GIS：應急管理的基礎(chǔ)設(shè)施

GIS：應急管理的基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)布日期：2009-7-15ESRI中國（北京）有限公司副總工程師陳非ESRI中國（北京）有限公司副總工程師陳非城市，作為每個地區(qū)的政治、經(jīng)濟和文化中心，其發(fā)展速度用“日新月異”來形容一點都不過分。我們看到，一棟棟大樓拔地而起，一條條公路縱橫貫通……現(xiàn)代化的這般繁榮在帶給我們諸多便捷與享受的同時，也對我們的城市應急機制提出了更加嚴峻的考驗。因為，一場突如其來的地震、一次始料未及的爆炸、一輪迅速蔓延的疫情，在人口密集、設(shè)施密集的城市，都有可能造成極大的人力和物力損失。應急辦：協(xié)調(diào)是關(guān)鍵職能之一以前談應急，我們更多指的是城市應急聯(lián)動，多由公安、消防部門牽頭。2006年4月，國務院成立了應急管理辦公室（簡稱應急辦），使得我們的應急機制有了一定調(diào)整。在一些大的災害發(fā)生后，我們發(fā)現(xiàn)，基于單一的政府部門的應急管理已經(jīng)遠遠不能滿足實用文檔要求，必須要調(diào)動、指揮和協(xié)調(diào)相關(guān)的各方力量。應急辦成為一個涉及眾多相關(guān)領(lǐng)域旨在協(xié)調(diào)相關(guān)政府部門的“運轉(zhuǎn)樞紐中心”。目前我們的政府綜合應急管理機構(gòu)分為三級：國家級、省級和地市級。各級應急辦根據(jù)其工作重點，分別構(gòu)建不同功能層次的應急應用系統(tǒng)。國家級的主要職責是協(xié)調(diào)，在大的突發(fā)事件發(fā)生時，負責協(xié)調(diào)相關(guān)政府部門，進行聯(lián)合行動；省級的職責中，協(xié)調(diào)和處置的功能兼?zhèn)?，既要負責協(xié)調(diào)省級政府部門，應對和處置突發(fā)事件，同時又負責與國家級之間進行信息溝通；地市級則主要負責具體突發(fā)事件的處置工作。GIS:成為應急GIS:成為應急的基礎(chǔ)設(shè)施災難很多時候會成為我們完善相關(guān)體制的一個契機。2003年的SARS、去年的5.12大地震，對我們的應急體系建設(shè)，起到了相當大的促進作用。雖然在地震之前的2006年，我們就已經(jīng)建立了一套綜合應急機制，但是如此巨大的自然災害，還是對我們的應急體系造成了很大的沖擊。應急管理系統(tǒng)的建設(shè)與完善迫在眉睫！應急體系的建設(shè)是一項涉及體制、機構(gòu)、流程、人員、軟件、硬件等各個方面的綜合性系統(tǒng)工程。GIS作為我們研究人與自然空間關(guān)系的一種創(chuàng)新技術(shù)，已經(jīng)越來越廣泛地應用到了政府信息化的日常業(yè)務中。利用GIS技術(shù)處理整個地球的自然和社會活動諸方面產(chǎn)生的信息，是一個大的趨勢。對于應急來講，相關(guān)的人、物、事件、機構(gòu)都與地理信息息息相關(guān)，地理信息已經(jīng)被廣泛應用于從防災減災、應急準備、應急響應和災后重建的各個環(huán)節(jié)。但是這并不意味著應急建設(shè)應以GIS為核心。相反,GIS的作用應定位為“時刻準備著”——在應急的任何一個環(huán)節(jié)、任何一個業(yè)務流程、任何一個場景，當涉及空間位置應用時GIS都以應急系統(tǒng)所需的方式提供適合的功能。要做到這一點，GIS應成為應急公共基礎(chǔ)設(shè)施的一部分，包括應急所需的基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)、防災減災分析模型等，都是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的一部分；同時，GIS還應提供多樣化的服務類型和服務訪問接口，以方便與應急系統(tǒng)的其他應用進行銜接。防災減災同樣重要國家針對突發(fā)事件，大致分為四大類：自然災害、事故災害、公共衛(wèi)生事件、社會安全事件。一般，應急管理大致可分為如下幾個階段：防災減災階段、應急準備階段、應急響應階段以及災后恢復重建階段。以前，GIS大多用于應急指揮，即事件發(fā)生后通過GIS進行事件定位、人員派遣、現(xiàn)場指揮的輔助支持等，形成"重處置、輕防范”的一種格局。其中的部分原因，是防災減災涉及的信息量大，專業(yè)的分析模型不充分，執(zhí)行起來相當困難，因此很難建立一套基于科學依據(jù)的、具有指導和輔助決策作用的、有較強執(zhí)行力的預案。事實上GIS是防災減災的一個利器。GIS提供了定量化的分析工具，能夠集成和整合外部分析模型，綜合考慮各類物理致災因子和承災因子，進行脆弱性和風險評估分析，形成有效的災害預測計劃，為防災減災提供支持。在這方面，美國聯(lián)邦緊急事務管理局（FEMA）的一些做法為我國的應急減災提供了很好的借鑒。他們與ESRI合作，推出了災害評估和損失預測模型和后果評估工具包，將GIS技術(shù)融入災害前、中、后的評估當中。通過模型建立的國家級數(shù)據(jù)庫，包括人口統(tǒng)計、建筑、重要設(shè)施、交通、電力以及高危設(shè)施的數(shù)據(jù)。而且該模型構(gòu)建于ArcGIS系列產(chǎn)品之上，可以針對地震、颶風和洪水等自然災害，對可能造成的損失進行估測。而后果評估工具包則提供了一個全面的災害評估模型包，包括傷亡和毀壞情況評估工具實用文檔

集，以及人口和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。這些模型基于地圖的可視化，對災害數(shù)據(jù)進行分析處理，對房屋和基礎(chǔ)設(shè)施的經(jīng)濟損失進行評估，在災害準備、降低災害損失、災害響應以及災后恢復過程中，起到非常重要的作用。利用GIS，人們可以準確地找到潛在的危險位置，并對其可能導致的緊急事件或災難進行直觀的演示。GIS軟件的三維分析、空間分析、拓撲分析等高級分析建模功能能夠判斷哪些建筑、設(shè)施處于危險范圍內(nèi)，哪些范圍內(nèi)的人口會受到威脅。根據(jù)危險評估的程度，采取對受威脅建筑設(shè)施進行加固或遷址、加強危險材料儲藏的監(jiān)控、在高危險區(qū)建筑附近建立安全緩沖區(qū)以及對環(huán)境衛(wèi)生監(jiān)控等，進一步達到防災減災目的?！鯩l「■巾ig商"3■了■??■Ml「■巾ig商"3■了■??丄?丄.化學危險品擴散模型綜合應急：共享是前提前面已經(jīng)提到，在城市綜合應急中，協(xié)調(diào)的作用非常重要。但是，協(xié)調(diào)的最大困難在于如何從應急涉及的相關(guān)部門獲得各類信息，以及如何能夠基于統(tǒng)一的視圖，對應急實用文檔的態(tài)勢獲得正確的認知。應急相關(guān)的信息，類型多樣，應用的形式多樣，涉及的政府部門多樣。如氣象部門的天氣情況、交通部門的監(jiān)控信息、房產(chǎn)部門的房屋設(shè)計圖、消防部門的車輛GPS信息、公安部門的警力部署，在應急管理中都是需要集成的信息源。要整合這些信息，必須建立相應的共享機制。因此，要建應急，先做共享。我們城市一級的應急管理，基本上也是依托在信息共享的框架上，再去建設(shè)應急系統(tǒng)。近些年，空間信息共享是一個建設(shè)熱點。各個地方由不同的政府部門牽頭建設(shè)，如擁有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的測繪部門，較早應用空間信息的國土和規(guī)劃部門。也有一些城市，是由政府信息辦圍繞著政務信息化建設(shè)為核心開展的。目前來看，空間信息共享的建設(shè)分兩類：一類是已經(jīng)擁有數(shù)據(jù)，想要進行信息發(fā)布，進而帶動應用；另一類則是有應用需求，沒有數(shù)據(jù)或者協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)很難，強烈要求進行信息共享。應急屬于后一種。從建設(shè)的形式上看，綜合應急的應用和共享平臺的建設(shè)往往是相輔相成的。按道理來講，信息越多，越有利于做分析。但是目前的情況是，應急相關(guān)的信息是現(xiàn)成的，但往往存在于專業(yè)的政府部門當中，因此很難在政府部門之間共享這些信息。一些城市建設(shè)信息共享平臺的經(jīng)驗是，先建設(shè)基本框架，選擇一兩個典型應用，讓別人看到成效，才會有更多的部門納入到信息共享這個體系里來。這是一個很好的經(jīng)驗。對于一些弱GIS部門，如統(tǒng)計、工商、稅務部門，他們之前可能根本不知道GIS能夠幫助他們做什么，所以信息共享的意愿也就比較弱。但是隨著建設(shè)的推進，他們逐漸認識到GIS的作用，最后反而可能成為信息共享的主動提供者。最后，對于應急管理來講，不僅僅是地圖服務共享，還有更高的分析要求。比如，計算疏散的路徑、污染物擴散的范圍、火勢的蔓延等等，就要求提供的服務類型，不僅僅是常規(guī)的空間查詢、展示功能，各種專業(yè)的空間分析模型也必須可以基于服務的方式提供。比如，ArcGIS提供了分析模型搭建和發(fā)布的一整套框架。這意味著，我們可以使用的，不僅僅是一兩個具體的功能，而是一套工具、一個環(huán)境和完整的流程。應急管理所需要的高級分析模型，可以根據(jù)需求自由地搭建和整合。這對于深化應急管理的應用，提供輔助決策支持至關(guān)重要。淺析GIS支持下的應急指揮系統(tǒng)及案例發(fā)布日期：2009-3-23近幾十年來，世界上各類突發(fā)公共事件不斷發(fā)生，如何科學應對和及時、妥善處置，是當今各國政府必須面對的一個重大課題。從抗擊非典到南方雪災，再到汶川大地震，中國政府和從事應急行業(yè)的企業(yè)都獲得了深刻的啟示。聯(lián)合國有關(guān)文件明確指出，“進入信息社會后，人們每天所接觸到的信息80%與地理空間信息有關(guān)”。地理空間信息已經(jīng)成為各個領(lǐng)域不可缺少的基礎(chǔ)信息。隨著我國四大戰(zhàn)略數(shù)據(jù)庫之一的“空間數(shù)據(jù)庫”的建設(shè)，應急指揮也提出了“應急一張圖”的空間地理信息協(xié)同的建設(shè)思路。在應急指揮中，地理信息系統(tǒng)（GIS）的價值和作用就在于對各種信息，如地形、人口、設(shè)施等的集成和可視化表達，通過數(shù)據(jù)的共享、分析和圖形表達，加快對事件的了解和應急處置過程。一、GIS在應急系統(tǒng)中的作用我國是一個自然災害、事故災難等突發(fā)事件較多的國家。各種突發(fā)事件的頻繁發(fā)生，給人民群眾的生命財產(chǎn)造成了巨大損失。政府采取了一系列措施，建立了許多應急管理制度。這些措施和制度對保護人民生命財產(chǎn)安全發(fā)揮了重要作用?！吨腥A人民共和國突發(fā)事件應對法》對突發(fā)事件的預防與應急準備、監(jiān)測與預警、應急處置與救援、事后恢復與重建等給予了明確的規(guī)定。在對突發(fā)事件應急指揮的各個階段中，也都需要GIS的支持。如在監(jiān)測預警階段，通過GIS，可以識別出明顯的或潛在的危險目標（如危險品倉庫、核電廠、地震斷層、低洼地帶、機場、碼頭、車站、橋梁、摩天大樓、輸油管、煉油廠等），并對其進行分類分級，再和人口密度、街道、管線、電力線等其它地圖數(shù)據(jù)一起，評估可能造成的損失。這樣，可以提前采取一些保護和預防措施，防止和減輕可能發(fā)生的突發(fā)事件所造成的后果。如確定危險目標臨近的建筑、公共設(shè)施、居住區(qū)；對危險品倉庫進行監(jiān)測；對高危樓房進行結(jié)構(gòu)加強，動遷，建立安全緩沖區(qū)；加強警衛(wèi)，限制隨便出入；限制車輛通行，修建新的橋梁等。在應急指揮階段，需要了解事件的影響范圍、復雜性和嚴重性，統(tǒng)計損失和傷亡情況，評估次生災害可能造成的進一步傷害，建立安全緩沖地帶，找到水閥、電閘的位置，切斷電源、受污染的水源等。還要安排搜救人員和設(shè)備，組織人員的疏散和安置，建立現(xiàn)場指揮所，組織醫(yī)療、后勤和治安，對環(huán)境（有毒氣體）進行監(jiān)測等。

在輔助決策階段，通過空間分析，可以了解事件發(fā)生周圍的人口、建筑、危險源、應急物資、周邊醫(yī)院、避難場所等信息，使應急指揮人員及時了解事件周邊信息，為應急指揮人員的指揮調(diào)度提供科學的依據(jù)。同時，還可為應急指揮人員提供救援路徑、人員疏散路徑，做到快速的應急指揮調(diào)度，減少事件產(chǎn)生的影響，保證人民群眾的生命和財產(chǎn)安全。應急保障資源的空間化管理，可以使應急指揮人員及時了解應急救援物資的空間分布情況和物資的類型、數(shù)量等信息，使在應急指揮中可以最短時間調(diào)度相關(guān)的救援物資到達現(xiàn)場。在災后恢復和重建階段，恢復期內(nèi)，可以用手持設(shè)備、GPS定位毀壞的設(shè)施、確定傷害類型和數(shù)量，排出優(yōu)先級；配給中心按人口和每個地區(qū)受傷害的類型，給安置點發(fā)放水、食物、藥品、衣被。重建期內(nèi)，要恢復所有的服務（街道、家庭、醫(yī)院、學校、供水、供電等）到正?；蚋玫乃?，可以用GIS來跟蹤和顯示重建的計劃和進展，輔助重建資金的預算、分配和記錄。二、基于GIS支持下的,二、基于GIS支持下的,應急指揮系統(tǒng)案例以東方正通北京市房山區(qū)應急指揮平臺為例，通過調(diào)用北京市信息資源中心的基于OGC標準的MMS/WFS以及圖片引擎服務接口與房山區(qū)本地的與應急相關(guān)的空間信息進行疊加，為房山區(qū)的應急指揮提供了統(tǒng)一的空間信息。在此基礎(chǔ)上，房山區(qū)應急指揮平臺利用GIS平臺，實現(xiàn)了基于GIS的應急指揮，主要功能包括:（一） 地圖基本展示政務電子地圖、政務信息圖層、遙感影像疊加，完成放大、縮小、漫游、快速定位、全圖等空間操作。（二） 空間查詢實現(xiàn)對政務電子地圖、政務信息圖層、專業(yè)圖層的空間到屬性查詢，和屬性到空間的查詢。區(qū)域查詢根據(jù)區(qū)域（如區(qū)縣、街道等）進行定位查詢，點擊其中的任意區(qū)縣、街道，主地圖將自動定位到所選擇的區(qū)域范圍。定點查詢?nèi)缓髮⑹髽艘苿拥降貓D顯示范圍內(nèi)，在需要查詢的位置點擊鼠標，獲得查詢的地理范圍，同時彈出查詢的屬性結(jié)果框。屬性查詢根據(jù)屬性字段進行模糊查詢，可以查詢到相應的屬性結(jié)果，主地圖將自動定位到所查詢的要素的區(qū)域范圍。多邊形查詢提供矩形、圓形、以及多邊形查詢的方式進行屬性信息的查詢。（三） 空間分析疊加分析疊加分析是把分散在不同層上的空間屬性信息按相同的空間位置加到一起，合為新的一層。該層的屬性由被疊加層各自的屬性組合而成。例如：線為道路網(wǎng)，面為市區(qū)某區(qū)塊，則可得到該區(qū)內(nèi)道路分布狀況及密度、內(nèi)部交通流量、進入和離開交通量等。緩沖區(qū)分析緩沖區(qū)是根據(jù)數(shù)據(jù)庫中事物的點、線、面實體，自動建立其周圍一定寬度范圍內(nèi)的緩沖區(qū)多邊形。例如，查詢某一事發(fā)周邊3公里內(nèi)應急資源分布情況。(1)事故周邊影響分析查詢事故發(fā)生地點周邊指定范圍內(nèi)受影響的單位、企業(yè)、政府機構(gòu)分布情況。(2)事故周邊資源分析查詢事故發(fā)生地點周邊指定范圍內(nèi)應急資源分布情況。多維決策支持GIS中間件提供的決策支持服務，提供如下功能：1.事件展現(xiàn)在基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上以各種專題圖的形式發(fā)布各種突發(fā)事件、事件數(shù)據(jù)，并與其空間位置相聯(lián)系，實現(xiàn)突發(fā)事件、事件數(shù)據(jù)的地圖化、可視化，結(jié)合地圖數(shù)據(jù)進行事件、事件數(shù)據(jù)的檢索、查詢、分析，依據(jù)事件爆發(fā)點情況，生成擴散模型，分析事件的影響半徑，輸出周邊高危影響(范圍)分析信息。2.隔離區(qū)劃定在對突發(fā)事件展現(xiàn)、分析的基礎(chǔ)上，與社會、經(jīng)濟、自然等因素進行管理分析、劃定隔離區(qū)，并且對其影響進行跟蹤評估。資源調(diào)度與管理在進行資源調(diào)度時，我們首先可以通過GIS展現(xiàn)平臺獲取所需要的資源的空間位置