小城镇灾害数字仿真与公共安全应急管理的集成研究

论文摘要

本文是国家“十五”科技攻关课题“小城镇基础设施防灾减灾关键技术研究”（2002BA806803-01）的重要研究组成部分。针对“十五”课题的研究攻关目标，以灾害数字仿真和公共安全应急管理为研究对象，运用信息技术、灾害科学等多学科边缘结合的技术方法，构建了可视化灾害数字仿真理论，提出了公共安全应急管理的三大核心层次。在深入剖析当前实践和前沿研究中所存在的问题的基础上，建立了灾害数字仿真与公共安全应急管理的融合模型。在做到理论创新突破的同时，进行GIS的二次开发，研制了小城镇灾害数字仿真与公共安全应急决策系统。本文完成的研究工作及取得的主要进展如下： （1） 提出了可视化灾害数字仿真理论，阐述了该理论的内涵、技术支持、研究方法、实施流程及空间效应，建立灾害数字仿真模型的通用范式，构建危险性分析模型、危害区域模型和损失预测模型等一系列模型组，形成了一套完整的理论体系，实现对灾害空间数据进行有效的集成管理和时空分析，为灾害的防治、应急管理和工程论证等提供可靠的依据。 （2） 构建了灾害数字仿真的可视化平台，研究了仿真模型GIS表达的关键技术及实现步骤，并以火灾、地震、洪灾等典型灾害为实例，运用GIS等可视化技术预演或重现真实灾害的发展过程，为灾害研究提供了一种全新的方法与思路。 （3） 分析了公共安全应急管理的行政特性，提出了公共安全应急管理的三大核心层次。建立了基础信息和灾害信息的分类管理模型，研究了生命线工程和抗灾设施在应急管理中的作用；研究了公共安全应急决策的目标与约束条件，提出应急决策的内容和流程；研究了公共安全空间规划的内容和原则，提出抗灾设施规划标准与建构模式，建立了救灾单元区域的优化模型。 （4） 建立了灾害数字仿真和公共安全应急管理的融合模型，分别从软环境和硬环境入手，研究了灾害数字仿真和公共安全应急管理融合的制度和技术保障，提出了融合的可持续发展模式和系统模式，并建立了融合保障模型，为解决应急联动等关键技术难题，从制度建设和核心技

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• §1.1 研究背景和意义
• 1.1.1 城镇化发展趋势和灾害问题
• 1.1.2 小城镇公共安全应急管理分析
• 1.1.3 本文工作的意义
• §1.2 国内外研究现状与发展趋势
• 1.2.1 国内外研究现状
• 1.2.2 发展趋势及存在问题
• §1.3 本文的研究思路及主要内容
• 1.3.1 选题的工程背景
• 1.3.2 论文的主要内容
• 1.3.3 论文的章节安排
• 第二章 可视化灾害数字仿真理论
• §2.1 灾害本质的解析
• 2.1.1 灾害的定义与特征
• 2.1.2 灾害的分类与分级
• 2.1.3 灾害成灾模式分析
• §2.2 可视化灾害数字仿真理论体系
• 2.2.1 灾害数字仿真理论的内涵
• 2.2.2 灾害数字仿真理论的技术支持
• 2.2.3 灾害数字仿真理论的研究方法
• 2.2.4 灾害数字仿真理论的实施流程
• 2.2.5 灾害数字仿真理论的空间效应
• §2.3 灾害数字仿真模型
• 2.3.1 模型的通用数字表达
• 2.3.2 建模的原则和步骤
• 2.3.3 灾害危险性分析模型
• 2.3.4 灾害危害区域模型
• 2.3.5 灾害损失预测模型
• §2.4 本章小结
• 第三章 典型灾害类型的数字仿真技术
• §3.1 灾害数字仿真平台构建
• 3.1.1 GIS技术在灾害仿真中的优越性
• 3.1.2 灾害数字仿真平台的构建方法
• §3.2 火灾数字仿真
• 3.2.1 火灾数字仿真模型
• 3.2.2 火灾危险概率分析
• 3.2.3 着火点空间定位
• 3.2.4 火势蔓延范围分析
• 3.2.5 火灾损失预测与评估
• §3.3 洪灾数字仿真
• 3.3.1 洪灾数字仿真模型
• 3.3.2 蔓延型和源发型洪灾
• 3.3.3 “静态水平面”淹没计算模型
• 3.3.4 洪灾损失预测与评估
• 3.3.5 三维可视化及虚拟场景漫游
• 3.3.6 洪水三维淹没实时动态演示
• §3.4 地震数字仿真
• 3.4.1 地震数字仿真模型
• 3.4.2 地震危险概率分析
• 3.4.3 地震震害区域预测
• 3.4.4 地震损失预测和评估
• §3.5 本章小结
• 第四章 公共安全应急管理研究
• §4.1 公共安全应急管理
• 4.1.1 公共安全应急管理行政特性分析
• 4.1.2 公共安全应急管理的三大核心层次
• §4.2 公共安全信息管理
• 4.2.1 基础信息管理
• 4.2.2 灾害信息管理
• §4.3 公共安全应急决策
• 4.3.1 公共安全应急决策的目标与约束条件
• 4.3.2 公共安全应急决策的内容与流程
• 4.3.3 确定受灾范围和应急对象
• 4.3.4 应急预案的启动决策
• 4.3.5 安全区划定与路径选择
• 4.3.6 应急资源调度决策
• §4.4 公共安全空间规划
• 4.4.1 公共安全空间规划的内容与原则
• 4.4.2 抗灾设施规划标准与建构模式
• 4.4.3 救灾单元区域目标与约束条件
• 4.4.4 救灾单元区域优化模型
• §4.5 本章小结
• 第五章 小城镇灾害数字仿真与公共安全应急管理的融合
• §5.1 融合的理论基础
• 5.1.1 灾害管理与公共安全的结构分析
• 5.1.2 相关研究与实践分析
• 5.1.3 国外综合应急管理机制
• §5.2 融合模型
• §5.3 融合模式及评价方法
• 5.3.1 融合模式分析
• 5.3.2 融合的制度保障
• 5.3.3 融合的技术保障
• 5.3.4 融合保障模型
• §5.4 本章小结
• 第六章 小城镇灾害数字仿真与公共安全应急决策系统的开发
• §6.1 设计思想与开发策略
• §6.2 系统结构与数据库构建
• 6.2.1 系统总体结构框架
• 6.2.2 系统数据库建库技术
• §6.3 系统的功能与流程
• 6.3.1 系统开发目标
• 6.3.2 信息的可视化管理
• 6.3.3 火灾数字仿真与消防应急决策
• 6.3.4 洪灾数字仿真与抗洪应急决策
• 6.3.5 地震数字仿真与抗震应急决策
• 6.3.6 公共安全空间规划
• 6.3.7 系统总控集成
• §6.4 本章小结
• 第七章 结论与展望
• §7.1 本文工作总结
• §7.2 进一步的研究工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读博士学位期间论文及科研情况