版日期：1999-06-24 總期號(hào)：834 本年期號(hào)：44
本期導(dǎo)讀要聞綜合軟件網(wǎng)絡(luò)通信信息中國(guó)人gis和rs技術(shù)在城市三防決策支持系統(tǒng)中的運(yùn)用
梁萼清
gis和rs技術(shù)在城市三防（防汛、防旱、防風(fēng)）決策支持系統(tǒng)的應(yīng)用，在國(guó)外已有成功案例，但日前在國(guó)內(nèi)卻還處于起步階段。本文簡(jiǎn)要論述了gis和rs的技術(shù)特征，探討了gis和rs技術(shù)在城市三防指揮決策工作中的應(yīng)用，以期對(duì)市級(jí)三防決策指揮系統(tǒng)的建設(shè)提供參考。
隨著水利行業(yè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平的提高，國(guó)內(nèi)已有部分城市研制出以屬性數(shù)據(jù)管理為主的三防信息系統(tǒng)，對(duì)三防信息采用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)進(jìn)行組織、存儲(chǔ)、處理、分析，在一定程度上提高了三防決策的科學(xué)性。同時(shí)不難發(fā)現(xiàn)，對(duì)于與空間定位密切相關(guān)、層次性強(qiáng)、變化快、數(shù)據(jù)形式多樣的三防信息，僅以數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)來(lái)組織三防信息，而不對(duì)空間分布特性進(jìn)行分析而形成的決策信息，有明顯的局限性和偏頗性，從而在一定程度上制約了三防指揮決策計(jì)算機(jī)化進(jìn)程?，F(xiàn)代三防指揮迫切需要將三防信息與空間信息集成，將三防決策支持模型與空間分析結(jié)合，以達(dá)到信息可視化、決策科學(xué)化。
gis（地理信息系統(tǒng)）針對(duì)特定的應(yīng)用任務(wù)，存儲(chǔ)事物的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，記錄事物之間的關(guān)系和演變過(guò)程。它可根據(jù)事物的地理坐標(biāo)對(duì)其進(jìn)行管理、檢索、評(píng)價(jià)、分析、結(jié)果輸出等處理，提供決策支持、動(dòng)態(tài)模擬、統(tǒng)計(jì)分析、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)等服務(wù)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、運(yùn)輸、環(huán)保、水利、國(guó)防、公安等諸多領(lǐng)域。rs（遙感）信息能夠?qū)崟r(shí)地、準(zhǔn)確地提供地球表面的各種信息。gis技術(shù)與rs技術(shù)的結(jié)合，可使rs的信息量大、實(shí)時(shí)性強(qiáng)的特點(diǎn)與gis的信息直觀、能進(jìn)行空間分析的優(yōu)勢(shì)相互補(bǔ)充，兩種技術(shù)在水利、三防決策指揮系統(tǒng)中的運(yùn)用，將使水利、三防信息的管理、分析形象化、可視化，結(jié)合空間分析的三防決策、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)將使三防決策科學(xué)化、形象化，并最終走向?qū)嵱没?div style="height:15px;">
三防指揮決策支持系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)
市級(jí)三防指揮部門承擔(dān)的搶險(xiǎn)救災(zāi)指揮、組織工作，在日常工作中，必須及時(shí)掌握與災(zāi)情有關(guān)的風(fēng)情、雨情、水情、潮情、工情，落實(shí)搶險(xiǎn)救災(zāi)組織機(jī)構(gòu)、物資。在災(zāi)害發(fā)生時(shí)，根據(jù)有關(guān)三防信息，進(jìn)行災(zāi)情預(yù)測(cè)，并進(jìn)行損失預(yù)估，制定可行的調(diào)度預(yù)案，以供領(lǐng)導(dǎo)決策參考。災(zāi)害發(fā)生后，必須對(duì)災(zāi)害損失進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對(duì)各種物料消耗進(jìn)行補(bǔ)充。
根據(jù)市級(jí)三防工作流程，三防指揮決策支持系統(tǒng)可由以下幾部分組成：
1．信息接收處理分系統(tǒng)
風(fēng)、雨、水、潮情等動(dòng)態(tài)信息以及工情主要是由自動(dòng)遙測(cè)采集后，通過(guò)無(wú)線或有線的方式傳送到指揮信息中心，信息接收處理分系統(tǒng)主要將遙測(cè)數(shù)據(jù)規(guī)范化后轉(zhuǎn)換入綜合數(shù)據(jù)庫(kù)，并且提供非遙測(cè)數(shù)據(jù)的手工錄入，提供對(duì)綜合數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的編輯。
2．災(zāi)情監(jiān)視分系統(tǒng)
災(zāi)情監(jiān)視分系統(tǒng)是為汛期值班服務(wù)的，實(shí)時(shí)監(jiān)視與災(zāi)情密切相關(guān)的風(fēng)、雨、水、潮等信息，對(duì)以上信息的超標(biāo)予以報(bào)警。
3．綜合信息服務(wù)分系統(tǒng)
綜合信息服務(wù)分系統(tǒng)主要是為災(zāi)情分析以及三防日常事務(wù)處理服務(wù)，提供對(duì)氣象信息、雨情、水情、潮情、工情、旱情、災(zāi)情、歷史災(zāi)情信息、搶險(xiǎn)救災(zāi)信息、社會(huì)經(jīng)濟(jì)信息、水利法規(guī)及相關(guān)文件的查詢。
4．決策支持分系統(tǒng)
決策支持分系統(tǒng)是針對(duì)各種災(zāi)害的發(fā)生特點(diǎn)，建立決策支持模型，對(duì)各種災(zāi)害的災(zāi)情進(jìn)行仿真，對(duì)災(zāi)害損失進(jìn)行預(yù)估，為減災(zāi)決策提供可行的調(diào)度預(yù)案。在災(zāi)害發(fā)生后，對(duì)災(zāi)害損失進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并對(duì)決策支持模型進(jìn)行修正。
gis技術(shù)在三防指揮決策中的運(yùn)用
采用gis技術(shù)作為多源三防數(shù)據(jù)集成的平臺(tái)，在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上，建立了圖形數(shù)據(jù)庫(kù)，將各種地理要素疊置于電子地圖上，并且與關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中的屬性數(shù)據(jù)、遙感影像數(shù)據(jù)相聯(lián)系，將數(shù)據(jù)、文本、多媒體信息、圖像圖形集成于一平臺(tái)上，進(jìn)行空間定位與屬性一體化管理，使信息可視化。在集成信息的基礎(chǔ)上，結(jié)合空間分析和模型，為水利規(guī)劃和搶險(xiǎn)救災(zāi)服務(wù)，使三防指揮決策支持系統(tǒng)決策科學(xué)化。
gis技術(shù)在三防指揮決策系統(tǒng)中的應(yīng)用主要有以下幾方面：
1．作為多源三防信息集成的平臺(tái)，提供信息服務(wù)
gis技術(shù)的采用，將gis技術(shù)所特有的、強(qiáng)大的圖形管理功能引入三防指揮決策支持系統(tǒng)。在建立空間圖形庫(kù)的基礎(chǔ)上，gis支持以下基本圖形應(yīng)用：
1）電子地圖的應(yīng)用
在將各種三防信息顯示在電子地圖上，可形象地表示水系、水庫(kù)、蓄滯洪區(qū)、水利設(shè)施、搶險(xiǎn)救災(zāi)物資儲(chǔ)放點(diǎn)、搶險(xiǎn)隊(duì)伍分布、避險(xiǎn)中心分布、交通干線、水源供水管網(wǎng)、排水管網(wǎng)的分布情況。
2）數(shù)據(jù)的顯示、查詢功能
實(shí)現(xiàn)圖形對(duì)象和屬性的相互查詢?？梢愿鶕?jù)圖形對(duì)象查詢對(duì)應(yīng)的屬性，也可根據(jù)屬性組合定位圖形目標(biāo)。可在圖形目標(biāo)上進(jìn)行查詢，范圍可以是圓、矩形、不規(guī)則多邊形或由地理坐標(biāo)確定。
3）統(tǒng)計(jì)
利用gis提供的強(qiáng)大的統(tǒng)計(jì)功能，可對(duì)給定區(qū)域內(nèi)的屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并將統(tǒng)計(jì)結(jié)果以各種圖表形式表示，如面分布圖、直方圖、柱狀圖、線狀圖、離散點(diǎn)分布圖等。
2．實(shí)現(xiàn)以空間分析為基礎(chǔ)的三防信息的綜合分析
三防信息是一個(gè)多要素的綜合體，各要素間具有時(shí)間序列和空間特征。gis為我們綜合分析各種具有時(shí)空要素的三防信息提供了現(xiàn)代化的手段。
1）空間量算
gis系統(tǒng)是一空間信息系統(tǒng)，利用gis應(yīng)用程序，以分別從一維、二維空間實(shí)現(xiàn)對(duì)研究對(duì)象長(zhǎng)度、面積的快速量算。
2）距離測(cè)算
可快速測(cè)算線狀物的長(zhǎng)度。譬如：測(cè)算河道長(zhǎng)度、寬度；測(cè)算交通干線長(zhǎng)度、寬度；測(cè)算海岸線長(zhǎng)度；測(cè)算水源供水管網(wǎng)、排水管網(wǎng)長(zhǎng)度。
3）面積計(jì)算
可對(duì)面狀物進(jìn)行面積計(jì)算。如可計(jì)算水庫(kù)面積、河道面積、行政區(qū)劃面積等。
4）斷面分析
可對(duì)河道、海岸線、水源供水管網(wǎng)、排水管網(wǎng)進(jìn)行斷面分析。
5）空間疊加分析
gis技術(shù)可提供矢量－柵格一體分析，可對(duì)不同要素的圖層進(jìn)行疊加分析。目前的多數(shù)gis都提供了矢量與矢量疊加、矢量與柵格疊加的功能。利用疊加分析，可將任意選擇的要素進(jìn)行空間疊加分析，以幫助我們進(jìn)行專題分析。如將跨空間連續(xù)變化的雨量信息的降雨專題圖與行政區(qū)劃的疊加，形成各行政區(qū)劃內(nèi)的平均或最大降雨量圖；將不同時(shí)間序列的海岸線圖層進(jìn)行疊加，可觀察海岸線的沉陷、位置偏移等。
6）緩沖區(qū)分析
利用緩沖區(qū)分析，可進(jìn)行點(diǎn)、線、面的緩沖分析。通過(guò)在海岸線、河道、水庫(kù)周圍建立緩沖區(qū)，可對(duì)緩沖區(qū)內(nèi)各要素進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如統(tǒng)計(jì)緩沖區(qū)內(nèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)信息、搶險(xiǎn)救災(zāi)信息（搶險(xiǎn)物資、搶險(xiǎn)隊(duì)伍及避險(xiǎn)中心）、水利設(shè)施信息（水閘、泵站等）；估算緩沖區(qū)面積；結(jié)合高程、防洪排澇設(shè)施對(duì)周圍地區(qū)進(jìn)行防洪風(fēng)險(xiǎn)分析，不僅為搶險(xiǎn)救災(zāi)決策提供有力的輔助手段，同時(shí)還可為城市規(guī)劃、保險(xiǎn)行業(yè)保費(fèi)估算提供非常重要的依據(jù)。
7）網(wǎng)絡(luò)分析
資源供給網(wǎng)絡(luò)劃分：結(jié)合水系及水利設(shè)施的分布，可對(duì)防汛物資分布、防汛隊(duì)伍的分布進(jìn)行評(píng)估及優(yōu)化；結(jié)合社會(huì)經(jīng)濟(jì)信息，還可對(duì)避險(xiǎn)中心的設(shè)置進(jìn)行評(píng)估及優(yōu)化。
資源調(diào)撥及最佳路徑分析：根據(jù)出險(xiǎn)地點(diǎn)及災(zāi)情，結(jié)合最佳路徑分析（距離最短或時(shí)間最短），提供最優(yōu)及次優(yōu)資源調(diào)撥方案，提供最優(yōu)及次優(yōu)搶險(xiǎn)隊(duì)伍調(diào)度方案，結(jié)合避險(xiǎn)中心分布，提供最優(yōu)及次優(yōu)疏散路徑。
8）確定最近設(shè)施
可根據(jù)時(shí)間、距離最短確定最近設(shè)施。如找出離出險(xiǎn)點(diǎn)最近的閥門。
9）提供清晰的指示
可根據(jù)需要生成清晰的指示，如可在交通線上標(biāo)注離當(dāng)前點(diǎn)距離為某給定值的線路，可以標(biāo)識(shí)出某兩交通路口間所有距離小于某給定值的線路，可標(biāo)注出某兩水廠間所有的供水管網(wǎng)，可標(biāo)注某受淹點(diǎn)周圍的所在排水管網(wǎng)。
10）三維應(yīng)用
根據(jù)等高線、高程點(diǎn)、地形線（如水崖線、陡坎）可產(chǎn)生地表模型，可對(duì)地表模型進(jìn)行三維顯示，如用三維地圖、飛行動(dòng)畫、剖面提取、土方填挖計(jì)算等。
3．專題圖件的生成及應(yīng)用
gis提供了強(qiáng)大的制圖功能，可繪制任一比例尺的地圖，可對(duì)類圖件進(jìn)行任意的分幅和拚接，并且可繪制任一給定區(qū)域的單要素專題圖或多要素專題圖。
結(jié)合屬性數(shù)據(jù)庫(kù)與空間數(shù)據(jù)庫(kù)，可繪制水利設(shè)施分布圖，也可將各種水利設(shè)施分類制作專題圖（如泵站分布圖、水閘分布圖等），通過(guò)對(duì)雨量原始數(shù)據(jù)的分析，還可繪制點(diǎn)雨量圖、面雨量圖。
利用gis技術(shù)與決策支持模型的結(jié)合，還可制作搶險(xiǎn)實(shí)施方案圖（包括人力物資調(diào)度、人員疏散、交通管制等）、搶險(xiǎn)預(yù)案圖、洪水淹沒(méi)圖等。
精彩點(diǎn)評(píng)
gis、rs技術(shù)在三防指揮決策的采用，將使決策者及時(shí)掌握生態(tài)環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化，直觀、迅速了解風(fēng)、雨、水、潮、工情、災(zāi)情以及搶險(xiǎn)救災(zāi)信息，通過(guò)對(duì)各種災(zāi)害所可能造成的損失形象、科學(xué)的預(yù)測(cè)，使決策者的決策更具針對(duì)性、科學(xué)性。gis、rs技術(shù)在三防指揮決策的應(yīng)用，不僅為三防指揮決策提供技術(shù)支持，還可為水利規(guī)劃、水土保持、水源規(guī)劃提供技術(shù)支持。
gis、rs技術(shù)在水利行業(yè)的應(yīng)用在國(guó)內(nèi)還處于起步階段，隨著新技術(shù)在水利行業(yè)應(yīng)用的不斷發(fā)展，三防搶險(xiǎn)救災(zāi)決策支持系統(tǒng)將會(huì)朝著更科學(xué)、更實(shí)用、更規(guī)范、更可靠的方向發(fā)展，真正起到為領(lǐng)導(dǎo)決策提供科學(xué)、可靠的依據(jù)。
