基于GIS 技术的城市公共安全规划研究

孙 明 张可可 单喆晗

(黑龙江科技大学建筑工程学院，黑龙江 哈尔滨 150022)



基于GIS 技术的城市公共安全规划研究

孙 明 张可可 单喆晗

(黑龙江科技大学建筑工程学院，黑龙江 哈尔滨 150022)

针对城市公共安全类型多、信息量大、数据量大等特点，引入了公共安全GIS的概念，利用计算机科学和安全科学手段，探索了公共安全GIS的构建方法,并依据GIS技术制定了一套安全事故的解决方案，结合GIS强大的地理空间技术和现有各种管理方法，最大程度的提高了城市公共安全水平。

城市公共安全，GIS技术，安全管理，应急救援

0 引言

随着城市建设步伐的加快和城市化的快速发展，因人为因素、自然因素以及二者叠加造成的城市灾害频率和程度迅速增加，使得城市的可持续发展功能受到严重损害，城市公共安全面临了空前的挑战[1]。近年来，自然灾害不断增加，国际社会环境和恐怖主义事件也日趋增加，给城市社会的公共安全治安带来了严重的挑战。近两年城市安全的主要问题包括：1)灾害类型多样。包括各类自然灾害、事故灾害、城市基础设施破坏、警力威胁、应急救援能力措施等；2)信息覆盖范围广。仅仅依靠传统的数字文字数据和报表已不能及时反映城市公共安全问题的真实情况[2]。于是，GIS技术应运而生。

1 相关概念

1.1 城市公共安全

城市公共安全是指社会公众的生命、健康、重大公私财产以及公共生产、生活的安全[3]，主要包括两大类：自然灾害和人为灾害。其中自然灾害指洪涝，火灾，地震等，人为灾害指：事故灾难，公共卫生事件和社会治安，依照国家的法律规定将城市内各种类型的灾害威胁程度控制在可控制的范围之内，保证居民生活正常进行，如图1所示。

1.2 GIS技术

地理信息系统(Geographic Information System)有时又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”，GIS是一个处理、分析和显示数据的空间信息系统，其核心是利用计算机软件来处理地理信息。该技术是20世纪60年代在计算机技术迅速发展下的一项地理学研究技术，它是测绘学、地图学、计算机科学等多种学科交叉的产物。

1.3 公共安全GIS

公共安全GIS就是将GIS技术应用于城市公共安全领域，GIS技术具有管理和分析多源空间数据的能力。而风险辨识涉及到各方面因素，因此GIS强大的空间分析功能可以为其提供支持。如通过GIS的缓冲区分析功能，可以识别出明显或潜在的重大危险源和重点防护目标等信息，再结合街道、居民点、管线等其他的地图数据信息，利用叠加统计、空间关联分析的强大功能，开展风险分析和评估。

2 公共安全GIS 研究概况

GIS技术在公共安全领域方面的应用已有很长的历史。1995年美国洛杉矶地区发生了特大地震灾害，利用GIS技术建立抗震防震减灾系统[4]。芝加哥市的911紧急救助系统已渗透到该市区的方方面面。在公共卫生安全领域,美国率先利用GIS对宾夕法尼亚州1996年—1998年发生的H7N2亚型禽流感进行了空间分析与研究,在“九五”期间,我国开展了城市防灾减灾能力评估、地震损失评估研究,分别在泉州、厦门等地区建立了抗震防震减灾信息系统[5]。在洪涝灾害监测评估方面,分别建立了汕头市洪涝灾害分析、评估分析和决策综合分析系统[6]、上海防汛GIS系统和水利水电遥感技术中心建立了洪涝灾害监测评估系统[7]等等。随着城市化进程的加快,城市应急救援系统的建设已成为城市发展的焦点。

3 公共安全GIS的基本功能

3.1 公共安全应急救援智能决策功能

在接收到突发公共事件信息时，通过GIS可以进行突发公共事件定位、按比例尺查询显示事发地周边环境信息，进行地图标绘。采取救援行动，减少人员伤亡和财产损失。通过GIS的空间查询、空间数据编辑、区域统计等功能，可以对监控点、各类应急资源进行查询检索和维护管理，保证监测监控的有效性和现势性，及时更新应急资源信息。

3.2 GIS公共安全模拟分析

GIS的数值模拟分析是在GIS的决策支持系统下完成的，通过三维可视化技术，将空间数据符号化展示，利用三维地形模型、空间对象模型等进行展示[8]。在风险表达中，可以综合使用GIS的可视化技术和图表功能，将风险隐患辨识、分析和评估的结果制作为二、三维专题图的形式。最后，通过分析各类典型的事故灾害模型，得出模拟分析结果，为事故灾难应急救援部门提供决策性的支持。

4 构建基于GIS技术的城市公共安全体系

4.1 系统结构

公共安全GIS技术涉及到城市安全的各个方面，按照其功能特点划分可以分为以下几种功能：灾难预测、应急救援、损失估算、事故模拟等。这里仅选择其中比较重要的几个风险功能进行阐述，分别是：风险预测、应急预案编制、应急救援决策。

4.2 风险预测和编制预案

通过GIS，可以在地图上标出明显的或潜在的风险源，并对其进行分类整理。通过GIS的空间分析功能，应急管理部门可以根据GIS提供的各种空间信息进行各种决策分析，进而有根据的编制公共安全规划预案。如：确定救灾需求量与合理分布，制定合适的应急救援预案等。这样可以在灾难发生采取保护措施，合理分布救灾物资，防止和减轻突发事件造成的后果。

4.3 GIS公共安全应急处理

在接收到突发公共事件信息时，通过GIS可以进行突发公共事件定位、按比例尺查询显示事发地周边环境信息，进行地图标绘，制作事件接报专题图,具体步骤如图2所示。

4.3.1 接到警报电话进行处理警报

当某一地点发生了事故灾难，GIS技术可以依据报警电话的地理位置确定事故发生地。然后按比例尺查询显示事发地周边环境信息，再调集区域的救援力量，如警力110，120等[9]进行救援。

4.3.2 组织应急救援

遥感和GPS作为GIS的重要数据源，结合GIS的数据收集、处理和管理的能力，可以获取各种监测监控数据。通过GIS的空间查询、空间数据编辑、区域统计等功能，可以对监控点、各类应急资源进行查询检索和维护管理，保证监测监控的有效性和现势性，全面掌控资源状态，及时更新应急资源信息，组织各方力量进行救援。

4.3.3 灾后恢复

在灾后恢复时，可以通过电子设备持定位毁坏的基础设施，确定损失物品的类型和数量；通过GIS对周边的环境进行分析，为受灾群众发放足够多的救灾物资，通过GIS各项专业系统对基础设施(道路、管道、通信等)进行设计规划，以保证达到正常或最好的水平。

4.3.4 数据录入

使用GIS技术将事发地的实际状况输入数据库，对发生的事故进行总结归纳，为以后的事故寻找最优化的救援方法。

5 结语

城市公共安全问题是关系到人们生命安全和财产安全的大问题。基于GIS技术的空间数据直观的表现形式和强大的空间分析功能,能够在不断进步的社会科技基础上为公共安全体系提供强大的技术支撑,本文针对功能强大的GIS技术系统在城市公共安全方面进行了探讨，并构建公共安全GIS体系，以期望减少重大安全事故的发生。

[1] 何圣毅.试论中国城市公共安全问题[J].重庆行政,2008,2(26):63-64.

[2] 兰贵兴.城市公共安全管理的战略思考[J].中国公共安全(学术版),2008(12):14-17.

[3] 牛晓霞,朱 坦.城市公共安全规划模式的研究[J].中国安全科学学报,2003,13(10):1-3.

[4] 李苏东,司少先,张先为.城市应急管理系统功能与GIS功能应用[J].城市管理技术,2008,5(58):58-59.

[5] 徐志胜,冯 凯,徐 亮.基于GIS的城市公共安全应急决策支持系统的研究[J].安全与环境学报,2004,4(6):82-85.

[6] 刘玉轩.基于GIS的赣州市城市公共安全管理信息系统的研究[D].赣州:江西理工大学硕士学位论文,2010.

[7] 谢旭阳,邓云峰,刘铁民.基于GIS的城市安全监察管理与重大事故应急决策支持系统[A].城市公共安全与应急体系高层论坛论文集[C].北京:中国土木工程学会,2005:135-142.

[8] 李纪人.GIS在洪涝灾害监测评估中的应用[J].地理信息世界,2010,3(3):26-29.

[9] 王天阳,李凤全.在环境地学研究中应用GIS急需解决的问题分析[J].重庆环境科学,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

孙 明(1974- )，男，博士后，硕士生导师，副教授，注册规划师； 张可可(1991- )，女，在读硕士； 单喆晗(1993- )，男，在读硕士

TU984

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