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摘 要：“3S”技术作为近年来新兴起的技术，在许多方面有着广泛的应用。本文介绍了当前 “3S”技术在国内外的城市公共安全与综合防灾中的应用现状，探讨了这一技术在丹东市城市公共安全与综合防灾方面的应用前景。
关键词：“3S”技术公共安全综合防灾
Abstract: the "3S" technology in recent years as a new technology, has been widely used in many aspects. This paper introduces the current status ofapplication of "3S" technology in the domestic and foreign city public security and comprehensive disaster prevention, and discusses the applicationprospect of this technology in Dandong city public security and comprehensive disaster prevention.
Keywords: "comprehensive disaster prevention technology of public security3S"
中圖分类号：文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013
一、引言
近几年，我国城市化步伐不断加快，城市化水平大幅提高，城市化已成为我国经济社会发展的一个亮点。然而，随着城市数量的迅速增加、规模的急剧膨胀、人口的迅猛增长以及各种信息要素的快速积聚，城市公共安全方面的风险也急剧积累，一系列重大事故相继发生，如2003年肆虐全国的“非典”事件，2004年北京的密云灯会踩踏事件，暴雨和暴雪导致的交通瘫痪事件，四川汶川“5·12”大地震等。而与此相对应的是，我国各级政府对公共安全的管理相对落后，城市公共安全法律体系、管理体制、应急机制以及城市公共安全规划不健全，公共安全已经成为现代城市的重要威胁。因此，如何利用现有成熟的科学技术解决城市公共安全管理中遇到的实际问题，促进城市公共安全管理的信息化和科学化，是城市公共安全工作急需解决的重要课题。目前，我国已有一些城市运用空间信息技术，包括遥感技术（RS），地理信息系统技术（GIS）、全球定位系统技术（GPS）等用于辅助城市公共安全工作，取得了较好的效果。丹东市也是各种灾害多发地区，如何利用“3S”技术做好我市的防灾工作，是值得关注的问题。
二、“3S”技术与综合防灾
“3S”是地理信息系统(GIS)、遥感(RS)和全球定位系统(GPS)的英文缩写的简称。GIS是在计算机硬件与软件支持下，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，为规划、管理、决策和研究提供信息的空间信息系统；RS是利用遥感器从空中来探测地面物体性质，根据不同物体对波谱产生不同响应的原理来识别地物，它具有宏观、动态性、信息丰富等特点；GPS是通过同时对多颗卫星进行伪距离测量来计算接收机的位置，实现全球、全天候、高清晰度的定位。其中GPS和RS分别用于获取点、面空间信息或监测其变化，GIS用于空间数据的存贮、分析和处理，三者有机地结合在一起来应用，叫做“3S”技术。 “3S”技术的整体结合，构成高度自动化、实时化和智能化的地理信息系统，是适时采集、处理、更新空间信息，提供决策辅助信息的有力手段。
通常，“3S”技术在城市公共安全尤其是防灾减灾中的应用，主要包括利用遥感技术、GIS技术、GPS技术、计算机网络技术、数据库技术等实现对城市灾害的灾前早期预警预报、防灾救灾预案制订，灾害发生过程中的灾害实时监测、灾害损失快速评估，减灾抗灾的应急指挥调度、辅助决策等方面。在这些过程中，“3S”技术都大有用武之地，只要能够科学组织和大规模应用，完全可以实现对灾害过程的实时监测，从而为各级领导、各级部门的指挥调度、快速响应、联合行动提供可靠的依据。
三、丹东市的地理自然条件及其应用“3S”技术的意义
丹东市城市狭长、面山、临鸭绿江，整个地势为东北高、西南低。丹东市域地处东北暴雨中心，是北方降水量最大地区之一，年平均降水量在767～1152毫米，暴雨多，雨量大，洪水由暴雨造成，暴雨与洪水相应发生于6-9月份。丹东市城区主要有北东向鸭绿江断裂带，也是辽宁东部最大的断裂带，其次为北北向和北西向断裂带。地震基本烈度情况如下：7度烈度区包括丹东市城区、东港市城区及区域内23个建制镇；其余为6度烈度区或小于6度烈度区。本世纪以来，丹东地区内发生5.0级以上的地震计有4次，丹东临近地区发生6.0级以上地震3次，丹东市是国家重点抗震防灾城市之一。
因此，利用“3S”技术，建立丹东市城市公共安全与综合防灾信息管理与辅助决策系统，对保障人民生命财产安全有着重大意义。
四、“3S”技术在丹东市公共安全与防灾中的应用探讨
丹东市于2002年建立了“丹东城市基础地理信息系统”，系统旨在建立一个以数字化的城市基础地形图、以完善的基础地理空间数据生产体系和数据服务体系为主要结构的城市基础地理空间信息系统，为丹东市规划、建设、管理和社会各界提供完善、优质和高效的地理空间数据服务，为丹东市的信息化建设、城市公共安全尤其是防灾减灾提供良好的基础和支持。2003年布设了覆盖整个市区的D级GPS控制网，并建立了全天候的基站，为交通、环保、治安、消防、防灾等提供实时定位。
丹东市以GIS系统为基础，结合运用GPS和RS技术，有效地把丹东市基础地理信息，洪水、地震、地质灾害信息，武警、公安、消防、医院、防疫等各种应急救援力量的分布信息，城市交通信息，水、电、通讯信息，以及人防、实时指挥信息进行集成，提高对各类紧急事故的综合分析、制订应变方案、实时指挥能力，初步实现紧急事故处置决策的科学性和快速应变能力。贯彻平战结合、平灾结合原则，建立丹东市城市总体防灾系统、灾害预测系统和应急报警系统。切实保障城市的公共安全，提高预防和应对各种自然灾害的能力。
1、“3S”技术在城市洪涝灾害监测、评估中的应用
我国洪涝灾害的严重程度居世界各国之首，频繁的洪水灾害不仅造成巨大的经济损失，而且对社会的稳定和发展产生严重影响。因此，必须对洪涝灾害趋势进行分析预测，对灾区洪水进行实时监测，对灾情做出实时、快速评估，科学地制定防洪和减灾的对策。遥感技术的发展为洪水监测和灾害损失估算提供了有力、高效的手段。
遥感技术在洪水监测和灾害损失估算中的应用包括：一是建立数字高程模型(DEM )，这是洪水模型建立的基础；二是洪水演变的模拟演示，可以通过三维可视化技术和虚拟现实技术直观实时地模拟水灾的发展情况；三是灾后损失评估，应用卫星图片结合GIS矢量数据以及基础数据库可以对受灾面积和程度、损失情况进行评估。
2、“3S”技术在城市地震灾害监测、评估中的应用
地震是难以抗拒的自然灾害，给人类带来的损失极其严重。由于地震预报是世界性科学难题，所以城市抗震减灾、震时的紧急救援以及震灾的快速评估就成为目前减轻地震灾害的有效手段。利用遥感技术，可以快速、准确地获取数据，经过快速处理，不仅可以为城市抗震救灾的部署提供重要依据，也可为震时救援、震灾评估提供信息支持，提高抗震救灾的效率。
GIS在自然灾害的模拟与预测以及城市抗震防灾规划中的应用日益广泛。生命线工程是指维系现代化城市功能或区域经济功能的基础性工程设施，供水、供电、供气、电力、通讯、交通等是最典型的生命线工程系统，它们一般以网络系统方式覆盖整个城市或一个更大的区域范围。鉴于城市生命线地震反应的复杂性和系统性以及GIS在信息管理、空间分析、模型模拟方面的强大优势，基于GIS为开发平台的城市生命线地震反应仿真技术得以蓬勃发展。
“九五”期间，我国建立了多个城市防震减灾系统。建立了城市防震减灾系统后，一旦发生地震，就可以立即在地震灾区进行航空或卫星遥感观测，对遥感信息进行处理可获得地震区地震破坏后的信息，由地震前后的综合信息可生成地震区地震前后的三维景观图，对比地震前后的三维景观图，还可以得到一些重点建筑物破坏情况的各种数据，这不仅对制定抗震救灾计划十分有用，而且能够科学指导人员抢救工作，指导电力网、给排水网、油气输送管网、通信网的恢复与重建工作，以及科学制定地震区恢复重建方案和发展规划。利用遥感图像处理软件可以从这些高分辨率遥感影像中自动提取地物的形状、位置和属性等信息，能够轻易分辨出城市防震减灾工作中需要的基本要素、如建筑物、构筑物、道路和桥梁，从而节省大量的人力和财力。因此高分辨率卫星影像在城市基础数据获取与更新、震灾的快速评估和地震应急决策中有广阔的应用前景，利用高分辨率卫星影像进行城市防震减灾系统数据库的建设和更新也必将是今后的发展方向。
3、“3S”技术在城市火灾监测、评估中的应用
随着国民经济和社会的发展，城市火灾的发生呈逐渐增长的态势。城市火灾有别于其他灾害，它具有突发性、随机性等特点，一旦发生火灾或扑救不及时，就会给人民的生命财产带来巨大的损失。所以要认真贯彻“预防为主，防消结合”的方针，提高城市防火和灭火能力，保障人民生命和财产安全。国外一些发达国家把GIS、GPS、RS和通讯系统很好地结合起来，建成现代化的防火救灾体系，在城市消防中发挥了很好的作用。
从GIS系统的应用角度讲，消防工作中的80%以上的业务都不同程度的与图形、位置有关，而消防设施的分布、消防人员的移动等大部分信息都具有地理属性，借助于GIS技术强大的空间数据管理和空间分析功能，可以将庞大的地理位置信息、社会人口信息、历史统计数据及其他相关数据存储在计算机中，建成完备的城市消防空间数据库、城市消防减灾管理信息系统、“119”自动化指挥调度系统等，必要时可以迅速检查到有关信息，把各种信息相互叠加、组合利用，科学调度，可有效地参与城市防火的各项业务工作，最大限度地减少火灾损失。
在城市火灾监测中，可以借助于遥感图片和GPS技术实现对城市火场的准确定位；也可以利用高光谱遥感数据，实现对城市范围内各种规模火灾的精准监测。
4、“3S”技術在城市灾害应急指挥与决策中的应用
城市防灾减灾和公共安全涉及到众多的政府职能部门，如公安、消防、交通、人防、卫生防疫、地震、水利、气象和民政等，而传统的应急管理不具备系统性，无法实现防灾减灾资源配置的优化。因此，建立以“3S”技术为核心，基于现代计算机技术、网络技术等的城市应急救援联动系统(Urban Emergency Response System，UERS) ，已成为国内外各大中城市解决安全与紧急救援难题的主要措施之一。
UERS 通过集成的信息网络和通信系统集语音、数据、图像为一体，协调公安、消防、医疗、交警、民政、公共事业等政府职能部门，以统一的空间信息基础设施指挥平台和分布式城市应急共享联动系统为核心，为市民提供相应的紧急救援服务，可以统一指挥，快速响应，联合行动，为城市防灾救灾和公共安全提供保障和支持。UERS以遥感技术、GIS技术、计算机技术、网络技术、通讯技术为依托，通过城市信息化的建设，对城市的各种资源进行整合集成，实现资源共享，为公共安全信息管理系统建设带来新的机遇。
五、结束语
“3S”技术所具有的宏观性、实时性及动态性等特点，为城市公共安全提供了强大的技术支持，对城市公共安全事业的发展有着十分重要的意义。可以预见，随着“3S”技术和计算机技术的进一步发展，随着社会上下对于城市灾害和公共安全的日益重视，“3S”技术在城市防灾减灾和公共安全领域的应用将会越来越广、越来越深，从而为构建“以人为本”、“可持续发展”的和谐社会做出更大的贡献。
参考文献
江聪世，边馥苓.3S集成技术在广州农业中的应用研究[J]，测绘通报，2005（11）：25—28.
朱霞，黄全义，陈健. 突发公共事件应急平台的设计与实现[J]，四川测绘，2007（2）.
陈学全,谢毅.3S—应用领域十分广泛的高新技术[J]．安徽地质，1997，7(1)：52—54.
史明昌 ,姜德文. 3S技术在水土保持中的应用 [J ].中国水土保持 ,2002 5：42～43.
李德仁. 论RS、GIS与GPS集成的定义、理论与关键技术[J].遥感学报，1997，1(1)：64—68.
姜亚莉，张延辉. GIS空间分析的应用领域[J]，四川测绘，2004（3）.
关键词：“3S”技术公共安全综合防灾
Abstract: the "3S" technology in recent years as a new technology, has been widely used in many aspects. This paper introduces the current status ofapplication of "3S" technology in the domestic and foreign city public security and comprehensive disaster prevention, and discusses the applicationprospect of this technology in Dandong city public security and comprehensive disaster prevention.
Keywords: "comprehensive disaster prevention technology of public security3S"
中圖分类号：文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013
一、引言
近几年，我国城市化步伐不断加快，城市化水平大幅提高，城市化已成为我国经济社会发展的一个亮点。然而，随着城市数量的迅速增加、规模的急剧膨胀、人口的迅猛增长以及各种信息要素的快速积聚，城市公共安全方面的风险也急剧积累，一系列重大事故相继发生，如2003年肆虐全国的“非典”事件，2004年北京的密云灯会踩踏事件，暴雨和暴雪导致的交通瘫痪事件，四川汶川“5·12”大地震等。而与此相对应的是，我国各级政府对公共安全的管理相对落后，城市公共安全法律体系、管理体制、应急机制以及城市公共安全规划不健全，公共安全已经成为现代城市的重要威胁。因此，如何利用现有成熟的科学技术解决城市公共安全管理中遇到的实际问题，促进城市公共安全管理的信息化和科学化，是城市公共安全工作急需解决的重要课题。目前，我国已有一些城市运用空间信息技术，包括遥感技术（RS），地理信息系统技术（GIS）、全球定位系统技术（GPS）等用于辅助城市公共安全工作，取得了较好的效果。丹东市也是各种灾害多发地区，如何利用“3S”技术做好我市的防灾工作，是值得关注的问题。
二、“3S”技术与综合防灾
“3S”是地理信息系统(GIS)、遥感(RS)和全球定位系统(GPS)的英文缩写的简称。GIS是在计算机硬件与软件支持下，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，为规划、管理、决策和研究提供信息的空间信息系统；RS是利用遥感器从空中来探测地面物体性质，根据不同物体对波谱产生不同响应的原理来识别地物，它具有宏观、动态性、信息丰富等特点；GPS是通过同时对多颗卫星进行伪距离测量来计算接收机的位置，实现全球、全天候、高清晰度的定位。其中GPS和RS分别用于获取点、面空间信息或监测其变化，GIS用于空间数据的存贮、分析和处理，三者有机地结合在一起来应用，叫做“3S”技术。 “3S”技术的整体结合，构成高度自动化、实时化和智能化的地理信息系统，是适时采集、处理、更新空间信息，提供决策辅助信息的有力手段。
通常，“3S”技术在城市公共安全尤其是防灾减灾中的应用，主要包括利用遥感技术、GIS技术、GPS技术、计算机网络技术、数据库技术等实现对城市灾害的灾前早期预警预报、防灾救灾预案制订，灾害发生过程中的灾害实时监测、灾害损失快速评估，减灾抗灾的应急指挥调度、辅助决策等方面。在这些过程中，“3S”技术都大有用武之地，只要能够科学组织和大规模应用，完全可以实现对灾害过程的实时监测，从而为各级领导、各级部门的指挥调度、快速响应、联合行动提供可靠的依据。
三、丹东市的地理自然条件及其应用“3S”技术的意义
丹东市城市狭长、面山、临鸭绿江，整个地势为东北高、西南低。丹东市域地处东北暴雨中心，是北方降水量最大地区之一，年平均降水量在767～1152毫米，暴雨多，雨量大，洪水由暴雨造成，暴雨与洪水相应发生于6-9月份。丹东市城区主要有北东向鸭绿江断裂带，也是辽宁东部最大的断裂带，其次为北北向和北西向断裂带。地震基本烈度情况如下：7度烈度区包括丹东市城区、东港市城区及区域内23个建制镇；其余为6度烈度区或小于6度烈度区。本世纪以来，丹东地区内发生5.0级以上的地震计有4次，丹东临近地区发生6.0级以上地震3次，丹东市是国家重点抗震防灾城市之一。
因此，利用“3S”技术，建立丹东市城市公共安全与综合防灾信息管理与辅助决策系统，对保障人民生命财产安全有着重大意义。
四、“3S”技术在丹东市公共安全与防灾中的应用探讨
丹东市于2002年建立了“丹东城市基础地理信息系统”，系统旨在建立一个以数字化的城市基础地形图、以完善的基础地理空间数据生产体系和数据服务体系为主要结构的城市基础地理空间信息系统，为丹东市规划、建设、管理和社会各界提供完善、优质和高效的地理空间数据服务，为丹东市的信息化建设、城市公共安全尤其是防灾减灾提供良好的基础和支持。2003年布设了覆盖整个市区的D级GPS控制网，并建立了全天候的基站，为交通、环保、治安、消防、防灾等提供实时定位。
丹东市以GIS系统为基础，结合运用GPS和RS技术，有效地把丹东市基础地理信息，洪水、地震、地质灾害信息，武警、公安、消防、医院、防疫等各种应急救援力量的分布信息，城市交通信息，水、电、通讯信息，以及人防、实时指挥信息进行集成，提高对各类紧急事故的综合分析、制订应变方案、实时指挥能力，初步实现紧急事故处置决策的科学性和快速应变能力。贯彻平战结合、平灾结合原则，建立丹东市城市总体防灾系统、灾害预测系统和应急报警系统。切实保障城市的公共安全，提高预防和应对各种自然灾害的能力。
1、“3S”技术在城市洪涝灾害监测、评估中的应用
我国洪涝灾害的严重程度居世界各国之首，频繁的洪水灾害不仅造成巨大的经济损失，而且对社会的稳定和发展产生严重影响。因此，必须对洪涝灾害趋势进行分析预测，对灾区洪水进行实时监测，对灾情做出实时、快速评估，科学地制定防洪和减灾的对策。遥感技术的发展为洪水监测和灾害损失估算提供了有力、高效的手段。
遥感技术在洪水监测和灾害损失估算中的应用包括：一是建立数字高程模型(DEM )，这是洪水模型建立的基础；二是洪水演变的模拟演示，可以通过三维可视化技术和虚拟现实技术直观实时地模拟水灾的发展情况；三是灾后损失评估，应用卫星图片结合GIS矢量数据以及基础数据库可以对受灾面积和程度、损失情况进行评估。
2、“3S”技术在城市地震灾害监测、评估中的应用
地震是难以抗拒的自然灾害，给人类带来的损失极其严重。由于地震预报是世界性科学难题，所以城市抗震减灾、震时的紧急救援以及震灾的快速评估就成为目前减轻地震灾害的有效手段。利用遥感技术，可以快速、准确地获取数据，经过快速处理，不仅可以为城市抗震救灾的部署提供重要依据，也可为震时救援、震灾评估提供信息支持，提高抗震救灾的效率。
GIS在自然灾害的模拟与预测以及城市抗震防灾规划中的应用日益广泛。生命线工程是指维系现代化城市功能或区域经济功能的基础性工程设施，供水、供电、供气、电力、通讯、交通等是最典型的生命线工程系统，它们一般以网络系统方式覆盖整个城市或一个更大的区域范围。鉴于城市生命线地震反应的复杂性和系统性以及GIS在信息管理、空间分析、模型模拟方面的强大优势，基于GIS为开发平台的城市生命线地震反应仿真技术得以蓬勃发展。
“九五”期间，我国建立了多个城市防震减灾系统。建立了城市防震减灾系统后，一旦发生地震，就可以立即在地震灾区进行航空或卫星遥感观测，对遥感信息进行处理可获得地震区地震破坏后的信息，由地震前后的综合信息可生成地震区地震前后的三维景观图，对比地震前后的三维景观图，还可以得到一些重点建筑物破坏情况的各种数据，这不仅对制定抗震救灾计划十分有用，而且能够科学指导人员抢救工作，指导电力网、给排水网、油气输送管网、通信网的恢复与重建工作，以及科学制定地震区恢复重建方案和发展规划。利用遥感图像处理软件可以从这些高分辨率遥感影像中自动提取地物的形状、位置和属性等信息，能够轻易分辨出城市防震减灾工作中需要的基本要素、如建筑物、构筑物、道路和桥梁，从而节省大量的人力和财力。因此高分辨率卫星影像在城市基础数据获取与更新、震灾的快速评估和地震应急决策中有广阔的应用前景，利用高分辨率卫星影像进行城市防震减灾系统数据库的建设和更新也必将是今后的发展方向。
3、“3S”技术在城市火灾监测、评估中的应用
随着国民经济和社会的发展，城市火灾的发生呈逐渐增长的态势。城市火灾有别于其他灾害，它具有突发性、随机性等特点，一旦发生火灾或扑救不及时，就会给人民的生命财产带来巨大的损失。所以要认真贯彻“预防为主，防消结合”的方针，提高城市防火和灭火能力，保障人民生命和财产安全。国外一些发达国家把GIS、GPS、RS和通讯系统很好地结合起来，建成现代化的防火救灾体系，在城市消防中发挥了很好的作用。
从GIS系统的应用角度讲，消防工作中的80%以上的业务都不同程度的与图形、位置有关，而消防设施的分布、消防人员的移动等大部分信息都具有地理属性，借助于GIS技术强大的空间数据管理和空间分析功能，可以将庞大的地理位置信息、社会人口信息、历史统计数据及其他相关数据存储在计算机中，建成完备的城市消防空间数据库、城市消防减灾管理信息系统、“119”自动化指挥调度系统等，必要时可以迅速检查到有关信息，把各种信息相互叠加、组合利用，科学调度，可有效地参与城市防火的各项业务工作，最大限度地减少火灾损失。
在城市火灾监测中，可以借助于遥感图片和GPS技术实现对城市火场的准确定位；也可以利用高光谱遥感数据，实现对城市范围内各种规模火灾的精准监测。
4、“3S”技術在城市灾害应急指挥与决策中的应用
城市防灾减灾和公共安全涉及到众多的政府职能部门，如公安、消防、交通、人防、卫生防疫、地震、水利、气象和民政等，而传统的应急管理不具备系统性，无法实现防灾减灾资源配置的优化。因此，建立以“3S”技术为核心，基于现代计算机技术、网络技术等的城市应急救援联动系统(Urban Emergency Response System，UERS) ，已成为国内外各大中城市解决安全与紧急救援难题的主要措施之一。
UERS 通过集成的信息网络和通信系统集语音、数据、图像为一体，协调公安、消防、医疗、交警、民政、公共事业等政府职能部门，以统一的空间信息基础设施指挥平台和分布式城市应急共享联动系统为核心，为市民提供相应的紧急救援服务，可以统一指挥，快速响应，联合行动，为城市防灾救灾和公共安全提供保障和支持。UERS以遥感技术、GIS技术、计算机技术、网络技术、通讯技术为依托，通过城市信息化的建设，对城市的各种资源进行整合集成，实现资源共享，为公共安全信息管理系统建设带来新的机遇。
五、结束语
“3S”技术所具有的宏观性、实时性及动态性等特点，为城市公共安全提供了强大的技术支持，对城市公共安全事业的发展有着十分重要的意义。可以预见，随着“3S”技术和计算机技术的进一步发展，随着社会上下对于城市灾害和公共安全的日益重视，“3S”技术在城市防灾减灾和公共安全领域的应用将会越来越广、越来越深，从而为构建“以人为本”、“可持续发展”的和谐社会做出更大的贡献。
参考文献
江聪世，边馥苓.3S集成技术在广州农业中的应用研究[J]，测绘通报，2005（11）：25—28.
朱霞，黄全义，陈健. 突发公共事件应急平台的设计与实现[J]，四川测绘，2007（2）.
陈学全,谢毅.3S—应用领域十分广泛的高新技术[J]．安徽地质，1997，7(1)：52—54.
史明昌 ,姜德文. 3S技术在水土保持中的应用 [J ].中国水土保持 ,2002 5：42～43.
李德仁. 论RS、GIS与GPS集成的定义、理论与关键技术[J].遥感学报，1997，1(1)：64—68.
姜亚莉，张延辉. GIS空间分析的应用领域[J]，四川测绘，2004（3）.