防灾减灾工程学 教学ppt课件 第26章　城市灾害管理信息系统.ppt

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1、在线教务辅导网：http:/,教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网,QQ:349134187 或者直接输入下面地址：,http:/,16037-23a,主编,第26章城市灾害管理信息系统,26.1建立城市灾害管理信息系统的基本原则26.2城市灾害管理信息系统的功能26.3城市灾害管理信息系统的结构26.4城市灾害管理信息系统概念设计26.5城市灾害管理系统的建立26.6北京后沙裕灾害管理系统示例,26.1建立城市灾害管理信息系统的基本原则,(1)标准化。各类信息的分类编码、数据交换格式、数据内容与组织应严格遵循现有的国家标准、行业标准和地方标准。(2)开放性。必须面向空间信息的服务、分发

2、、交换、更新和共享，能够方便地为各种应用系统提供动态信息支持。(3)可扩展性。数据库及管理系统的功能应可以方便地进行扩充，系统具有可持续维护和发展的能力。(4)先进性。系统建设中应积极运用新技术，充分利用遥感、GIS、数据库及网络技术等方面的最新发展成果。(5)实用性。系统建设必须以实用性和可靠性为基本原则，保证能尽快地投入实际运作，发挥作用。(6)安全性。城市管理信息安全性十分重要，系统设计与建设中应充分考虑各种数据与资料的保密与安全，防止数据的非正常损失和丢失。,26.2城市灾害管理信息系统的功能,1.建立灾害信息数据库及城市基础设施数据库城市防灾减灾是一项涉及自然、社会经济的复杂的系统工

3、程，其中的城市灾害危险性分析、灾害传播方式、城市整体的灾害预测和损失估计，以及城市综合防灾对策和救灾对策等带有全局性的问题，需要包括城市的地理、地貌、水文、地质和生命线系统、人口状况在内的大型数据库。,26.2城市灾害管理信息系统的功能,2.城市灾害相关信息的查询和处理系统应具备强大的数据查询、统计功能，完成对现有的城市灾害综合管理中海量空间信息和非空间信息的更新、查询、检索、处理、分类管理和统计，根据查询或统计的结果生成满足要求的报表、图形等输出信息，并有效地利用这些空间信息为防灾减灾信息系统开发服务。(1)信息查询。(2)信息分析和评价。(3)显示和输出。,26.2城市灾害管理信息系统的功

4、能,3.评价城市防灾能力现状利用已建的城市基础设施及灾害信息数据库，结合相应的评价方法，对城市的防灾能力现状进行评价，找出薄弱环节加以重点建设。4.灾害预测及模拟每一种灾害均有自己独特的发生、发展规律，因此，应建立相应的模型对其加以评价。5.灾害风险分析及灾害预测城市灾害的发生虽然具有突发性，但其孕育过程却是相关因素积聚、耦合的结果。6.灾害损失评估城市灾害的直接后果就是造成人民生命财产的损失，可以根据灾害强度、影响面积、经历时间及承灾体状况等因素来进行灾害损失评估。,26.2城市灾害管理信息系统的功能,7.防灾减灾对策及决策支持系统针对各种灾害的特征与行为，在专家知识和系统数据库的支持下，融

5、合决策支持技术，研究开发城市防灾减灾决策支持系统，提出城市防灾减灾的对策，供用户选择。,26.3城市灾害管理信息系统的结构,(1)由于关于城市地理信息的影像数据非常有限，图形数据的主要来源为CAD图，所以系统的基础是CAD图导入到GIS系统形成城市地图信息的图形数据库，用于城市地图的管理。(2)属性数据库有专门的数据库管理系统来管理，构成管理信息系统(MIS)，用于各种防灾资料的管理以及办公信息处理。(3)系统的核心是图形数据库与属性数据库的链接，通过图文链接完成在地图环境中管理防灾资料。(4)MIS与GIS通过图文链接，构成“所想即所得的地理管理信息系统(GMIS)，用于地图管理和防灾资料管

6、理两系统的融合。,26.3城市灾害管理信息系统的结构,(5)以图文链接为桥梁，GIS与地理相关的决策支持系统构成地理决策支持系统(GDSS)；此时，地理信息系统为决策支持系统的数据源，决策支持系统的结果再返回到地理信息系统显示，用于宏观规划辅助决策。(6)基于知识的系统(Knowledge-Based System，简称KBS)通过属性数据库融入整个系统；此时，属性数据库为基于知识的系统的数据源，基于知识系统的决策结果再记入属性数据库，用地理管理信息系统(GMIS)来管理，用于微观防灾设施技术决策。,26.3城市灾害管理信息系统的结构,图26-1城市灾害信息管理系统结构注：图中箭头方向表示数据

7、流动方向；虚线框表示各部分所组成的子系统,26.4城市灾害管理信息系统概念设计,26.4.1系统的组成26.4.2系统数据库26.4.3系统应用模型与用户界面设计,26.4.1系统的组成,图26-2城市灾害管理信息系统组成,26.4.2系统数据库,(1)图像数据。包括城市卫星影像、远红外航空影像、有关建筑物的照片等。(2)观测数据。反映城市生态环境的有关数据，如地下水位，输水管网监测点的水质、水流量，房屋结构参数、工业“三废排放量等。(3)统计数据。涉及与各城市灾害类型，如洪水、地震、火灾、地面形变(地面沉降、岩溶塌陷、地裂缝)、风灾、泥石流、火山以及环境污染有关的自然与社会经济信息，包括全省

8、及主要城市范围内环境地质、地貌、气象、水文、工农业、交通、通信、人口、各项基础设施条件的基本数据。(4)历史灾害数据。全省及主要城市历次灾害发生的强度、频度、时空分布、引发的次生灾害、造成的伤亡和损失情况数据。(5)灾害背景图件。城市行政区划图、城市土地利用图、绿地分布图、断层分布图、地震烈度分区图、建筑和工程分布图、工程地质图、消防分布图等。,26.4.3系统应用模型与用户界面设计,1.系统应用模式(1)系统数据库应用。主要是对系统数据库进行查询、检索，并进行一些简单的统计计算，以获取有关城市灾害的基本信息。(2)系统产品应用。直接利用系统所提供的一些方案或产品，解决具体的城市灾害问题。(3

9、)系统分析应用。利用系统的分析工具及应用分析模型，输入或调入相关数据进行分析，得到城市灾害管理所需要的信息。2.用户界面设计用户界面设计要求简单直观、人机交互便捷，符合国家有关标准以及灾害管理的一些习惯，使系统容易掌握和操作，达到较好的应用效果。,26.5城市灾害管理系统的建立,26.5.1建立城市灾害管理信息系统的总体框架26.5.2系统数据库的组织与建立26.5.3系统功能模块设计,26.5.1建立城市灾害管理信息系统的总体框架,(1)数据库模块，包括图形数据库、属性数据库和专家知识库。(2)分析模块。,图26-3城市灾害管理信息系统总体构成图,26.5.1建立城市灾害管理信息系统的总体框

10、架,图26-4城市灾害管理信息系统的总体逻辑结构,26.5.1建立城市灾害管理信息系统的总体框架,图26-5城市灾害综合分析专业模拟构成图,26.5.1建立城市灾害管理信息系统的总体框架,26.5.2系统数据库的组织与建立,1.建库流程系统数据库组织和建立是最基本也是最费人力物力的工作，数据的丰富性、正确性及现实性直接关系到系统的应用效果。2.数据的分层组织城市灾害管理信息系统数据库主要包括两大部分：基础数据库与灾害数据库。,1.建库流程,图26-6空间数据库建库流程,2.数据的分层组织,1)基础数据库主要包括以下图层：Mrsid影像图层。属于栅格数据，采用高分辨率的美国商用遥感快鸟影像(Qu

11、ick Bird)，分辨率可达0.61m。等高线地形图层。通过转化为DEM(Digital Elevation Models)或TIN(Triangulated Irregular Network)得到城市的三维地形，用于洪水淹没模拟。房屋建筑物图层。包括所有房屋建筑物分布等，属性数据包括结构类型、用途、面积、建造时间、高度和电话号码等。道路街区图层。包括主干道、次干道及支路路网、路网节点等，属性数据包括名称、道路等级、长度、宽度和路面材料等。煤气管网图层。包括煤气主干管网及阀门分布图等，属性数据包括管网的管径、管材、埋设年代、接头形式、埋深、使用状况、流量和压力值等。其他如输油管或输料管等，

12、也可另设图层，其内容同煤气管图层。通信系统图层。包括通信枢纽楼、电视和电台分布图、通道(Duct)、缆线分布、通道空间(数)等，属性数据包括结构形式及各类主要通信设备和相应属性、电缆的通信能力(通道数)、各通道状态、埋深(或架设高度)、使用日期、所属控制箱等。,2.数据的分层组织,供电线路图层。包括电厂、变电站、电杆、电线等，属性数据包括型号、编号、容量、电压值、架设日期、电线的直径、埋设深度(或架设高度)、绝缘与否、相位数、长度和所属变电站(或所属区域)等。供水线路图层。包括水源、加压站、供水公司、供水管线等，属性数据包括名称、型号、接头、管径、长度和管材。排水管路图层。主要用于污水、雨水的

13、处理，其特点与煤气管相同，所以数据内容可参照煤气管网图层。水域图层。包括河流、湖泊、水库等水域分布，属性数据包括水源名称和常水位高度等。2)灾害数据库主要包括以下图层：医疗救护图层。包括卫生局、防疫站、医院、血库等分布，属性数据有名称、医疗器械名称及其数量和特点、急救车辆、后勤保障信息和电话等。重点消防单位图层。包括各类易燃易爆危险源分布及消防设施位置等，属性数据包括各类危险源的名称、特性与扑救方式，消防器械的数量与属性等。,2.数据的分层组织,危险源图层。包括压力容器、易燃易爆、化学物品、危险建筑物等图层，属性数据包括危险源的名称、从属单位、联系方式、特性与扑救方式、配备扑救器械的数量与属性

14、。消防力量分布图层。包括消防指挥中心、消防中队和消防栓分布等，属性数据有消防中队名称、消防器械名称及数量特点、后勤保障信息和电话等。空旷避难据点图层。包括公园、广场、草地等空旷避震场地，属性数据包括名称、容量、物资储备等。高地势避难据点图层。包括山岭等避洪场所，属性数据包括名称、容量等。政府机构图层。包括各级政府、公安、交警、环境等机构的分布与服务范围，属性数据包括名称、联系方式、责任人等。,图26-7数据库框架图,2.数据的分层组织,26.5.3系统功能模块设计,1.数据库管理模块2.灾害分析模块3.应用模型模块4.应急决策模块5.数据输出模块,1.数据库管理模块,(1)图层控制。主要指基础

15、与灾害专题图层的调用、选择、放大、缩小、自由缩放、平移及全图显示等。(2)智能查询。包括由图查属性，SQL属性查图，图形、属性联合查询，距离查询等。(3)基本编辑。主要指添加、删除、修改基础与灾害专题的点、线、面等对象，关联地修改属性数据。,2.灾害分析模块,根据城市的历史灾害情况，选取主要的灾种进行灾害分析，每一灾种对应一子系统，各子系统功能包括：灾情预测、灾害影响范围分析、疏散路径选择、救灾物资调配、灾害损失评估、灾后重建等。,3.应用模型模块,(1)平面分析模型：缓冲区分析模型；叠加分析模型；网络分析模型等。(2)三维分析模型：洪水淹没模拟模型(同时加载环游、旋转、放大、缩小等工具)。,

16、4.应急决策模块,以文本链接方式给出各种灾害的应急预案、防灾减灾规划等。,5.数据输出模块,(1)专题地图形式输出，按照一定的布局，通过打印机输出各种专题地图。(2)数据文件形式输出，将成果输出为数据文件，以利于保存和数据交换。,26.6北京后沙裕灾害管理系统示例,1.系统流程图和总体框架2.系统运行图示,1.系统流程图和总体框架,(1)系统流程图如图26-8所示。(2)系统总体框架。,(1)系统流程图,图26-8系统流程图,(2)系统总体框架。,1)基础信息子系统、灾害信息子系统。2)火灾分析子系统。3)地震分析子系统。4)洪灾分析子系统。5)应急决策子系统。,图26-9系统结构框架图,(2

17、)系统总体框架。,2.系统运行图示,(1)登录界面(如图26-10所示)。(2)运行界面(如图26-11所示)。(3)SQL查询界面(如图26-12所示)。(4)火灾蔓延分析(如图26-13所示)。(5)最短路径分析(如图26-14所示)。(6)避难据点选择(如图26-15所示)。(7)防灾规划图如图24-16所示。(8)淹没三维演示(如图26-17所示)。(9)制图排版(如图26-18所示)。,(1)登录界面(如图26-10所示)。,图26-10登陆界面,(2)运行界面(如图26-11所示)。,图26-11运行界面,(3)SQL查询界面(如图26-12所示)。,图26-12SOL查询界面,(4)火灾蔓延分析(如图26-13所示)。,图26-13火灾蔓延分析,(5)最短路径分析(如图26-14所示)。,图26-14最短路径分析,(6)避难据点选择(如图26-15所示)。,图26-15避难据点选择,(7)防灾规划图如图24-16所示。,图26-16防灾规划图,(8)淹没三维演示(如图26-17所示)。,图26-17淹没三维演示,(9)制图排版(如图26-18所示)。,图26-18制图排版,