PDF《面向天然气管道应急管理系统的 GIS 模块设计》

应克明[11] 应用 GIS 技术设 计了地下燃气管网图档管理地理信息平台;

徐杰等[12] 利用 WebGIS 技术构建了管道完整性管理系统, 为其 提供了可视化基础.上述文献在 GIS 与应急管理系

170 统的融合方面开展了研究, 但是对弥补传统天然气应 急管理系统在地理信息上的缺陷存在不足.以此为切 入点, 构造应急 GIS 模块, 其核心技术在于采用的富 客户端与宿主软件松散耦合结构的设计, 对现有技术 体系具有补充性作用, 可形成较为完善的应急管理体 系, 同时有利于提高经济效益与社会效益.

1 架构设计 在传统天然气应急管理系统上, 设计一个 GIS 模块, 并将其集成到系统中, 交互式地实现事故地点查询 和事故影响范围分析, 以及物资调配、 多部门联动救 援、 计算到达事发地的最短和最优路径等.GIS 模块 与应急管理系统通过网络接口进行功能交互.该应急 GIS 模块的总体架构 (图1) 分为

3 部分: 基础数据、 后 台功能服务程序、 前台客户端.该架构的最底部是天 然气管道空间数据库及瓦片地图, 空间数据分为矢量 地形数据、 路网数据、 应急部门位置数据、 管道数据、 遥 感影像数据等.为提高地图加载速度, 将数据配图并 切割成金字塔结构的瓦片形式.根据遥感影像的分辨 率及实际需求, 将金字塔分成

10 级.位于中间部分的 应急 GIS 服务程序为系统实现 GIS 地图、 空间查询及 分析等功能.客户端位于最上部, 向用户输出各类应 急信息, 并展示查询分析结果.基础数据、 后台功能服 务程序、 前台客户端通过网络连接进行交互, 以此实现 系统各个部分的有机联动与高效运转.

2 功能设计 应急 GIS 模块的功能设计遵循便捷、 高效的原则, 对空间数据进行分析、 管理、 输出等操作, 以满足应急 管理系统在 GIS 地图和空间分析上的需求, 其具备接 口丰富、 易于扩展开发、 方便部署与维护等优势.应急 GIS 模块能够实现地图操作、 地图信息拾取、 高后果区 展示、 突发事故地点空间查询与分析、 相关地点定位以 及最短路径计算分析等

5 大主要功能 (图2) .该模块 基于 WebGIS 技术, 以二维方式分层叠加实现 GIS 地 图可视化操作;

可通过应急信息查询功能为用户提供 图1应急 GIS 模块总体架构示意图 图2应急 GIS 模块功能划分及工作流程示意图

171 相关地点定位、 部门信息查询以及专题切换;

利用地图 控件可查看定位点管道的属性信息, 将其传给应急管 理系统;

可借助空间分析模型来调用相应模型参数接 口, 为应急响应单位提供一系列查询分析结果;

可在诸 如路由计算等方面为应急决策提供依据;

可结合专题 图确定需要调用的资源及设备, 输出科学的抢险作业 方案, 便于辅助应急指挥决策. 应急 GIS 模块设计的主要目的在于为应急管理 系统提供 GIS 支持, 故而应从缓冲区分析、 网络分析、 事故影响分析、 高后果区分析等方面开展研究.缓冲 区分析是通过地物查询或地图定位获取报警点所在位 置, 制定缓冲区半径输出应急数据信息, 便于协助救援 工作.网络分析是基于现有道路网数据构建基本拓扑 的网络模型, 并利用应急服务平台的路径分析引擎, 实 现路网规划分析, 从而获取最短路径等信息.天然气 管道一旦发生泄漏事故, 势必对附近居民和周边环境 造成极大的危害, 甚至引发灾难.高压天然气管道泄 漏后形成的危害以及潜在影响区域范围取决于管道泄 漏模式 (包括气体释放、 扩散条件及点燃方式等) [13-14] . 根据事故报警点结合风力、 风速等影响因素综合分析, 得出事故影响范围并输出相关专题图, 包括事故影响 范围以及人口密集区、 自然保护区等的分布图.结合 事故影响范围及周边情况 (重点考虑管道附近人口分 布情况等) , 叠置分析得出事故可能导致的高后果区, 将其渲染到管道地图上, 为应急决策提供科学依据.