地理信息系统在矿井灾害应急救援中的应用.docx

地理信息系统在矿井灾害应急救援中的应用地理信息系统在矿井灾害应急救援中的应用20 世纪 70 年代以来，建立重特大事故应急管理体制和应急救援体系受到国际社会普遍重视，许多工业化国家和国际组织都制定了一系列重大事故应急救援法律、法规和政策。1993 年国际劳工大会通过的预防重大工业事故公约，将应急预案作为重大事故预防的必要措施，在职业安全卫生管理体系中，应急计划是关键的要素之一。应急救援预案是应急救援体系的重要组成部分。煤矿属高危行业，通过建立重特大生产安全事故应急救援预案，可以控制事故发展并尽可能排除事故，保护现场人员和场外人员的安全，将事故对人员、财产造成的损失降低到最小程度。自 20 世纪 60 年代加拿大开发使用第一个地理信息系统以来，该技术不断得到发展，其应用也逐步扩展至社会生活的各个领域。地理信息系统(GIS)是一种利用计算机对空间信息进行存储和处理的系统，通过对空间信息及其他各类信息的有效管理，从而使大量抽象、枯燥的数据变得生动、直观和易于理解，提高工作效率和管理工作的科学性和准确性。因此，将 GIS 技术引人到矿井灾害应急救援管理工作中，将矿井灾害应急救援信息与地理信息有机地结合起来，构建一个基于 GIS技术的矿井灾害应急救援系统具有十分重要的现实意义。1 1 矿井灾害应急救援系统和矿井灾害应急救援系统和 GISGIS1.1 矿井灾害应急救援系统矿井灾害救援制约因素多、情况复杂多变，与其他行业的抢险救灾工作相比，具备更强的技术性、时效性和更大的危险性，要求反应迅速、判断准确、应变及时、措施有力，一旦事故发生，需要多支救援队伍密切配合、集中指挥展开救援工作。因此，为保证矿井安全生产、保障矿山应急救援工作的及时有效，必须建立一套完整的灾害应急救援系统，提高矿井的抗灾救灾能力，这也是处理矿井特别重大事故的关键。建立矿井应急救援系统的目的：一是发生事故后控制危险源，避免事故扩大，在可能的情况下予以消除；二是尽可能减少事故所造成的人员和财产损失。因此，矿井灾害应急救援系统不仅要包括危险源空间布局、矿井环境状况、关键设施状况、应急救援力量等实体空间，而且还应涉及社会经济领域的非实体因素，如人员分布、财产分布等。1)潜在灾害类型及分布。潜在灾害类型及分布是构建矿井灾害应急救援数据库的基础。依据历史灾情库和现实的地质环境特征，将该区域可能发生的灾害进行辨识，并将其空间分布导入应急救援数据库。2)矿井环境状况。矿井环境状况是引发矿井灾害的物质基础，是判别灾害潜力的依据，尤其在那些灾害频发的敏感区域。3)关键设施状况。包括井下主要设备如采煤、掘进、通风、运输、监控和消防等设备的分布和运行情况。4)应急救援力量。包括救援基地、救灾设备、救援专家和救护队等重要应急救援机构的数量和空间分布情况。5)社会经济因素。主要包括井下人员分布、井下生产和救援设备的布置及统计分析，生产成本核算等模块。不同社会经济条件下发生同种程度的灾害，其产生的后果和经济损失是不同的。矿井应急救援作为一个动态运行的过程，其复杂的灾害生成机制需要强有力的信息分析工具的支持。地理信息系统(GIS)是解决这一问题的有力工具。1.2 地理信息系统地理信息系统(GIS)是以地理空间和动态的地理信息为地理研究和地理决策服务的信息系统，已被广泛用于资源管理、城市规划、应急救援等各个领域。G1S 的主要特点有：1)强大的图形信息处理功能。从图形学的角度来看，GIS 实质上是一种便于计算机处理和网络传输的数字化地图或图纸，可以方便地对空间数据进行输入、编辑、显示、查询、空间分析和输出打印，也可以利用三维动态仿真技术对各种要素实现仿真模拟，构造一个符合实际的模拟空间，展现各种地物之间复杂的时空关系。2)空间数据和属性数据的完美结台。GIS 不但包括各种要素分布的空间数据，也包括这些要素的属性数据，如管道的管径、材质、维修记录、事故的应急预案等，而且空间数据和属性数据之间是一种密切的对应关系，空间信息和属性信息形成一个有机的整体。通过检索空间数据可查询相应属性信息；通过检索属性数据也可以查询相应的空间信息。避免了图形与相应的属性数据分离的现象，给企业资源的全面管理带来了极大的方便。3)统一的数据库管理系统。一些数据库和应用系统公司，如 Oracle，Microsoft 和 SAS 等，已扩展了其产品容纳空间数据管理功能。另一方面，许多 GIS 软件也包含空间数据库引擎(SpatialDatabaseEngineSDE)数据模型，借助这一模型可将空间数据加入到关系数据库管理系统中。这样使得大规模的 GIS 系统与空间数据技术一体化成为可能，便于各种系统的集成和信息共享。4)独特的空间分析功能。空间分析是 GIS 最主要的特色。GIS 系统可以利用其空间数据库和属性数据库，结合高效的算法进行