消防决策支持系统应用GIS技术

阐述GIS技术的构成、发展情况，分析消防决策支持系统采用GIS技术的必然性，以及GIS技术在消防决策支持系统中的具体应用。
 
    消防工作涉及到社会的方方面面，日常决策数据90％以上具有其空间特性，如何有效利用在日常管理工作中采集的数据，更有效地对监管单位进行管理和在灾情发生后消防部队处置灾情时的决策指挥，GIS比其它技术有着许多优势。目前，虽然GIS系统在消防119通信指挥等系统中有所应用，但GIS的许多深层次的功能没有被开发，运用GIS技术来实现决策支持应该认真研究，并加以更好的应用。

1  什么是GIS?

GIS(Geotaraphical lnformation Systems)即地理信息系统，在我国又称为资源与环境信息系统。在国际上虽然许多学者对GIS有不同的表述，但其基本概念是大体相同的。地理信息系统是利用计算机存贮、处理地理信息的一种技术与工具，是一种在计算机软、硬件支持下，把各种资源信息和环境参数按空间分布或地理坐标，以一定格式和分类编码输入、处理、存贮及输出，以满足应用需要的人—机交互信息系统。它通过对多要素数据的操作和综合分析，方便快速地把所需要的信息以图形、图像、数字等多种形式输出，满足各应用领域或研究工作的需要。地理信息系统在国民经济建设中得到了广泛运用，特别是在地域开发、环境保护、资源利用、城市管理、灾情预测、人口控制和交通运输等方面发挥着积极的作用。GIS技术发展，基本反应了IT技术的总体发展过程。自20世纪70年代以来，GIS技术发展大致经历了三个主要阶段：一是以大型机与UNIX为平台的专业式ProfessionalGIS；二是以PC机为平台的桌面式Desktop GIS；三是以网络(Internet／Intranet)和Client／Server为技术平台的网络GIS、移动式或无线通讯式GIS。随着网络及通信技术的不断发展，网络GIS、移动式或无线通讯式GIS技术，已是空间信息整合技术的主导方向。主要由下列8个部分构成：

(1)空间数据库和信息(属性)数据库，构成GIS的核心；

(2)在核心的外围，有图形显示系统，即用数据库中所选元素，是形成图形基础，这是基础部分之一。

(3)地图数字化系统，实现所有图形的数字化，这是基础部分之二。

(4)数据库管理系统，为GIS的逻辑部分，用来分析信息数据。

(5)地理分析系统，分析数据空间的位置关系。

(6)图像处理系统，这是遥感信息和统计分析部分。

(7)空间统计分析系统，也即是传统统计和空间数据统计分析。

(8)决策支持系统，这是GIS最重要的高级系统，包括决策、管理和跟踪，是人工智能的基础。

2  消防决策支持系统采用GIS技术的必然性。

(1)消防数据的主要特点：随着我国国民经济的高速发展，城市建设日新月异，城市人口密度、建筑密度不断增大，建筑高度不断增加，不论是大到消防队(站)、消防安全重点单位，还是小到消火栓等，共同的特点都具有空间分布的特性，地理信息系统具有把各类信息置于空间分布中进行管理和综合分析的能力，十分符合消防数据多样化、大空间的管理特点，尤其是空间数据库技术与WebGIS技术的应用，一方面使地理信息系统管理海量数据成为可能，另一方面使地理信息系统走向大众化。将这些信息化高新技术引入消防信息系统，可以准确地处理火灾报警，合理高效地利用消防资源，提高消防部队的整体作战能力。

(2)目前消防三级网络已经基本建成，为地理信息系统在消防中的应用奠定了基础，依托消防三级网络，采用先进的地理信息系统技术、空间数据库技术和WebGIS技术，建立准确、全面和规范的地理信息系统，并使其与现有的消防业务有机结合，使消防资源信息与空间信息的管理融为一体，多层次、多方位直观地显示相关信息，提高各消防部队的快速响应能力和协同作战能力。

(3)消防决策支持系统的基石是各类海量信息，这些信息包括空间地理信息，也包括大量与空间信息密不可分的属性信息。通过GIS技术可直观形象地管理和查询这些信息。

(4)通过GIS技术，可对地理空间数据进行分析处理，并能与数值模型计算相结合，使防灾模型计算的结果能更形象直观的表达。

(5)GIS技术特有的网络分析、空间分析等功能与数据挖掘技术结合，为消防决策指挥提供科学依据。

3  GIS技术在消防决策支持系统中的具体应用

3．1  提供形象直观的消防资源信息

地理信息基于图形方式可以管理各种消防资源信息：包括消火栓、天然水源、人工水源、消防码头、地下输水管道和可燃气体管道信息；可以有效地、可视地管理消防重点地区、重点单位、重点部位、消防实力、化学危险品和抢险救援预案等数据库；能与当地电话号码信息库相关联，接警时能随时正确反映报警电话的位置、单位或名称，正确反映起火单位周围的客观情况，并能快速传输到中队终端，在出动命令单上，既包括起火单位名称、地址、燃烧物质等文字内容，还包括火灾单位所在位置的地图信息。

3．2  有效管理消防安全重点单位的信息

地理信息系统不仅可以管理图形数据，还可以管理属性数据、多媒体数据，因此采用地理信息不仅可以反映重点消防单位的位置，而且可以与重点单位的方略图、平面图、立面图、作战图和视频图像等信息关联，利用地理信息可以图形化地制定灭火作战预案，预案就是针对重点消防单位而预先制订的消防方案。借助建筑设计的电子文档、设计图纸或后期人工绘制的图纸，把车间、仓库、房间和通道等管理起来，可以方便地利用地理信息系统提供的丰富内容进行预案制作，预案由文字信息和图形信息两部分组成。文字信息描述预案的基本情况，包括预案的内容、处置方案、警力构成、装备、警力布置和联系方式等；图形信息用于描述保护对象的建筑平面图、警力布置图等。所有预案信息都存储于数据库中形成预案数据库。当发生火灾时可以快速调用这些信息资源，从而为灭火作战提供有力的行动指南，能做到系统、科学地处置灾情。

3．3  在灾情监视中的应用

目前，许多城市为了便于观察火情而增设了高空隙望系统，高空隙望因为瞭望点少而城市地域大，一般不能立即找到起火地址，仅靠人工搜索定位难、速度慢，影响指挥决策。采用地理信息系统，通过与高空隙望系统地关联，可以使高空隙望系统能具有自动搜索定位功能，在确认起火地点后，高空隙望摄像机就能自动搜索到起火地点，并加以定位，这样可使中心的指挥更加直观、更加具有针对性。

3．4  在灭火救援战斗过程中的应用

消防中队终端可以打印关于火灾的相关文字，起火单位周围的电子地图，通过在消防车上安装GPS，在指挥中心的地图上能及时观察到车辆行进路线和具体所在位置，并且可以随时指挥纠正。在中队指挥车上配备计算机，消防地理信息系统不仅能在出动命令上显示，还能直接在计算机上显示，遇有消防重点地区、消防重点单位、消防重点部位火灾爆炸或化学灾害事故救援，能直接查阅处置预案和处置方法，高空隙望自动搜索到的灾情发展变化情况能传输到计算机上，这样，使消防中队在出动途中，指挥员就可以根据火势和消防地理信息系统提供的信息，预先下达战斗车辆编成或灭火救人的命令。

3．5  在城市消防规划中的应用

由于地理信息系统基于图形方式，相关信息内容比较详细、精确，并且在计算机上能比较直观地反映各种数据实图，可以及时进行各种消防重点单位的选址、规划、建设，消防站点的规划，以及消防水源的建设规划。通过将各种规范数据输入计算机，地理信息系统将自动判断出规划的合理性及计算间距，以改变传统人为判断的失误和不准确。

3．6  在灾害预测方面的应用

一是统计分析火灾数据，基于以前的统计都是简单、枯燥的文字说明，不如图形的直观、醒目，利用GIS可以在地图上直观地反映区域、行业火灾分布情况，以便于制定科学的措施和对策，减少火灾事故的发生。二是分析火灾隐患，通过建立基于GIS的火灾隐患信息管理系统，既能形象地反映情况，又能便于动态管理，通过一些信息查询、分析评价与科学决策，能够对于城市突发性事件进行科学预测，可以产生非常明显的社会效益和经济效益，为各级政府决策提供科学依据，便于各级安全监督部门有针对性地加强督查工作。消防决策支持系统中利用GIS技术的趋势消防决策支持系统是一个庞大的软件系统，需要结合GIS技术、数据仓库技术、数据挖掘技术、数值模型和专家系统等，怎么把这些技术方法无缝的结合到一起形成统一的消防决策支持系统是需要重点考虑的问题。具体到GIS技术方面，要考虑采用哪些GIS的新技术?GIS技术发展趋势如何?要从以下几个方面进行考虑：

(1)GIS技术应用体系结构的发展趋势：桌面GIS，C／S结构的GIS，WEBGIS体系结构的对比分析。

(2)GIS数据库技术的发展趋势：文件管理地理数据到空间数据库的发展，以及新的基于面向对象的空间数据库模型。

(3)GIS软件平台的开发新技术：传统的一体化开发技术到组件技术的发展，组件技术与传统技术相比较使用户更加容易应用于工作实践中。

(4)GIS系统数据源获取的发展趋势：利用摄影测量技术、遥感技术、全球定位系统技术的新成果来获取数据。

5  结束语

总之，消防地理信息系统的建设能够更有效地利用警力、信息、资源等，实现消防指挥和管理的现代化和自动化，提高消防作战能力，最大可能地减少火灾造成的直接和间接损失，保护国家和人民生命财产的安全。