基于三维GIS校园火灾应急救援系统的研究

论文摘要

随着现代社会经济的不断发展,城市化进程的加快,城市中各种不安全因素逐渐增多,城市火灾事故尤其是校园火灾也在不断的发生。传统的消防应急系统由于信息化程度不高,消防人员很难对现场火情进行有效的监控与把握,对整个救援过程产生了很大的阻碍。因此,传统的消防指挥模式已经不适合现代化消防建设的要求。GIS与城市消防的结合是现代消防应急的一个发展趋势。建立城市GIS消防应急指挥系统可以为消防队员提供快速救援方案和辅助决策的火灾模拟分析,从而在有限的人力和物力情况下,迅速、合理的调动消防资源实施灭火救援行动,提高救援效率,降低火灾带来的破坏,以最小的代价,最大限度地减轻人民生命财产损失。本文针对目前校园火灾、火灾隐患及其火灾应急预案制定的现状,以昆明理工大学莲花校区为例设计开发基于三维GIS的校园火灾应急救援系统,对校园火灾现场及周边环境进行三维场景虚拟仿真,对火灾进行准确评估,并为消防人员提供最短路径分析以及最近消防栓查询等功能。本文首先介绍了国内外三维GIS在消防救援中的应用现状,并提出系统开发的必要性,接着介绍了在开发系统所要涉及的地理信息系统关键技术：组件式GIS的概念以及特点,简要介绍基于MapGIS K9的组件式开发、三维GIS技术、基于3DS MAX的三维建模技术以及OpenGL的建模技术的实现；其次,从用户需求分析、系统环境需求、界面设计、功能模块设计以及数据库设计等几个方面论述了系统的设计开发过程。同时,结合实际情况以昆明理工大学校园为例开发出了基于三维GIS的校园火灾应急救援系统,并且展示了其功能：三维地形分析功能、最短路径分析功能、缓冲区分析功能以及三维场景模拟等功能。这些功能在实际的火灾救援当中能够起到较好的作用,为消防队员辅助决策提供一定的参考价值。最后,对论文整体做了总结,针对目前的研究现状以及系统的不足之处提出了校园应急救援系统在未来发展中进一步的发展方向。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 课题的国内外研究现状
• 1.3 课题研究的主要内容及技术方案
• 1.3.1 研究的主要内容和意义
• 1.3.2 试验设计方案与路线图
• 1.4 论文的组织结构
• 第二章 系统涉及的关键技术
• 2.1 组件式GIS技术
• 2.1.1 组件式GIS的概念以及特点
• 2.1.2 基于MapGIS K9组件二次开发
• 2.2 三维GIS技术
• 2.2.1 三维GIS的特点
• 2.2.2 三维GIS的功能
• 2.3 基于C#的OpenGL技术
• 2.3.1 OpenGL的简介及特点
• 2.3.2 OpenGL的绘制方式
• 2.3.3 基于Tao框架C#中OpenGL建模技术的实现
• 2.4 三维建模技术
• 2.4.1 三维建模技术方法
• 2.4.2 三维建模的一般流程
• 2.4.3 基于3DS MAX的三维建模
• 第三章 系统的开发设计
• 3.1 引言
• 3.2 系统设计的原则和目标
• 3.2.1 系统设计原则
• 3.2.2 系统设计目标
• 3.3 系统运行及开发环境需求
• 3.3.1 系统运行环境
• 3.3.2 系统开发环境
• 3.4 用户需求分析
• 3.5 界面设计
• 3.6 功能模块设计
• 3.6.1 文件操作
• 3.6.2 三维分析
• 3.6.3 三维漫游
• 3.6.4 三维通用功能
• 3.6.5 模型编辑
• 3.6.6 查询分析
• 3.6.7 环境设置
• 3.6.8 网络分析
• 3.6.9 缓冲区分析
• 3.6.10 火灾分析与应急
• 3.6.11 帮助
• 3.7 数据库设计
• 3.7.1 空间数据的设计
• 3.7.2 数据库设计基础信息
• 3.7.3 数据库设计属性结构定义
• 第四章 系统实现以及应用实例
• 4.1 校园火灾应急救援系统
• 4.1.1 决策支持系统概述
• 4.1.2 系统模块划分及功能概述
• 4.2 系统实现及应用实例
• 4.2.1 常规功能实现
• 4.2.2 最优路径查询
• 4.2.3 缓冲区分析
• 4.2.4 火险分析与应急
• 4.3 常见问题说明
• 4.3.1 HDF文件的使用配置方法
• 4.3.2 创建景观模型时需注意事项
• 第五章 总结与展望
• 5.1 本文内容总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录