十 17, 2012 - file 技术及应用   comment No Comments

城市消防地理信息系统GIS的设计与实现

消防部门救援的及时性、准确性直接关系到人民生命财产安全。旧有的消防系统在实际应 用中逐步暴露出许多不足,诸如火警电话的处理仍使用人工记录的方式,效 率低,查找复杂,核实火警信号的“真伪”性存在一定困难;现行的无线通信网络其通讯能力、覆盖范围、稳定性均不太理想;消防车的调配是通过有线和无线通信 来实施的,准确性、实时性均较差;火警处理和指挥需要人工查找有关的灾情资料、地图等信息,导致反应速度缓慢,延误战机等。针对目前存在的不足,利用高新 技术,建设现代化的消防指挥中心对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,尽最大可能减少火灾造成的直接和间接损失,保护国家和人民生命 财产安全具有十分重要的意义。

地理信息系统GIS在消防指挥决策系统中的地位与作用

地 理信息系统以其形象直观、操作灵活、功能强大等特点,在许多领域得到广泛应用。它将几何数据与属性数据完美的结合起来,将传统的数据库带入可视化空间, 为用户提供了清晰而形象的图形界面。城市消防地理信息系统可为消防部门提供城市市域图的显示、查询、定位,消防中队的情况、分布与辖区信息,消防设施的分 布与状态信息,为消防部门迅速排除险情提供诸如最短路径分析等辅助决策功能。

城市地理信息系统GIS结构与功能模块

1、系统构成

城市消防地理信息系统包括文件操作、显示操作、查询、统计与量测、定位操作和分析操作等功能模块。

2、开发环境

消防地理信息系统以普通高档微机为平台,以windows5.0/6.0 中文版为操作系统,采用microsoft 公司的VC++6.0 和Access 进行开发。

3、 数据获取与管理

(1)数据获取

数 据是地理信息系统的血液,数据获取是地理信息系统的重要组成部分。在本系统中,针对城市图特有的要素类别,制定了相应的编码规则,特别加入了消防类要素 编码,使得消防要素的图形化成为可能。考虑到消防救灾需要较为详细的信息,我们选择了一幅1:17500 的郑州市城区图并采用自行开发的屏幕数字化软件mapSD 进行数字化,得到城市用地、道路交通、天然水源等基本数据,并在此基础上添加了消防要素及重点目标等专题数据。

(2)数据管理

本系统采用Access 2000 数据库来管理属性数据,包括重点目标信息、中队情况信息等。Access 2000
数据库是微软公司开发的一个桌面数据库系统,它与VC++可以很好的挂接,应用灵活,具备本系统所需的数据库功能,数据维护与修改方便。

4、主要功能

(1)地图显示功能

地 图显示是地理信息系统的基本模块。在本系统中,我们设计了若干符号,尽量使图形简洁而形象,使人一目了然。在地图显示功能模块中,可以快速显示城市城区 图(包括消火栓、消防中队及辖区、天然水源、街道及街区、重点单位);任意放大、缩小、漫游;分层管理数据,可以任意打开或关闭某一层。采用了LOD技 术,可以根据显示范围的大小,自动调节地图上内容的详细程度,以保持图面的清晰程度。

(2)查询、量测、统计功能

本系统中, 查询的设置主要是针对重点目标和消防要素,如消火栓、消防中队等。对于消火栓,可以得到它的属性信息,如地上/地下、有水/没水、新式/老式及 压力情况等;对于重点目标,可以得到它的名称、地址、电话、主楼楼层数、主楼建筑高度、所属消防中队等信息;对于消防中队,可以得到其人员数、车辆数等信 息。当然,也可以对一般目标进行查询得到其类别及名称信息。

距离量测是地理信息系统的必备功能,这里不再赘述。本系统的统计功能主要是统 计落在指定矩形或多边形区域内的消火栓的个数,以及各个类别的消火栓的个数, 如新式的消火栓有多少个,老式的消火栓有多少个;地上的消火栓有多少个,地下的消火栓有多少等;同时还统计了重点目标的个数。统计功能可以为消防部门提供 特定区域内重点目标和设备的分布状况、使用状况,当火灾发生时,指挥中心可以据此制定作战计划,派遣人员和车辆,可以预测重点防范的区域及目标,同时还为 消防部门布设消火栓提供依据。

(3)要素定位功能

由于火警电话传递给消防部门的信息通常是不甚完善的。例如,报警者可能只 知道该单位的电话或名称,有时这些信息都不明确,只知道在某某路段或某某路与某某 路的交叉口,地理信息系统应提供这样的功能,即在信息源不够充分的情况下也可以确定该单位的位置,以便实施救援。在本系统中,提供了名称定位、电话定位、 道路定位、交叉路定位以及综合定位的功能。由于火警电话提供的地址比较复杂,如起火地址可能为“文化路19号”,也可能为“文化路19号甲”或者“文化路 19号-1”,也可能只为“文化路”等等,所以本系统在定位时充分考虑了类似情况,增加了模糊匹配功能。这样,在提供精确地址的情况下,地图自动定位于该 地点,若不精确则定位于街道路段,尽可能减少手工操作,以增强系统快速响应能力和实用性的功能。

(4)分析功能

  • 地 理信息系统一个非常重要的应用就在于辅助决策。本系统着重考虑了由消防支队到达着火点的最短路径分析,并将分析结果写成文件发送给主系统,分析结果清楚 地写明由某某路向前行多少米左转(或右转)直至到达目标(或某某路),也可将分析结果以图形的形式发送给主系统,使之更清晰、直观。当然,就实际应用来 说,仅有最短路径分析是远远不能满足需求的,还要考虑道路的路况、车流量等因素,这也是系统需要进一步改进的地方。
  • 系统在设计时,还考虑到某些单位或居民住宅在地图上没有标注,若发生火灾就需要人工确定其位置,因此增加了手动定位分析的功能。在分析的同时,系统还可以 自动列出以着火点为中心一定距离为半径的区域内重点消防目标的详细信息,使得消防部门有所准备,做到防患于未然。
  • 当 火势凶猛,单一中队不能完成任务时,就要根据其他中队目前的救援人员数量、机动能力、设备数量、距离着火点的路程等确定支援中队,其中救援人员数量、机 动能力、设备数可以通过主系统得到,而距离着火点的路程就要根据最短路径分析的结果比较取得,系统的友邻单位支援功能正是基于这样的需求而设计实现的。本 系统将分析结果发送给主系统,指挥员根据分析结果最终确定支援中队,派出支援中队实施救援。

结束语

城 市消防地理信息系统经过郑州市消防支队119指挥中心的试用,已取得了较好效果。在系统研制过程中,我们充分感受到做应用系统更多的是要与应用接轨,充 分考虑实际中可能遇到的各种情况。另外,由于系统使用者是非GIS专业人员,因此在界面、操作的设计上要力求简洁、明了,系统的容错性要强。

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