點。

3 公共安全GIS的基本功能

3.1 公共安全應急救援智能決策功能

在接收到突發公共事件信息時，通過GIS可以進行突發公共事件定位、按比例尺查詢顯示事發地周邊環境信息，進行地圖標繪。采取救援行動，減少人員傷亡和財產損失。通過GIS的空間查詢、空間數據編輯、區域統計等功能，可以對監控點、各類應急資源進行查詢檢索和維護管理，保證監測監控的有效性和現勢性，及時更新應急資源信息。

3.2 GIS公共安全模擬分析

GIS的數值模擬分析是在GIS的決策支持系統下完成的，通過三維可視化技術，將空間數據符號化展示，利用三維地形模型、空間對象模型等進行展示[8]。在風險表達中，可以綜合使用GIS的可視化技術和圖表功能，將風險隱患辨識、分析和評估的結果制作為二、三維專題圖的形式。最后，通過分析各類典型的事故災害模型，得出模擬分析結果，為事故災難應急救援部門提供決策性的支持。

4 構建基于GIS技術的城市公共安全體系

4.1 系統結構

公共安全GIS技術涉及到城市安全的各個方面，按照其功能特點劃分可以分為以下幾種功能：災難預測、應急救援、損失估算、事故模擬等。這里僅選擇其中比較重要的幾個風險功能進行闡述，分別是：風險預測、應急預案編制、應急救援決策。

4.2 風險預測和編制預案

通過GIS，可以在地圖上標出明顯的或潛在的風險源，并對其進行分類整理。通過GIS的空間分析功能，應急管理部門可以根據GIS提供的各種空間信息進行各種決策分析，進而有根據的編制公共安全規劃預案。如：確定救災需求量與合理分布，制定合適的應急救援預案等。這樣可以在災難發生采取保護措施，合理分布救災物資，防止和減輕突發事件造成的后果。

4.3 GIS公共安全應急處理

在接收到突發公共事件信息時，通過GIS可以進行突發公共事件定位、按比例尺查詢顯示事發地周邊環境信息，進行地圖標繪，制作事件接報專題圖,具體步驟如圖2所示。

4.3.1 接到警報電話進行處理警報

當某一地點發生了事故災難，GIS技術可以依據報警電話的地理位置確定事故發生地。然后按比例尺查詢顯示事發地周邊環境信息，再調集區域的救援力量，如警力110，120等[9]進行救援。

4.3.2 組織應急救援

遙感和GPS作為GIS的重要數據源，結合GIS的數據收集、處理和管理的能力，可以獲取各種監測監控數據。通過GIS的空間查詢、空間數據編輯、區域統計等功能，可以對監控點、各類應急資源進行查詢檢索和維護管理，保證監測監控的有效性和現勢性，全面掌控資源狀態，及時更新應急資源信息，組織各方力量進行救援。

4.3.3 災后恢復

在災后恢復時，可以通過電子設備持定位毀壞的基礎設施，確定損失物品的類型和數量；通過GIS對周邊的環境進行分析，為受災群眾發放足夠多的救災物資，通過GIS各項專業系統對基礎設施(道路、管道、通信等)進行設計規劃，以保證達到正常或最好的水平。

4.3.4 數據錄入

使用GIS技術將事發地的實際狀況輸入數據庫，對發生的事故進行總結歸納，為以后的事故尋找最優化的救援方法。

5 結語

城市公共安全問題是關系到人們生命安全和財產安全的大問題。基于GIS技術的空間數據直觀的表現形式和強大的空間分析功能,能夠在不斷進步的社會科技基礎上為公共安全體系提供強大的技術支撐,本文針對功能強大的GIS技術系統在城市公共安全方面進行了探討，并構建公共安全GIS體系，以期望減少重大安全事故的發生。

[1] 何圣毅.試論中國城市公共安全問題[J].重慶行政,2008,2(26):63-64.

[2] 蘭貴興.城市公共安全管理的戰略思考[J].中國公共安全(學術版),2008(12):14-17.

[3] 牛曉霞,朱 坦.城市公共安全規劃模式的研究[J].中國安全科學學報,2003,13(10):1-3.

[4] 李蘇東,司少先,張先為.城市應急管理系統功能與GIS功能應用[J].城市管理技術,2008,5(58):58-59.

[5] 徐志勝,馮 凱,徐 亮.基于GIS的城市公共安全應急決策支持系統的研究[J].安全與環境學報,2004,4(6):82-85.

[6] 劉玉軒.基于GIS的贛州市城市公共安全管理信息系統的研究[D].贛州:江西理工大學碩士學位論文,2010.

[7] 謝旭陽,鄧云峰,劉鐵民.基于GIS的城市安全監察管理與重大事故應急決策支持系統[A].城市公共安全與應急體系高層論壇論文集[C].北京:中國土木工程學會,2005:135-142.

[8] 李紀人.GIS在洪澇災害監測評估中的應用[J].地理信息世界,2010,3(3):26-29.

[9] 王天陽,李鳳全.在環境地學研究中應用GIS急需解決的問題分析[J].重慶環境科學,2003(10):21-22.

On urban public safety planning based on GIS technique

Sun Ming Zhang Keke Shan Zhehan

(SchoolofArchitecturalEngineering,HeilongjiangUniversityofScienceandTechnology,Harbin150022,China)

According to the features of the urban public safety with various types, large information and numerous data, the paper introduces the concept of the public safety GIS, adopts the computer and science safety, explores the GIS establishment for the public safety, and makes the solutions to various accidents based on GIS technique, so as to improve the urban public safety maximally by combining with the GIS advanced geological space technique and current management methods.

urban public safety, GIS technique, safety management, emergency assistance

1009-6825(2016)31-0012-03

2016-08-27

孫 明(1974- )，男，博士后，碩士生導師，副教授，注冊規劃師； 張可可(1991- )，女，在讀碩士； 單喆晗(1993- )，男，在讀碩士

TU984

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