浅谈城市消防地理信息系统的设计

浅谈城市消防地理信息系统的设计
摘要：消防信息指挥系统是基于地理信息系统平台，以大型数据库组织规范化的数据，结合b/s（浏览器/服务器）和c/s（客户端/服务器）混合结构模型，采用目前最先进的3s技术，结合启动防火监控和微波传输，构建先进快捷的消防指挥网络体系。

消防局内部以及防火值班室均可在权限可许的前提下，通过局域网或广域网使用防火指挥系统；并且系统将实现与国家卫星防火监控中心以及省消防指系统得对接和数据共享，最终在一个系统的平台上，形成覆盖全市完整的消防指挥网络系统。

关键字：消防 gis 系统
中图分类号：tu998.1文献标识码：a 文章编号：
一、系统设计的主要模型
系统采用b/s和c/s混合结构模型，采用三层结构，动态提取信息的方式完成系统功能。

二、模块设计的开发与分析
1、基于视频监控的火点和人工报警实时定位
在重点防火区域设置电子监控系统，通过全天候全全方位电子摄像监控，将监控采集的影像信息通过微波传输方式传入指挥中心，指挥中心将接收到的监控视频信息显示出来，并可根据监控摄像机的方位角和仰角计算出监测点在电子地图上的位置并标识出来，根据各参数进行相关分析。

使用电子监控系统进行参数回转，
并于dem曲面相交，在已知摄像机的仰角和方位角的情况下，根据其高度和位置信息可求得其和dem高程数据的交点位置并在平面地形图上。

2、接警处理
火警信息主要有上级总站传下的卫星防火监控信息、人工台报警火点信息、短信上报以及其他途径上报的火警信息等。

防火办操作人员在值班过程中，若经核实确实发生火情，则将发生的火情情况登记在案，并上报相关领导，立即启动相应的扑火预案，为局领导组织灭火工作做准备。

系统可以记录防火值班记录和语音报警记录。

3、灭火补救辅助决策
实时数据录入：利用gps技术，将所采集的数据，分别使用自动或手动方式，定位在电子地图上，利用webgis技术来产生火点基本图、地形图，如火灾点，过火区边缘、交通道路、建筑群，并于相关的行政区划图、居民地信息进行叠加或单项显示和打印输出，为灭火补救方案和选择最佳路径的制定提供数据支持。

图上标绘动态指挥：在电子地图上反映当前时刻的火灾情情况，集火情信息和队伍的建立、更新、查询为一体，通过提供直观的表现方式供指挥员在扑火指挥使参考。

操作员在其上基础数据标绘、火场标绘、扑火作业标绘、扑火路线标绘等图形操作，并提供用户对地理要素图形的编辑修改功能。

同时完成标注的叠加及编辑功能。

对指挥员提供一个了解和管理火灾扑救全局以及实际指挥扑救
的平台。

系统可以迅速准确地测量出当前火场火线长度和面积。

信息查询：用于对当前扑火指挥态势图中各种基础空间数据、居民资源数据、防火专业基础数据等按属性进行查询，系统提供精确匹配、模糊匹配、高级多条件查询等多种查询方式，将满足条件的地理要素从空间数据中快速检索出来，并列表显示。

最佳路径的选择：通过数字地图、发生火点以及最近消防队伍的数据分析，选择最佳路径来实施灭火方案。

火场地势分析：系统在扑火指挥时对火场周围提供地形坡度、坡向数据以便指挥员决策扑火队伍通过路线，同时系统根据arcgis 强大的空间分析功能提供基于了望塔的通视分析，以便为扑火指挥提供更好的火场监测功能。

三维电子沙盘：火灾发生的突发性和地区的布确定性，对防火指挥的决策造成很大难度，仅仅在二维地图上无法了解实际地区的情况，很难制定适合的补救方案。

利用dem可以生成三维电子沙盘，并可以叠加遥感影像、数字地图等，可以进行漫游、飞行以立体动态方式直观为防火指挥进行服务。

火灾历史回溯：火灾回溯系统根据历史火灾队伍调配情况；在灭火指挥过程中用户可以放大、缩小地图，查询仓库、火场、隔离带等历史数据和图层属性数据，可以暂停，中止模拟过程；根据用户需要可以将整个指挥过程保存成功动画文件。

火势态图输出：为了能够及时向上级上报扑火态势及火情简报，系统提供图片输出功能，用户可以把当前时刻的气象、火情、扑火
队伍、扑火路线、隔离带等信息，加上规范的图例和制图要素指北针、比例尺、制图单位、制图时间等以jpeg的方式输出，在系统提供的界面中输出地图图号丙预览地图输出效果，以纸质方式输出当前态势。

4、火区蔓延推演
系统根据上报的火场实时数据按照火区蔓延模型生成火情发展趋势及火灾影响范围标绘预测火场轮廓，并与实时火场轮廓进行对比。

在模型中需要准备好影响火场发展的几个重要因素：燃烧物质、坡度、坡向、风向、风力，利用这五个主要影响因素为火情预测提供参考。

根据栅格计算模型提供的坡度危险度栅格图层中各栅格网格的燃烧危险点值，结合风向和风力，计算出火场的火头和两翼最大点位置，得到一个四边形。

再利用分形模型描绘出coch雪花曲线，最后在屏幕上绘制出该曲线。

5、损失评估
损失评估主要由三部分组成：基础信息的维护与显示模块展示适合经济数据库、历史火情以及灾情等内容。

模型运算包括灾害损失评估模型、损失预测模型及运算结果的查询和报表输出等。

文件管理模块式为了便于地图分析和文件调研而开发的辅助功能。

损失评估模型包括参数设置、模型运算、专题图制作和历史数据查询四个部分。

参数设置：根据历史灾情现有资料基本确定了损失率与过火面积和区域种类的函数关系或等级关系。

系统仅提供了根据国内外相
关资料确定的参考值。

用户可以根据实际情况，重新设置温度、湿度、风力及风向对损失率的修正系数。

模型运算：损失评估模型模拟火情，数值模型包括火区燃烧模型、各种信息处理模型、地学模型、分析核定模型、自然灾害应急评估与预评估模型、影响评估模型、灾情评定模型等。

对于每一类火情，系统调用不同的损失评估模型，并设计了火情方案时添加功能。

专题图制作：提供专题图制作功能，以火情数据表和运算结果表为依据，提供专题图制作菜单，供使用者操作各种专题图。

历史数据查询：损失评估模型的输出内容包括过火区域的受灾资产，财产损失以及财产损失率。

提供综合查询和图形查询两种查询方式。

6、防火统计分析
防火统计分析包括：火区档案、火灾统计表、火灾统计、日常报表四个部分。

火区档案：主要记录火灾案件、起火原因、肇事者、火灾损失等信息，对火灾过后对各项损失进行统计。

火灾统计表：根据自定义日期段以及相关条件，生成指定格式的火灾损失统计报表和火灾案件统计表。

火灾统计图：统计提供最近十年内和党建每月，根据火灾次数、火警等条件产生的火灾损失柱状图和饼状图。

日常报表：系统提供八种类型火灾报告表等防火办公众的日常
7、瞭望台、台辅助选址
主要利用三维通视分析功能来实现。

基站选址一般已知条件是基站可视能力，同时给定一个范围，寻找覆盖范围最广的点，通过多个点之间的分析，最终选择出一组能覆盖分析区域最多面积、资源面积最多，同时基站数又最少的组合，这样的组合就是该区域范围内的最理想的激战位置分布。

用不同方式区分显示分析区域的通视区和盲区，最终形成一个通视区和盲区有对比效果的分析结果。

三、遵循设计的标准与规范
该系统的防火各类项目与技术指标按照有关规定执行，设计标准与规范是为防火的信息分类、数据格式、处理流程、处理平台等工作指定的一系列规范化文件，内容包括防火信息的内涵及范畴的界定、命名、术语及代码约定、操作规范和规程等，对于规范防火信息系统建设具有重要意义。

四、结束语
城市消防信息系统经过小区域的试用，已取得了较好的效果。

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。

参考文献
[1]修文群.池天河城市地理信息系统[m] 北京：北京希望电子出版社，1999
[2]张新长.曾广鸿城市地理信息系统[m] 北京：科学出版社，
[3]修文群等地理信息系统数字化城市建设指南[m] 北京：北京希望电子出版社，2001
注：文章内所有公式及图表请用pdf形式查看。