1、前言
由于社会经济的高速增长，城市建设的种类和数量在不断增加，人口居住得越来越密集，各种燃烧物的种类与性质日趋复杂，建筑结构、道路布局、水源分布等要素中的不定因素大大增多，这些都给消防部队灭火救援活动增加了难度。现代消防通信指挥系统则是基于(GIS、GPS)以及手机移动定位等技术，根据城市当日灾害事故形势和应急救援需求以及现场动态，实施总体指挥和控制，以协调有限的消防力量和本地其他救灾力量，或争取和协调异地消防资源和力量的增援，防止人为扩大灾害事故的社会经济影响。
2、GIS技术简介
随着计算机技术和信息系统技术的不断发展和成熟，1963年，加拿大测量学家将这两种技术综合应用于地理科学，首先提出“地理信息系统”（GIS）这一术语。GIS技术是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件技术的支持下，用于对地理空间数据的获取、存储、管理、传输、检索、分析和显示，以提供对空间对象进行决策和研究的人——机系统。在这种方法原理的引导下，加拿大测量学家建立了世界上第一个实用的地理信息系统“加拿大地理信息系统”。由于GIS技术的显著成效和良好的发展前景，在1998年，时任美国副总统的戈尔提出了“数字地球”这一新概念，更掀起了应用研究的新高潮。
我国自20世纪70年代中后期开展地理信息的研究与应用工作以来,GIS技术已几乎渗透到国民经济的各个部门，影响和改变着我们的生产、生活和工作方式。目前GIS已经在地形图与专题制图、城市规划与市政工程、土地利用与规划、资源环境评价、地震灾害预测研究、生物资源保护与利用等诸多领域得到了广泛的应用。据世界发展银行的初步估算，目前全球与地理信息系统相关的产业值超过100亿美元，我国的相关产业也发展迅猛，估计已超过3000万美元。
3、当前消防通信指挥面临的问题
长期以来，在火场上的指挥员主要靠经验和直觉指挥部队实施抢险救援活动，火场指挥往往具有很大的盲目性，缺少临场指挥的科技依据，因此灭火救援的成功率和效率较低。为了把人员伤亡和火灾损失控制在最小程度，这就要求消防部队具有高效的指挥系统和科学的决策系统。最近，我国大部分省市的消防指挥中心都引进了GIS电子地理信息系统和GPS卫星定位系统，并在此基础上建立符合本地情况的消防通信指挥辅助决策系统，取得了一定的实际应用效果。已经正式投入使用且成果显著的系统如公安部消防局组织开发的“基于GIS化学事故处置辅助决策系统”，上海消防总队、南京消防支队、成都消防支队等都建立的“119消防力量调集辅助决策系统”。
不过，基于GIS技术的消防指挥调度系统大多具有技术先进、功能多、系统大、十分昂贵等特点，对于遍布全国各地的许多区县级消防部队来说，他们人员紧张、消防资金有限、火灾起数较小且火灾数据量相对不大，如果也应用上述的大系统，会造成很大的浪费，不符合地方建设和部队发展的需要。因此如何兼顾通信指挥系统功能的完善性和前瞻性，又做到最大限度地节省财力、物力和人力，是当前消防指挥系统中存在的重要问题之一。
4、基于GIS技术的新型通信指挥系统
基于GIS技术构建消防通信指挥系统，首要因素是具备消防电子地图。我国大部分城市的消防指挥中心都购买了城市电子地图，但这些地图并不包括或包括很少消防信息，因此，必须按照消防通信指挥的要求对地图重新组织和不断修订，才能为灭火救援所用。目前普遍采用世界标准信息可视化系统MapInfo技术作为GIS系统平台，并结合MapBasic、OLE自动化和MapX等开发GIS应用系统。
Mapinfo是美国Mapinfo公司1986年推出的桌面地图信息系统，至今已从最初的MapinfoforDos1.0发展到了MapinfoProfeional6.0。
Mapinfo产品定位在桌面地图信息系统上，与Arc/Info等大型GIS系统相比，因Mapinfo图元数据不含拓扑结构，它的制图及空间分析能力相对较弱，但对大众化的PC桌面数据可视及信息地图化应用来说，Mapinfo易学易用，价位较低，是一个优选GIS产品。Mapinfo提供了自己的二次开发平台，用户可以在平台上开发各自的GIS应用。二次开发方法归结起来有三种，它们是基于MapBasic的开发、基于OLE自动化的开发及利用MapX控件的开发。
在制作消防地图时，可以在MapInfo环境下直接标绘所需要的信息，绘制的地图信息，可以将每一种信息直接转换成一个MapInfo表，以便修改更新。GIS常用的地图数据结构主要有两种：栅格数据结构和矢量数据结构。在栅格数据结构中，地理实体使用网格单元的行和列作为位置标识符，常用于描述面状分布的地理要素；在矢量数据结构中，地理实体用一系列X、Y坐标作为位置标识符，常用于描述线状分布的地理要素。
为使消防指挥员可以更方便的在电子地图上了解一些专题情况，如市区的建筑位置、道路布局、消防水源（消火栓）的分布情况等，可以利用MapX控件制作专门的消防专题地图。与传统GIS专业性开发环境相比，像MapX这类组件式GIS系统具有小巧灵活、开发简捷、价格便宜等特点，而且以后会越来越大众化。用MapX开发的GIS系统运行速度快，但MapX并没能实现所有的Mapinfo功能(据称95%以上)，使用过程中也发现其存在生成或编辑地图能力及地理分析能力不足等缺陷。
为帮助消防指挥员建立灭火救援计算机辅助决策系统，必须建立储存、管理各种基础数据的数据库系统，oracle数据库是满足大型工程要求的数据库系统，并且可以与MapInfo系统方便的链接。针对小型系统可以采用微软的Acce数据库更为方便。
在力量调集模型中，消防中队和消防车在奔赴灾害现场的过程中是动态的，其位置是随时间变化的函数，为使消防指挥员随时掌握消防力量状态，地图中表示消防力量的图元需要不断更新。在基于GIS的灭火救援辅助决策系统中，可以利用VC++或VB等面向对象语言，调用MapX控件的动态（Animation）图层功能，最初将AnimationLayer设置为null。向Layer对象分派属性以使图层成为动态图层，当消防车在行驶过程中，通过GPS卫星定位技术，将消防车的动态坐标不断传输到系统接受装置，系统根据消防车的位置，如果将表示消防车的图元储存在动态图层而不是常规图层，地图对经常改变的地方，将更快的重新绘制。
5、结论
新型消防通信指挥系统是建立在GIS技术的基础上，综合了多种学科和现代科技成果，相互的关联关系错综复杂。要确保系统流畅运行，还得进一步增强GIS技术的实用性，建立并完备系统的智能化模式结构、基础数据库、操作平台和应用软件等内容。为提高我国公安消防部队应对各种突发性灾害事件的能力，减少社会承受的灾害损失，大力建设合理科学的新型消防通信指挥系统，对于从理论体系、应用价值以及发展前景等方面，都将有着非常重要的意义。
摘 要：GIS作为消防通信指挥系统功能的主要支持模块，是现代通信技术的一个辅助系统，可实现消防地理信息的查询。利用GIS，配合其他系统模块，在灭火救援现场就可以得到大量有用信息，为现场指挥员临机指挥、定下决心等环节提供有力依据。
关键词：GIS 消防通信 灭火救援
一、前言
随着社会经济的飞速发展，城市规模不断扩大，人口密度越来越高，各种燃烧物的种类与性质日趋复杂，建筑结构、道路布局、水源分布等要素中的不定因素大大增多，这些都给消防部队灭火救援工作增加了难度。消防部门担负着保护生命和财产安全的重任，但其可利用的资源却十分有限。如何有效利用可获取的、有价值的信息对消防工作是至关重要的，而GIS恰恰为消防部门提供了宝贵信息。
二、GIS技术简介
GIS技术是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件技术的支持下，用于对地理空间数据的获取、存储、管理、传输、检索、分析和显示，以提供对空间对象进行决策和研究的人—机系统。在这种方法原理的引导下，加拿大测量学家建立了世界上第一个实用的地理信息系统“加拿大地理信息系统”。由于GIS技术的显著成效和良好的发展前景，在1998年，时任美国副总统的戈尔提出了“数字地球”这一新概念，更掀起了应用研究的新高潮。
我国自20世纪70年代中后期开展地理信息的研究与应用工作以来，GIS技术已几乎渗透到国民经济的各个部门，影响和改变着我们的生产、生活和工作方式。目前GIS已经在地形图与专题制图、城市规划与市政工程、土地利用与规划、资源环境评价、地震灾害预测研究、生物资源保护与利用等诸多领域得到了广泛的应用。
三、当前消防通信指挥面临的问题
长期以来，灾害现场的指挥员主要靠经验和直觉指挥部队实施灭火救援活动，现场指挥往往具有一定的盲目性，缺少临场指挥的科技依据。因此灭火救援的成功率和效率较低。为了把人员伤亡和火灾损失控制在最小程度，这就要求消防部队具有高效的指挥系统和科学的决策系统。
目前，我国大部分省市的消防指挥中心都建设了GIS和GPS，并在此基础上建立符合本地情况的消防通信指挥辅助决策系统，取得了一定的实际应用效果。通过简单易用的人机交互界面， GIS技术为消防工作提供强大的功能。因此，GIS技术可以被非 GIS 专业人士使用，用于完成火情分析，行动计划制定和快速行动实施。这些工具使指挥人员迅速准确地得到相关信息，如：抢险救援防护设备，消防实力，车辆状态，行动路线等。
不过，基于GIS技术的消防指挥调度系统大多具有技术先进、功能多、系统大、十分昂贵等特点，对于遍布全国各地的许多区县级消防部队来说，人员紧张、经费有限、火灾起数较少且火灾数据量相对不大，如果也应用上述系统，会造成一定浪费，不符合地方建设和部队发展的需要。因此如何兼顾通信指挥系统功能的完善性和前瞻性，又做到最大限度地节省财力、物力和人力，是当前消防指挥系统中存在的重要问题之一。
四、基于GIS技术的新型通信指挥系统
基于GIS技术构建消防通信指挥系统，首要因素是具备消防电子地图。我国大部分城市的消防指挥中心都购买了城市电子地图，但这些地图并不包括或包括很少消防信息，因此，必须按照消防通信指挥的要求对地图重新组织和不断修订，才能为灭火救援所用。目前普遍采用世界标准信息可视化系统MapInfo技术作为 GIS系统平台，并结合MapBasic、OLE自动化和MapX等开发GIS应用系统。
Mapinfo产品定位在桌面地图信息系统上，与Arc/Info等大型GIS系统相比，因Mapinfo图元数据不含拓扑结构，它的制图及空间分析能力相对较弱，但对大众化的PC桌面数据可视及信息地图化应用来说，Mapinfo易学易用，价位较低，是一个优选GIS产品。Mapinfo提供了自己的二次开发平台，用户可以在平台上开发各自的GIS应用。二次开发方法归结起来有三种，它们是基于MapBasic的开发、基于OLE自动化的开发及利用 MapX控件的开发。
为使消防指挥员可以更方便的在电子地图上了解一些专题情况，如市区的建筑位置、道路布局、消防水源(消火栓)的分布情况等，可以利用MapX控件制作专门的消防专题地图。目前消防部队推广使用的《化学灾害事故辅助决策系统》就是运用此控件维护电子地图信息，效果很好。与传统GIS专业性开发环境相比，像MapX这类组件式GIS系统具有小巧灵活、开发简捷、价格便宜等特点，而且以后会越来越大众化。用MapX开发的GIS系统运行速度快，但MapX并没能实现所有的Mapinfo功能(据称95%以上)，使用过程中也发现其存在生成或编辑地图能力及地理分析能力不足等缺陷。
五、GIS在消防信息化中的应用
(1)在119接处警中的应用。
GIS作为在119中运用的最早也是最能体现成果的技术，目前运用得比较成熟。GIS作为火警受理和智能决策系统有力的辅 助手段，主要完成报警信息定位、GPS定位、信息查询统计、数据的分析显示，能够利用GIS系统准确、迅速确定报警人的地点及火灾位置，通过优化择选和计算能确定最佳行车路线，另外通过车辆GPS定位系统，能够在地图上实时观察车辆的行车轨迹，以判断车辆是否按照指定的路线行驶。
(2)在消防规划中的应用。
由于GIS基于图形方式，相关信息内容比较详细、精确，并且在计算机上能比较直观地反映各种数据实图，可以及时进行各种消防重点单位的选址、规划、建设，消防站点的规划，以及消防水源的建设规划。通过将各种规范数据输入计算机，GIS系统将自动判断出规划的合理性及计算间距。以改变传统人为判断的失误和不准确。
(3)在分析消防信息数据中的应用。
利用GIS可以在地图上直观地反映区域、行业火灾分布情况统计分析火灾数据，以便于制定科学的措施和对策，减少火灾事故的发生。同时，通过建立基于GIS的火灾隐患信息管理系统进行火灾隐患分析，既能形象地反映情况，又能便于动态管理，通过一些信息查询、分析评价与科学决策，能够对于城市突发性事件进行科学预测，便于消防、安监等部门有针对性地加强督查工作。
(4)制定灭火预案中的应用。
由于GIS内容丰富，目前许多系统采用的是影像甚至立体图形，便于指挥人员从空中了解观察周围情况。对于指挥员综合各种因素，制定有效的灭火预案有极大的帮助。
(5)GIS正朝着网络化、虚拟现实、多媒体及三维方向发展，开发网络模拟演练系统将是不远的现实，通过网上各种综合数据，实现对火灾的判断、力量调度、车辆布置以及进攻方向等战术措施，可以测出火灾扑救成功与否。
六、结论
新型消防通信指挥系统是建立在GIS技术的基础上，综合了多种学科和现代科技成果，相互的关联关系错综复杂。要确保系统流畅运行，还得进一步增强GIS 技术的实用性，建立并完备系统的智能化模式结构、基础数据库、操作平台和应用软件等内容。为提高我国公安消防部队应对各种突发性灾害事件的能力，减少社会承受的灾害损失，大力建设合理科学的新型消防通信指挥系统，对于从理论体系、应用价值以及发展前景等方面，都将有着非常重要的意义。
阐述GIS技术的构成、发展情况，分析消防决策支持系统采用GIS技术的必然性，以及GIS技术在消防决策支持系统中的具体应用。
消防工作涉及到社会的方方面面，日常决策数据90％以上具有其空间特性，如何有效利用在日常管理工作中采集的数据，更有效地对监管单位进行管理和在灾情发生后消防部队处置灾情时的决策指挥，GIS比其它技术有着许多优势。目前，虽然GIS系统在消防119通信指挥等系统中有所应用，但GIS的许多深层次的功能没有被开发，运用GIS技术来实现决策支持应该认真研究，并加以更好的应用。
1 什么是GIS?
GIS(Geotaraphical lnformation Systems)即地理信息系统，在我国又称为资源与环境信息系统。在国际上虽然许多学者对GIS有不同的表述，但其基本概念是大体相同的。地理信息系统是利用计算机存贮、处理地理信息的一种技术与工具，是一种在计算机软、硬件支持下，把各种资源信息和环境参数按空间分布或地理坐标，以一定格式和分类编码输入、处理、存贮及输出，以满足应用需要的人—机交互信息系统。它通过对多要素数据的操作和综合分析，方便快速地把所需要的信息以图形、图像、数字等多种形式输出，满足各应用领域或研究工作的需要。地理信息系统在国民经济建设中得到了广泛运用，特别是在地域开发、环境保护、资源利用、城市管理、灾情预测、人口控制和交通运输等方面发挥着积极的作用。GIS技术发展，基本反应了IT技术的总体发展过程。自20世纪70年代以来，GIS技术发展大致经历了三个主要阶段：一是以大型机与UNIX为平台的专业式ProfeionalGIS；二是以PC机为平台的桌面式Desktop GIS；三是以网络(Internet／Intranet)和Client／Server为技术平台的网络GIS、移动式或无线通讯式GIS。随着网络及通信技术的不断发展，网络GIS、移动式或无线通讯式GIS技术，已是空间信息整合技术的主导方向。主要由下列8个部分构成：
(1)空间数据库和信息(属性)数据库，构成GIS的核心；
(2)在核心的外围，有图形显示系统，即用数据库中所选元素，是形成图形基础，这是基础部分之一。
(3)地图数字化系统，实现所有图形的数字化，这是基础部分之二。 (4)数据库管理系统，为GIS的逻辑部分，用来分析信息数据。 (5)地理分析系统，分析数据空间的位置关系。 (6)图像处理系统，这是遥感信息和统计分析部分。
(7)空间统计分析系统，也即是传统统计和空间数据统计分析。
(8)决策支持系统，这是GIS最重要的高级系统，包括决策、管理和跟踪，是人工智能的基础。
2 消防决策支持系统采用GIS技术的必然性。
(1)消防数据的主要特点：随着我国国民经济的高速发展，城市建设日新月异，城市人口密度、建筑密度不断增大，建筑高度不断增加，不论是大到消防队(站)、消防安全重点单位，还是小到消火栓等，共同的特点都具有空间分布的特性，地理信息系统具有把各类信息置于空间分布中进行管理和综合分析的能力，十分符合消防数据多样化、大空间的管理特点，尤其是空间数据库技术与WebGIS技术的应用，一方面使地理信息系统管理海量数据成为可能，另一方面使地理信息系统走向大众化。将这些信息化高新技术引入消防信息系统，可以准确地处理火灾报警，合理高效地利用消防资源，提高消防部队的整体作战能力。
(2)目前消防三级网络已经基本建成，为地理信息系统在消防中的应用奠定了基础，依托消防三级网络，采用先进的地理信息系统技术、空间数据库技术和WebGIS技术，建立准确、全面和规范的地理信息系统，并使其与现有的消防业务有机结合，使消防资源信息与空间信息的管理融为一体，多层次、多方位直观地显示相关信息，提高各消防部队的快速响应能力和协同作战能力。
(3)消防决策支持系统的基石是各类海量信息，这些信息包括空间地理信息，也包括大量与空间信息密不可分的属性信息。通过GIS技术可直观形象地管理和查询这些信息。
(4)通过GIS技术，可对地理空间数据进行分析处理，并能与数值模型计算相结合，使防灾模型计算的结果能更形象直观的表达。
(5)GIS技术特有的网络分析、空间分析等功能与数据挖掘技术结合，为消防决策指挥提供科学依据。
3 GIS技术在消防决策支持系统中的具体应用 3．1 提供形象直观的消防资源信息
地理信息基于图形方式可以管理各种消防资源信息：包括消火栓、天然水源、人工水源、消防码头、地下输水管道和可燃气体管道信息；可以有效地、可视地管理消防重点地区、重点单位、重点部位、消防实力、化学危险品和抢险救援预案等数据库；能与当地电话号码信息库相关联，接警时能随时正确反映报警电话的位置、单位或名称，正确反映起火单位周围的客观情况，并能快速传输到中队终端，在出动命令单上，既包括起火单位名称、地址、燃烧物质等文字内容，还包括火灾单位所在位置的地图信息。
3．2 有效管理消防安全重点单位的信息
地理信息系统不仅可以管理图形数据，还可以管理属性数据、多媒体数据，因此采用地理信息不仅可以反映重点消防单位的位置，而且可以与重点单位的方略图、平面图、立面图、作战图和视频图像等信息关联，利用地理信息可以图形化地制定灭火作战预案，预案就是针对重点消防单位而预先制订的消防方案。借助建筑设计的电子文档、设计图纸或后期人工绘制的图纸，把车间、仓库、房间和通道等管理起来，可以方便地利用地理信息系统提供的丰富内容进行预案制作，预案由文字信息和图形信息两部分组成。文字信息描述预案的基本情况，包括预案的内容、处置方案、警力构成、装备、警力布置和联系方式等；图形信息用于描述保护对象的建筑平面图、警力布置图等。所有预案信息都存储于数据库中形成预案数据库。当发生火灾时可以快速调用这些信息资源，从而为灭火作战提供有力的行动指南，能做到系统、科学地处置灾情。
3．3 在灾情监视中的应用
目前，许多城市为了便于观察火情而增设了高空隙望系统，高空隙望因为瞭望点少而城市地域大，一般不能立即找到起火地址，仅靠人工搜索定位难、速度慢，影响指挥决策。采用地理信息系统，通过与高空隙望系统地关联，可以使高空隙望系统能具有自动搜索定位功能，在确认起火地点后，高空隙望摄像机就能自动搜索到起火地点，并加以定位，这样可使中心的指挥更加直观、更加具有针对性。
3．4 在灭火救援战斗过程中的应用
消防中队终端可以打印关于火灾的相关文字，起火单位周围的电子地图，通过在消防车上安装GPS，在指挥中心的地图上能及时观察到车辆行进路线和具体所在位置，并且可以随时指挥纠正。在中队指挥车上配备计算机，消防地理信息系统不仅能在出动命令上显示，还能直接在计算机上显示，遇有消防重点地区、消防重点单位、消防重点部位火灾爆炸或化学灾害事故救援，能直接查阅处置预案和处置方法，高空隙望自动搜索到的灾情发展变化情况能传输到计算机上，这样，使消防中队在出动途中，指挥员就可以根据火势和消防地理信息系统提供的信息，预先下达战斗车辆编成或灭火救人的命令。
3．5 在城市消防规划中的应用
由于地理信息系统基于图形方式，相关信息内容比较详细、精确，并且在计算机上能比较直观地反映各种数据实图，可以及时进行各种消防重点单位的选址、规划、建设，消防站点的规划，以及消防水源的建设规划。通过将各种规范数据输入计算机，地理信息系统将自动判断出规划的合理性及计算间距，以改变传统人为判断的失误和不准确。
3．6 在灾害预测方面的应用
一是统计分析火灾数据，基于以前的统计都是简单、枯燥的文字说明，不如图形的直观、醒目，利用GIS可以在地图上直观地反映区域、行业火灾分布情况，以便于制定科学的措施和对策，减少火灾事故的发生。二是分析火灾隐患，通过建立基于GIS的火灾隐患信息管理系统，既能形象地反映情况，又能便于动态管理，通过一些信息查询、分析评价与科学决策，能够对于城市突发性事件进行科学预测，可以产生非常明显的社会效益和经济效益，为各级政府决策提供科学依据，便于各级安全监督部门有针对性地加强督查工作。消防决策支持系统中利用GIS技术的趋势消防决策支持系统是一个庞大的软件系统，需要结合GIS技术、数据仓库技术、数据挖掘技术、数值模型和专家系统等，怎么把这些技术方法无缝的结合到一起形成统一的消防决策支持系统是需要重点考虑的问题。具体到GIS技术方面，要考虑采用哪些GIS的新技术?GIS技术发展趋势如何?要从以下几个方面进行考虑：
(1)GIS技术应用体系结构的发展趋势：桌面GIS，C／S结构的GIS，WEBGIS体系结构的对比分析。
(2)GIS数据库技术的发展趋势：文件管理地理数据到空间数据库的发展，以及新的基于面向对象的空间数据库模型。
(3)GIS软件平台的开发新技术：传统的一体化开发技术到组件技术的发展，组件技术与传统技术相比较使用户更加容易应用于工作实践中。
(4)GIS系统数据源获取的发展趋势：利用摄影测量技术、遥感技术、全球定位系统技术的新成果来获取数据。
5 结束语
总之，消防地理信息系统的建设能够更有效地利用警力、信息、资源等，实现消防指挥和管理的现代化和自动化，提高消防作战能力，最大可能地减少火灾造成的直接和间接损失，保护国家和人民生命财产的安全。
