1、本科毕业论文（20 届）ArcGIS 在城市公共安全应急救援中的应用所在学院专业班级 测绘工程学生姓名指导教师完成日期ArcGIS 在城市公共安全应急救援中的应用【摘要】合理高效的应急救援方案的形成，对于城市公共安全应急救援尤为重要。本文的主要研究内容是通过利用 ArcGIS 强大的空间分析能力，综合事故现场需要考虑的主要因素，通过对具体的数据图层进行缓冲区分析，叠置分析，以及网络分析后确定事故影响范围与最佳救援方案。文中还通过一起毒气泄漏事故的救援分析，对 ArcGIS 在公共安全应急救援中的实用性做了进一步地分析。【关键词】城市公共安全；ArcGIS;应急救援;空间分析1目 录1.引言 .
2、11.1 研究背景及意义 .11.2 国内外研究现状 .11.3 研究的目的与内容 .21.4 技术路线 .32.ArcGIS 在智慧应急中的应用 .42.1 ArcGIS 概述 .42.1.1 ArcGIS 软件简介 .42.1.2 ArcGIS 空间分析功能 .42.2 应急日常管理 .52.3 应急救援的主要步骤 .62.3.1 应急处置 .62.3.2 应急救援 .62.4 ArcGIS 辅助灾后恢复重建 .62.5 应急评估与结果分析 .73.案例分析 化工厂毒气泄漏应急救援 .7 3.1 化工厂应急救援流程 .83.1.1 危险区确定 .83.1.2 事故应急救援 .103.2 灾
3、后恢复与重建 .123.3 结果分析 .124.结束语 .13abstract.142参考文献 .15致谢 .161.引言从如今国内外的局势上来看，各种各样突发的安全事件，包含了自然灾害和人为灾难的发生，都呈增加上升的趋势。从我国国内的城市安全形势上来看，各类突发的灾害性事故也是不少。所以如何面对这些突发的灾害性事件，使得国民的生命和财产不再遭受不必要的损失，这也是目前有待解决的重要问题。1.1 研究背景及意义近些年来，我国城市化进程有了飞速发展。与此同时各种安全事件也是频频发生造成了一笔笔不可换回的人员死伤事件与巨大的经济损失，对城市和谐有序的发展造成了非常不好的影响！ 1我国受自然灾害影响
4、非常的严重，其中人口较集中的东部沿海地区，其经济也较为发达，但也是受地震，台风等自然灾害与人为事故严重的地区。例如 2003 年的SARS 在我国城市肆虐，2008 年 5 月的四川省汶川地震，以及 2010 年 3 月的王家岭矿发生3透水事故等 2。在这些天灾人祸发生后，若是采取传统的应急救援手段缺乏统一的指挥，出警速度也慢，不能够在较短时间内做出最为合理的应急救援预案，往往拖延了救援的最佳时期，并造成了很多不必要的损失。而基于 ArcGIS 的应急救援系统可以轻松处理大量的城市地理信息和空间信息，并能更好根据事故情况来进行科学决策，协调各方救援力量进行最为合理高效的安全救援，这样能够在很大
5、程度上改善城市公共安全救援面貌。并在此基础上，通过更为科学有效的应急预案，实施更加及时高效的应急救援方案，能够很大地降低城市所受灾害的影响，减少不必要的人员伤亡和财产损失，甚至避免一些在救援中不必要的损失。通过研究 ArcGIS 应用于城市的公共安全应急救援中，利用其对空间数据存储与管理功能，以及能够对空间数据进行快速的查询与分析功能。将为应急救援决策提供强大的分析处理能力，也将使得应急救援变得更加及时、高效。从而减少不必要麻烦，避免不必要经济损失，维护国家和人民的合法权益，更重要的是增加了社会安全，更好的保障了社会安定发展。1.2 国内外研究现状国外相对比较早的进行了应急救援平台的研究，各国
6、一般是根据其各大城市可能发生的城市公共安全问题，进行相应的应急平台的建立，进而构成了部门或专项应急平台3。国外各国家在应急平台的建设差不多都是由其对应的中央政府层面与地方层面组成的多级应急平台做分级处置，以此实现对城市突发公共安全事件的高效处置。与此同时，各国应急救援平台的建设也都有着完善的体系支撑，其中包括科研基地和基础条件、以及各类大型软件系统、以及教育培训系统等，为应急救援体系提供了关键技术和培训手段。与国外相比，国内应急救援平台的建设相对较晚，国务院于 2006 年启动了应急救援平台的建设，目前我国各省、市、自治区政府及各各直接相关的职能部门都已将应急救援平台的建设提上了议事日程，其中
7、部分单位、地区应急救援平台已经建成并且发挥了积极的作用4。结合国内外研究现状，不难预见在未来的城市安全发展中，运用 ArcGIS 建立城市应急救援系统将会成为未来的大势所趋，通过各单位的协调与配合，以此实现对城市公共安全事件更加快速、有序、高效的反应，最大限度的保障城市公共安全5。1.3 研究的目的与内容研究 ArcGIS 在城市的公共安全应急救援中的应用的目的在于，将让我们更加了解到使国家应急救援平台变得更加及时、高效，从而减少不必要麻烦，避免不必要经济损失，维护国家和人民的合法权益，增加了社会安全，更好的保障了社会安定发展是多么的重要 6本文的主要研究内容是通过利用 ArcGIS 强大的空
8、间分析能力，综合事故现场需要考虑的主要因素，通过对具体的数据图层进行缓冲区分析，叠置分析，以及网络分析后确定事故影4响范围与最佳救援方案。本文后面还将通过对某市某化工厂的毒气泄漏事件作为例子进一步分析基于 ArcGIS 在城市公共安全应急救援中的应用。1.4 技术路线叠 加化工厂毒气泄漏事故救援化工厂地图图层数字化地图医院与警局分布图该工业区分布图交通干道分布图三重缓冲图医院与警局网络分析图交通干道网络分析图医院与警局网络与交通网络重合图擦除最大危险区域图最佳救援路径图5图 1-1 案例分析技术路线图2. ArcGIS 在智慧应急中的应用城市在发生突发公共安全应急事件后，能否在最初开始阶段迅速
9、且有效的采取应急救援方案，将决定整个事件能否得到最为有效地控制，也将决定能否把事故损失降至最低 7。而当灾害事故发生之后应尽快生成应急救援方案，并调动一切抢险救援力量如工程抢险、交通管制、消防救援、医疗救助、人员疏散和专家支持等在事故发生后控制其发展，并尽快营救受灾人员，减少不必要的人员伤亡和挽回部分不必要的财产损失。2.1 ArcGIS 概述2.1.1 ArcGIS 软件简介ArcGIS 是由美国 ESRI（Environmental Systems Research Institute, Inc. 美国环境系统研究所公司）推出的一款为满足不同层次需求的用户提供的全面的、可伸缩的 GIS产品
10、线与解决方案 8。 ArcGIS 包含了两大类软件：客户端软件和服务器端软件。这两类软件都可以用来创建、管理、分析一种或多种格式存储的数据资料。 ArcGIS 功能复杂，下文主要针对本文所研究的关于 ArcGIS 在城市公共安全应急救援中用到的缓冲区分析和最佳路径分析研究方法对 ArcGIS 的主要功能进行简要介绍。包括缓冲区分析、叠置分析、网络分析等 9。2.1.2 ArcGIS 空间分析功能本论文主要采用空间分析的研究方法。ArcGIS 拥有强大的空间分析功能，足以应对应6急救援中可能会遇到的各种各样的空间问题。如创建数据，识别空间关系、山体阴影，确定适宜地址、或寻找一个区域的最佳路径 1
11、0。文中主要运用了缓冲区分析、叠置分析、网络分析三种分析方法。主要研究在发生灾害事故之后，利用 GIS 对所发生事故的地域进行分析，其中利用缓冲区分析分析灾害事故所造成危害范围，并将所造成的危害范围进行分级。叠加分析将对事故范围的重要地物及聚集区进行提取，便于管理公共安全的相关部门进行部署决策。而网络分析中的最短路径分析将对事故范围内的道路情况进行分析，根据实际情况，设置障碍点，选择最佳的救援和逃生路径，减少不必要的人员伤亡，最大限度地挽回损失。2.2 应急日常管理网络分析在人们的现实生活中，存在着许多不同种类的网络，如交通网络、城市基础设施网络和水系网络 ，而地理信息系统中网络分析就是对这些
12、不同的网络系统进行分析 11。其中网络分析中的最短路径分析主要用来计算并显示从目标点到源的最短路径或者最小成本路径 12。数字化预案的管理主要是根据预案基准库、预案实战库以及预案演练库分别进行预案建模与模型配置、预案实战调用、预案演练调，利用 GIS 空间分析、网络分析等功能，生成较为全面的预测结果，以此制定相应的应急事件的处置预案；数字化预案管理的各种功能大都可以通过 GIS 网络分析来实现 13。下图为数字化预案管理平台的建库步骤（图 2-1）7（图 2-1 数字化预案管理平台建库图）2.3.1 应急处置在事故发生后首先是进行相应的应急处置，接警和处警是第一步，是指公共安全救援部门处理对来
13、自如（固定电话报警、手机、网络信息、即时简讯等）和其他各类形式的报警信息 14。而接警就是通过开通报警电话，建立重点时段重点坚守，并与公安、医院、消防等建立统一的接警平台。当发生安全事故时， 地理信息系统将根据报警人员的电话号码或者其所提供的事故地点关键词等快速且准确的定位到事发地点。并根据事发地所处位置，确定其位于哪个管辖区域。并在第一时间组织管辖区域的救援力量 (如公安、消防、交警、医院等) 到达事故现场进行救援。2.3.2 应急救援缓冲区分析所谓缓冲区分析是指以点、线、面等地理实体为基础，在周遭自动建成的一定大小的多边形。缓冲区的分析在 GIS 空间操作功能中是不可缺少的。现实生活中利用 ArcGIS 进行缓冲区分析处理用途广泛。例如受灾程度区域等级的划分，危险区与安全区的划分，实际预案实战调用
