基于GIS的城市应急疏散方案的分析与研究

目录
摘要 I
Abstract II
第一章绪论 1
1.1 研究背景与意义 1
1.2 国内外研究概况 1
1.3 论文的主要研究内容 3
第二章关键技术研究 4
2.1 应急方案 4
2.2 地理信息系统 5
2.3 Java语言 8
2.4 Struts架构 9
2.5 Hibernate中间件 10
2.6 本章小结 11
第三章基于GIS的城市应急疏散系统的需求分析 12
3.1 核心功能需求分析 12
3.2 系统用例图 14
3.3 角色描述 16
3.4 用例描述 17
3.5 本章小结 19
第四章基于GIS的城市应急疏散系统的系统设计 20
4.1 技术架构设计 20
4.1.1 表现层 21
4.1.2 应用层 21
4.1.3 实体层 21
4.2 模块结构设计 22
4.2.1 系统模块划分 22
4.2.2 基础信息管理 23
4.2.3 调度模块管理 25
4.2.4 方案管理 26
4.2.5 事故后果分析 28
4.2.6 GIS系统 29
4.2.7 系统工作流程 30
4.3 数据库设计 31
4.3.1 逻辑结构设计要点 31
4.3.2 物理结构设计要点 31
4.3.3 表设计列表 32
4.3.4 数据库规则 34
4.4 本章小结 35
第五章基于GIS的城市应急疏散系统的实现 36
5.1 开发技术选择 36
5.2 系统功能模块实现 36
5.2.1 危险源管理模块实现 37
5.2.2 方案管理模块实现 39
5.2.3 地理信息系统实现 40
5.3 数据库访问实现 42
5.3.1 视图的创建 42
5.3.2 数据库的连接 43
5.4 本章小结 43
总结 44
致谢 45
参考文献 46
1.3 论文的主要研究内容
本文以安全生产事故应急救援体系为研究对象，在借鉴国内外应急救援指挥系统的先进经验基础上，构建了基于GIS的城市应急疏散方案分析与研究，系统采用了应急方案技术、计算机电信集成技术、地理信息技术、网络通讯技术、数据库技术等实现了应急救援的科学化、合理化和智能化，从而最大限度地保障生命财产的安全。重点研究内容如下：
1）建立了应急救援指挥系统的总体框架。
2）建立应急方案。
3）建立了基于SuperMap的GIS系统。为救援中心提供快速、准确的地理位置定位，显示相应的属性信息，协助决策人员直观、形象地对事故地点以及周围环境进行分析，最终形成有根据的，准确的救援方案。
4）介绍了系统实现的主要技术，包括Java语言、Struts架构、Hibernate中间件技术、地理信息系统等。
第二章关键技术研究
本章简单阐述了系统开发中应用到的关键技术，包括开发系统所使用的应急方案、地理信息系统、Java语言、Struts架构和Hibernate中间件，作为系统开发所使用的主要技术环境。
2.1 应急方案
应急方案指面对突发事件如自然灾害、重特大事故、环境公害及人为破坏的应急管理、指挥、救援计划等。它一般应建立在综合防灾规划上。其几大重要子系统为：完善的应急组织管理指挥系统；强有力的应急工程救援保障体系；综合协调、应对自如的相互支持系统；充分备灾的保障供应体系；体现综合救援的应急队伍等。
应急方案的制定一般包含以下几个步骤：
1）调查研究：调查研究是制定应急救援方案的第一步。在制定方案之前，需对方案所涉及的区域进行全面调查，找出并识别潜在的危险。调查内容主要包括：危险性物品的种类、数量、分布状况；当地的气象、地理、环境和人口分布特点；社会公用设施及救援能力与资源现状等。
2）危险源评估。在制定方案之前，应组织有关领导和专业人员对危险源进行科学评估，以确定危险源目标，探讨救援对策，为制定方案提供科学依据。计划人员可以使用GIS查看大量的空间数据资料并查明危险区，着手评估危险事件（泄露或爆炸）和可能造成的后果。并在GIS地图上标示出危险源所在的位置及事故发生后影响的范围。
3）分析总结。根据所查明的危险区和其他地理资料数据（街道、管道、建筑物、居民区、仓库设施等），组织专人进行分类汇总，做好调查分析和总结，可以做出减灾、应急准备、应急反应和恢复规划，为制定方案做好资料准备。
4）编制方案。视救援目标的种类和危险度，结合本地区的救援能力，编制相应的应急救援方案。
5）科学评审。编制的方案需组织专家评审，并经修改完善后，报上级领导审定。
6）审核实施。方案经上级领导审核批准后，正式颁布实施。
应急救援方案的目的是为了在发生事故时，能以最快的速度发挥最大的效能，有序地实施救援，达到尽快控制事态发展，降低事故造成的危害，减少事故损失。应急救援方案是应急救援准备工作的核心内容，是及时、有效、有序地开展应急救援行动的重要保证。
2.2 地理信息系统
地理信息系统(简称GIS)是人类在生产实践活动中，为了描述和处理相关地理信息而逐渐产生的计算机系统。GIS是在计算机的支持下，对具有地理特征的空间数据进行采集、存储、检索、模拟和分析，生成并输出多种空间和动态的地理信息，从而为地理研究、环境监测、交通运输以及城市规划等提供新的知识圃。GIS以其混合数据结构和独特的地理空间分析功能独树一帜，在各行各业得到越来越广泛的应用。
一个完整地GIS主要由四个部分构成，即软件系统、地理空间数据、系统开发、管理和使用人员。
1）软件系统：是地理信息系统运行所需的各种程序，包括：计算机系统软件、地理信息系统软件和应用软件。
2）地理空间数据：地理空间数据是GIS的重要资源与基础，是系统分析加工的对象，它一般包括三个方面的内容：空间位置坐标数据、地理实体之间空间拓扑关系和相对应空间位置的属性数据。
3）系统开发、管理和使用人员：GIS是一个复杂的系统，它从设计、建立、运行到维护的整个生命周期中，处处都离不开人的作用[3]。
地理信息系统的基本功能：
（1）数据输入。将地理信息系统所需的各种数据以计算机能够识别的格式进行输入与存储，并保证这些数据在内容和空间上的完整性、数值逻辑一致性与正确性等。通常可以用键盘、数字化仪、扫描仪等将不同数据源的资料转换成计算机能够识别的格式。
（2）数据处理。主要包括数据格式化、转换、综合。数据格式化是指不同数据结构的数据间变换，数据转换包括数据格式转化、数据比例尺的变化等，制图综合包括数据平滑、特征集结等。
（3）数据存储与组织。这是建立地理信息系统数据库的关键步骤，涉及到空间数据和属性数据如何构造和组织以及如何将空间数据与属性数据融合为一体，使其便于计算机处理和用户理解等。其中栅格模型、矢量模型或栅格/矢量混合模型是常用的空间数据组织方法，空间数据结构的选择在一定程度上决定了系统所能执行的数据与分析的功能。
（4）空间查询与分析。空间查询与分析是地理信息系统的核心功能，也是地理信息系统与其他计算机系统的根本区别。
空间查询主要完成：
① 从地理位置检索物体及其属性或从属性条件集检索空间物体。
② 拓扑空间查询，这是根据空间目标之间的拓扑关系进行查询，比如检索某河流上的所有桥梁、某区域内所有医院的分布点等。
空间分析主要通过空间数据和空间模型的联合分析来挖掘潜在信息，它使得地图图形信息以及其他相关信息的利用深度和广度大大增强，用户可以从中获取很多隐含信息和知识，从而提高了系统的决策能力。空间分析一般包括：空间信息测量与分析、叠置分析、统计分析、地形分析、缓冲区分析、网络分析等。
5）图形显示与输出。地理信息系统为用户提供了许多用于地理数据表现的工具，可以将用户的查询结果或分析结果以合适的方式表现出来，输出形式可以是计算机屏幕显示、打印机输出或者绘图仪输出等[4]。
一个典型的地理信息系统流程如图2-2所示：

图2-2 GIS构建流程图

<%@ page language="java" import="java.util.*" pageEncoding="UTF-8"%>
<%
String path = request.getContextPath();
String basePath = request.getScheme()+"://"+request.getServerName()+":"+request.getServerPort()+path+"/";
%><!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN">
<html><head><base href="<%=basePath%>"><title>无标题文档</title><link href="css/common.css" rel="stylesheet" type="text/css" /><style>td{border:0px;padding:5px;}.text2{ width:80px}</style></head><body><div style="width:400px;margin:100px auto"><div class="head">应急救援管理系统</div><div class="main"><form action="j_spring_security_check" method="post"><table width="100" border="0"><caption>用户登录</caption><tr><td colspan="2"></td></tr><tr><td class="right">用户名</td><td><input name="j_username" type="text" class="text" id=""/></td></tr><tr><td class="right">密码</td><td><input name="j_password" type="password" class="text" id=""/></td></tr><tr><td colspan="2" class="center"><input type="submit" class="btnsave" value="Login"/></td></tr></table></form></div></div></body></html>

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