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GIS技术在消防通信指挥系统中的应用

1、前言 由于社会经济的高速增长,城市建设的种类和数量在不断增加,人口居住得越来越密集,各种燃烧物的种类与性质日趋复杂,建筑结构、道路布局、水源分布等要素中的不定因素大大增多,这些都给消防部队灭火救援活动增加了难度。现代消防通信指...

作者:未知来源:中国地理信息网|2009年01月13日

    1、前言

    由于社会经济的高速增长,城市建设的种类和数量在不断增加,人口居住得越来越密集,各种燃烧物的种类与性质日趋复杂,建筑结构、道路布局、水源分布等要素中的不定因素大大增多,这些都给消防部队灭火救援活动增加了难度。现代消防通信指挥系统则是基于(GIS、GPS)以及手机移动定位等技术,根据城市当日灾害事故形势和应急救援需求以及现场动态,实施总体指挥和控制,以协调有限的消防力量和本地其他救灾力量,或争取和协调异地消防资源和力量的增援,防止人为扩大灾害事故的社会经济影响。

    2、GIS技术简介

    随着计算机技术和信息系统技术的不断发展和成熟,1963年,加拿大测量学家将这两种技术综合应用于地理科学,首先提出“地理信息系统”(GIS)这一术语。GIS技术是以地理空间数据库为基础,在计算机软硬件技术的支持下,用于对地理空间数据的获取、存储、管理、传输、检索、分析和显示,以提供对空间对象进行决策和研究的人——机系统。在这种方法原理的引导下,加拿大测量学家建立了世界上第一个实用的地理信息系统“加拿大地理信息系统”。由于GIS技术的显著成效和良好的发展前景,在1998年,时任美国副总统的戈尔提出了“数字地球”这一新概念,更掀起了应用研究的新高潮。

    我国自20世纪70年代中后期开展地理信息的研究与应用工作以来,GIS技术已几乎渗透到国民经济的各个部门,影响和改变着我们的生产、生活和工作方式。目前GIS已经在地形图与专题制图、城市规划与市政工程、土地利用与规划、资源环境评价、地震灾害预测研究、生物资源保护与利用等诸多领域得到了广泛的应用。据世界发展银行的初步估算,目前全球与地理信息系统相关的产业值超过100亿美元,我国的相关产业也发展迅猛,估计已超过3000万美元。

    3、当前消防通信指挥面临的问题

    长期以来,在火场上的指挥员主要靠经验和直觉指挥部队实施抢险救援活动,火场指挥往往具有很大的盲目性,缺少临场指挥的科技依据,因此灭火救援的成功率和效率较低。为了把人员伤亡和火灾损失控制在最小程度,这就要求消防部队具有高效的指挥系统和科学的决策系统。最近,我国大部分省市的消防指挥中心都引进了GIS电子地理信息系统和GPS卫星定位系统,并在此基础上建立符合本地情况的消防通信指挥辅助决策系统,取得了一定的实际应用效果。已经正式投入使用且成果显著的系统如公安部消防局组织开发的“基于GIS化学事故处置辅助决策系统”,上海消防总队、南京消防支队、成都消防支队等都建立的“119消防力量调集辅助决策系统”。

    不过,基于GIS技术的消防指挥调度系统大多具有技术先进、功能多、系统大、十分昂贵等特点,对于遍布全国各地的许多区县级消防部队来说,他们人员紧张、消防资金有限、火灾起数较小且火灾数据量相对不大,如果也应用上述的大系统,会造成很大的浪费,不符合地方建设和部队发展的需要。因此如何兼顾通信指挥系统功能的完善性和前瞻性,又做到最大限度地节省财力、物力和人力,是当前消防指挥系统中存在的重要问题之一。

    4、基于GIS技术的新型通信指挥系统

    基于GIS技术构建消防通信指挥系统,首要因素是具备消防电子地图。我国大部分城市的消防指挥中心都购买了城市电子地图,但这些地图并不包括或包括很少消防信息,因此,必须按照消防通信指挥的要求对地图重新组织和不断修订,才能为灭火救援所用。目前普遍采用世界标准信息可视化系统MapInfo技术作为GIS系统平台,并结合MapBasic、OLE自动化和MapX等开发GIS应用系统。

    Mapinfo是美国Mapinfo公司1986年推出的桌面地图信息系统,至今已从最初的MapinfoforDos1.0发展到了MapinfoProfessional6.0。

    Mapinfo产品定位在桌面地图信息系统上,与Arc/Info等大型GIS系统相比,因Mapinfo图元数据不含拓扑结构,它的制图及空间分析能力相对较弱,但对大众化的PC桌面数据可视及信息地图化应用来说,Mapinfo易学易用,价位较低,是一个优选GIS产品。Mapinfo提供了自己的二次开发平台,用户可以在平台上开发各自的GIS应用。二次开发方法归结起来有三种,它们是基于MapBasic的开发、基于OLE自动化的开发及利用MapX控件的开发。

    在制作消防地图时,可以在MapInfo环境下直接标绘所需要的信息,绘制的地图信息,可以将每一种信息直接转换成一个MapInfo表,以便修改更新。GIS常用的地图数据结构主要有两种:栅格数据结构和矢量数据结构。在栅格数据结构中,地理实体使用网格单元的行和列作为位置标识符,常用于描述面状分布的地理要素;在矢量数据结构中,地理实体用一系列X、Y坐标作为位置标识符,常用于描述线状分布的地理要素。

    为使消防指挥员可以更方便的在电子地图上了解一些专题情况,如市区的建筑位置、道路布局、消防水源(消火栓)的分布情况等,可以利用MapX控件制作专门的消防专题地图。与传统GIS专业性开发环境相比,像MapX这类组件式GIS系统具有小巧灵活、开发简捷、价格便宜等特点,而且以后会越来越大众化。用MapX开发的GIS系统运行速度快,但MapX并没能实现所有的Mapinfo功能(据称95%以上),使用过程中也发现其存在生成或编辑地图能力及地理分析能力不足等缺陷。

    为帮助消防指挥员建立灭火救援计算机辅助决策系统,必须建立储存、管理各种基础数据的数据库系统,oracle数据库是满足大型工程要求的数据库系统,并且可以与MapInfo系统方便的链接。针对小型系统可以采用微软的Access数据库更为方便。

    在力量调集模型中,消防中队和消防车在奔赴灾害现场的过程中是动态的,其位置是随时间变化的函数,为使消防指挥员随时掌握消防力量状态,地图中表示消防力量的图元需要不断更新。在基于GIS的灭火救援辅助决策系统中,可以利用VC++或VB等面向对象语言,调用MapX控件的动态(Animation)图层功能,最初将AnimationLayer设置为null。向Layer对象分派属性以使图层成为动态图层,当消防车在行驶过程中,通过GPS卫星定位技术,将消防车的动态坐标不断传输到系统接受装置,系统根据消防车的位置,如果将表示消防车的图元储存在动态图层而不是常规图层,地图对经常改变的地方,将更快的重新绘制。

    5、结论

    新型消防通信指挥系统是建立在GIS技术的基础上,综合了多种学科和现代科技成果,相互的关联关系错综复杂。要确保系统流畅运行,还得进一步增强GIS技术的实用性,建立并完备系统的智能化模式结构、基础数据库、操作平台和应用软件等内容。为提高我国公安消防部队应对各种突发性灾害事件的能力,减少社会承受的灾害损失,大力建设合理科学的新型消防通信指挥系统,对于从理论体系、应用价值以及发展前景等方面,都将有着非常重要的意义。

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