城市應急公共設施的布設研究
——以廣州市為例

劉健冬

(廣州市增城區國土資源測繪院，廣東 增城 511300)

城市應急公共設施的布設研究
——以廣州市為例

劉健冬*

(廣州市增城區國土資源測繪院，廣東 增城 511300)

城市應急能力主要體現在應急信息管理系統和應急公共服務設施體系，而后者又是最主要的方面，表現為設施布局是否科學。但我國對城市應急管理方面的研究尚處于起步階段。同時，近幾年各種公共突發事件不斷涌現，形式之復雜，損害之慘重，對城市的應急能力的考驗日益嚴重。因此，加強對應急設施選址的研究，重視運用GIS空間分析功能獨特的作用，為應急設施的選址提供技術支持尤為重要。本文以廣州為例，運用ArcGIS的空間分析功能演示避難場所的選址。結果表明：GIS，特別是空間分析功能在應急避難場所設施選址上比傳統的選址模型具備更精確、更高效和更便捷的優點；GIS的空間分析功能的適用范圍很廣，該選址過程可以適用于廣州市的其他應急設施的布設。關鍵詞：公共突發事件；應急設施；選址；GIS空間分析功能

1 引 言

近幾年來，各種公共突發事件層出不窮，給社會帶來了巨大損失。從世界來看，2007年的秘魯8級特大地震到2011年的日本地震引發的海嘯和核泄漏事件；就我國來說，2003年的“非典”、2008年南方諸省的雨雪冰凍災害、拉薩打砸事件、汶川特大地震到上海特大火災再到2012年北京暴雨水災等各種各樣的突發事件，給人民群眾的人身財產安全帶來了巨大的損失。城市應急管理已經在全球內引起廣泛的關注，特別是設施區位論學者的重點研究課題[1]。

城市應急管理主要體現在應急信息管理系統落后和應急公共服務設施體系，而后者又是最主要的方面，表現為設施布局是否科學。現代城市的應急設施，按設施的性質可分為三類，緊急性應急服務設施(該類設施比較常見的有醫院、消防站、派出所等)、應急避難設施(應急避難設施廣義上指不具有時效性的設施，屬于非緊急性設施，一般帶有普及性和生活化的屬性)和戰略資源儲備設施(能保障及時供應應急救援需要的物資，通過生產儲備、調撥和配送等程序達到上述目的)，本文主要研究的是第二種，即應急避難設施。

國內的城市應急設施的選址問題研究注重理論方面，多數理論都是在p-中值問題、p-中心問題和覆蓋問題這三個經典的理論基礎上發展而來，但幾個經典的模型都是靜態的和確定性的，選址結果并不是很精確。隨著地理信息系統在我國的發展，GIS在應急設施的選址的運用這近幾年成為研究的熱點，這得益于GIS中的空間分析功能的獨特作用，令GIS相比一般的模型在選址上更加精確和科學。不過，在突發事件應急設施選址方面GIS研究的進展比較緩慢，研究的范圍也比較單一，技術支持力度還不夠，實際上運用的成效不是很理想。

本文以廣州為例，運用ArcGIS的空間分析功能演示避難場所的選址。先對土地利用圖進行選擇，建立城鎮中心點、交通設施 500 m范圍的緩沖區，對高程，坡度進行分類選擇，疊加得出符合避難場所選址條件的區域，最后用人口密度圖檢驗避難場所選址的科學性，得出最終選址點。

2 現代城市社會突發公共事件的概況

2007年11月1日開始實行的《中華人民共和國突發事件應對法》中關于突發事件的定義是：突然發生，造成或者可能造成嚴重社會危害，需要采取應急處置措施予以應對的自然災害、事故災難、公共衛生事件和社會安全事件。突發性公共事件根據上述定義可以分為四類：一是自然災害；二是事故災難；三是公共衛生事件；四是社會安全事件。按照社會危害程度、影響范圍等因素，將自然災害、事故災難、公共衛生事件等分為特別重大、重大、較大和一般四級[2]。一般來說，突發公共事件具有復雜性和多樣性、突發性、不確定性和災難性這四個特點。

我國是世界上幾個災害最嚴重的國家之一，超過70%的人口以及80%以上的城市面臨或者正承受著多種災害的威脅。災害帶來的影響要遠大于發達的國家。較近的2003年，我國生產事故損失2.5×1011元、公共衛生突發事件的損失5×1010元、各種自然災害損失1.5×1011元、交通事故損失2×1011元，總計高達6.5×1011元，占我國GDP的6%之多。2004年，全國發生超過5×104起突發事件，造成數十萬甚至上百萬的傷亡，直接經濟損失相對2003年減少30%。

我國未來的突發公共事件的發展趨勢如下：自然災害的發生頻率高，危害更大，這是由于社會經濟發展對自然資源更加沉重的壓力造成的[3]。而災區的分布明顯呈區域差異性態勢；這些災害造成的損失和破壞性更加嚴重。在人為因素的突發事件中，現代設施和技術帶來污染和災害；在城市使用高新能源材料日益增加的情況下將出現新隱患，如核泄漏事故和燃氣以及電器等引發的火災和電擊將呈現大規模爆發之勢[3]。

而我國現有城市應急設施的選址模型主要有中心模型、中值模型、集合覆蓋模型、最大覆蓋模型和綜合AHP和目標規劃方法的應急系統選址規劃模型。這五種傳統的選址模型都是以確定和靜止為前提建成的。但事實上很多選址問題是動態的和隨機的，都要求模型具有多功能、多目標和多層次的意義并且起到輔助決策作用。而GIS這個軟件在選址問題上，比起傳統的選址更加精確和科學，再者更加省時和減少人財物力，操作也更加方便。

3 基于ArcGIS的空間分析功能避難場所選址的實現

3.1 避難所選址的原則與數據

GIS作為一種技術手段，是對地理實體數據進行操作的平臺。在實際運用中不是簡單地對數據進行各種操作，而是在考慮各種因素之后，根據目的來完成。如選址問題，就要考慮其需要遵循的相關經濟學等理論原則，然后才對數據進行有目的的操作。原則則直接與設施的區位有關[4]。

避難所選址主要依據有：適合的場地包括綠色空間(公園、各類綠地等)、廣場空間(包括商業廣場)、體育場館、親水空間(各水體及周圍綠帶)[5]；距離(一般的情況是步行在 10 min以內)；容量(容納人數根據規模等而定)、配套設施(水電氣和醫療設施)和避難道路(路寬大于 7 m)[6]等5個方面。應急服務設施一旦建立就將長期使用，因此要正確選擇布局的地理位置[7]。3.2 避難所選址的數據準備

對應選址的依據，需要涉及以下幾種數據：場所圖層(綠地、廣場、學校等)、交通道路圖、配套設施圖(供水、供電和醫院等)和居民點圖(含人口密度)。其中，場所圖層是對遙感衛星影像分類獲得；交通圖層是根據天地圖進行數字化取得，配套設施是從水利水電衛生等部門獲取；居民點數據是整合廣州市統計年鑒和行政區域得到。

3.3 選址技術線路和數據處理流程

本論文的選址技術線路為上流程，該流程是操作步驟的簡單表達，矩形代表數據，箭頭表示操作和算法。本文首先收集了土地利用數據、高程數據、交通設施數據和人口密度數據并輸入到GIS數據庫中，其次選擇合適的土地利用類型，從高程數據中得出坡度數據并進行分類得出合適的高度和坡度，對交通設施進行緩沖分析，同時把以上處理后的數據進行疊置分析，得出選址區域，最后用人口密度數據對這些區域進行檢驗，得出科學的避難場所。

圖1 數據操作流程圖

3.4 選址步驟及實現

首先我們對廣州土地利用圖進行操作，選出符合地質條件的用地類型。按照選址原則得到如圖2右圖所示。

因為避難場所等應急設施適合布局在地勢平坦的地方，雖然上面已經找出適合建設施的區域，但是還不知道其地勢情況，因此我們要弄清楚廣州市的地形高程圖，先進行分類，然后從中選取出高度低于 50 m的區域的一類，得到高度小于 50 m的區域圖之后，要在這個區域內找出坡度低于15°的范圍，用地形高程圖生成坡度圖，將其進行分類，然后選出小于15°的一類，如圖3所示。

圖2 廣州土地利用及符合地質條件的土地利用圖

圖3廣州地形高程，高度小于50 m及坡度小于15°

其次是對交通設施的選取，本次試驗選取主要干道，即是省道、公交線路、地鐵。要求避難所到道路的最遠距離不宜超過 500 m，所以要對這個范圍進行緩沖。同時，避難場所應該接近城鎮中心，因為那里的人口密度很高，一般兩者的距離也是不宜超過 500 m得到圖4：

最后，需要將幾個經過處理的圖層進行疊合，得出的就是符合避難場所選址條件的區域。上述得出的區域是初步符合選址的，在這些區域內發現有些用地類型，打開其屬性表，可以看到是若干教育基地。它們分別是：廣州市科學技術局、廣州市第三十四中學、金鷹中學、海珠區職工中學、廣州市第十五中學、廣州市第五中學、廣東藥學院、廣州市第十中學、培正中學。如圖5右圖所示。

避難場所等應急設施一經選定就具有長期性，因此應該盡可能地發揮其作用，而起作用則是需要通過對人服務進行體現。確定上述若干地點后，需要勘察其是否位于人口高密度區域，顏色深的代表人口密度小，顏色淺的代表人口密度高。將上述的結果放到人口密度圖，得到圖6中圖：按優中選優的原則，進一步操作之后，得到圖6右圖。

從圖6可知，綠色圓點就是選址的最后結果。它們分別是廣州市科學技術局、廣州市第三十四中學、金鷹中學、海珠區職工中學、廣州市第十五中學、廣州市第五中學、廣東藥學院。鑒于廣州市大型的固定避難所有一個位于海珠區曉港公園，而且本文研究結果產生的地點均在海珠區境內，這就證明了運用GIS進行應急避難場所選址具有科學性與精確性，且GIS選址工作流程相比傳統的模型能更方便快捷得出選址地點，節省了人財物力。最終選址的若干地點大部分是教育基地，建議可作為小型應急避難場所為海珠區大型的固定避難場所外的重要補充。

圖4 交通設施，城鎮中心緩沖圖

圖5 選址區域圖&選址區域教育機構分布圖

圖6 最終選址圖

4 結 論

本文通過利用GIS的空間分析功能來實現應急避難場所設施的選址布設研究，得出以下結論：

(1)GIS，特別是空間分析功能在應急避難場所設施選址上比傳統的選址模型具備更精確、更高效和更便捷的優點，表現在省時省物力和人力。

(2)傳統的選址模型一般都注重理論層面的研究，實踐的效果與實際設想有差距。而且模型都是在靜態的情況下，GIS則可很好地彌補這種不足。

(3)GIS的空間分析功能的適用范圍很廣，該選址過程可以適用于廣州市的其他應急設施的布設。

(4)本文下一步將全面考慮影響選址布局的因子并對選址結果進一步深入分析。

[1] 王錚，廖悲雨，隋文娟. 層次型應急設施布局模型及其應用[J]. 中國科學管理，2011，19(6)：88～91.

[2] 楊曉華. 論突發公共事件的特點及應對機制[J]. 西南農業大學學報·社會科學版，2012，1(7)：75～77.

[3] 何錚. 基于GIS的城市突發公共事件風險評估應急管理平臺研究[D]. 上海：華東師范大學，2009.

[4] 初建宇，蘇幼坡. 城市地震避難疏散場所的規劃原則與要求[J]. 世界地震工程，2006，22(4)：80～83.

[5] 曹明，初建宇，劉喜暖. 基于GIS的城市應急避難疏散空間分布[J]. 河北聯合大學學報·自然科學版，2012，34(2)：84～88.

[6] 陳志宗，尤建新. 重大突發事件應急救援設施選址的多目標決策模型[J]. 管理科學，2006，19(4)：10～14.

[7] 魏汝營，陳建宏，楊立兵. 突發事件應急救援設施選址決策模型[J]. 工業安全與環保，2009，35(2)：50～52.

Research on the Urban Emergency Facilities Layout ——Taking Guangzhou City as an Example

Liu Jiandong

(Surveying and Mapping Institute of Land and Resources in Zengcheng of Guangzhou，Zengcheng 511300，China)

Urban emergency capacity is mainly reflected in the emergency information management system and emergency public service facilities，and the latter is the most important aspect，the performance of the facility layout is scientific. But the research on urban emergency management in our country is still in the initial stage. At the same time，in recent years，all kinds of public emergencies continue to emerge，the form of complex，damage to the city，the city's emergency response to the increasingly serious. Therefore，it is very important to strengthen the research of emergency facility location，pay attention to the unique role of GIS spatial analysis function，and to provide technical support for emergency facilities location. Taking Guangzhou as an example，this paper demonstrates the location of refuge sites by using the spatial analysis function of ArcGIS. The results showed that GIS，especially the function of spatial analysis in the location of emergency shelter facilities than the traditional location model with more accurate and more efficient and convenient advantages； the GIS spatial analysis function scope is very wide，the selection process can be applied to the city of Guangzhou the emergency facilities layout.

public emergency； facilities；site selection；GIS spatial analysis

1672-8262(2017)02-41-05

P208.2

B

2016—10—24

劉健冬(1981—)，男，工程師，主要從事測繪工程、3S應用、數據建庫等工作