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- 摘要:有了3S好像一切就可以高枕无忧。想看哪儿看哪儿，想找谁找谁。随便在地图上划个地方，3S就能告诉你天上飞的有什么，空气中漂的有什么，地面上是谁，地下藏的有什么宝贝。挺像科幻小说吧！
北京今年遭遇寒冬。随着天然气分户采暖的小区越来越多，供天然气的压力也越来越大。天然气管理局时刻监控每日的天然气流量，但一大早东城区东四小区还是打电话来说停气了。 检查后发现，天然气管线输入压力还在。这就意味着，埋在地下的天然气管线有漏气甚至破裂发生。天然气管理部门必须迅速找到破裂地点实施维修，否则煤气有可能蔓延，甚至引起爆炸。人命关天，刻不容缓！ 7点37分，北京市天然气管理局的报修电话响起。电话迅速被转到维修人员王炎手中。通过监测系统，王炎发现东四小区的输气管道发生了泄漏。可是这条输气管道沿平安大街走了10公里，到底是哪段发生问题了呢？ 现在的北京市天然气管理局已经在每条输气管道上都安装了压力探测器，每500米一个探测头，信息随着管道被传到总部监测室。王炎迅速提取每个探测器的状态，找到漏气点就在平安大街到东四大街的拐弯处。 但是，500米的管线，不能都挖开吧，具体在什么位置呢？ 王炎手里有一个全市详细电子地图，通过探测器可接收相关数据，比如压力、周边土层情况、附近煤气浓度等数据，王炎迅速将这些数据与电子地图比对，大大缩小了范围，将漏气地点锁定在A29号探测头东140～150米的地方。 作为市政建设部门，最快时间找到出事地点，就可以最大程度减少损失，保护老百姓的生命财产安全。各个管道铺设部门已经能够作到定距离监测，先将范围大幅度缩小。之后再锁定目标，就得依靠3S系统。每个出事地点周围的环境都会发生变化，比如空气浓度变化、土层变化等。而这些信息被探测头捕捉到以后，与已经绘制好的GIS系统相比对，就可以找到周边环境变化最大的地方以确定出事地点，这甚至可以精确到5米以内。 GPS在市政规划中的应用早就不是新鲜事情，现在的GPS系统已深入市政工程、资源管理、公安急救、水利电力等各个方面，建立高效、覆盖全社会的公共空间数据网络系统，提供全面、准确、详实的空间数据服务，供人们生产生活使用，已成为社会发展的迫切需要。 本案例中，由于GIS具有交互定位功能，天然气管理部门可以将管道有关的场所、设施等作为点对象绘成分布图，随时可以查询。当出现灾情后，可据此准确定位，显示问题位置，并制定出到达现场的最佳路径。 GIS是道路管理系统的核心。规划人员利用GIS对交通流量、土地利用和人口数据进行分析。GIS提供的地理线性网络分析功能能够解决交通部门遇到的各种线型网络问题。同样对GIS有重要应用的还有城市供水。利用GIS建立的城市自来水管理系统，在供水设计阶段根据附近的所有供水阀的分布、供水管线的粗细，以及现有管线载荷程度以及如何铺设、工程中与其他管线的矛盾等进行筹划，利用系统中的空间数据库的数据进行分析，并能将新的设计方案投入现有管路中模拟运行，从而验证设计方案的正确与否。电力供应也一样，利用GIS也可以实现对电力线路和电杆的数据进行定位、分析、管理和查询。GIS具有对配电网、设备及其属性的直观显示、快速查询、有效统计等功能。还具有台账管理及实时信息连接功能，它能准确地进行街道定位、线路查询及为维修该线路提供合理方案等，能很好地满足城区配电管理的需求。 系统监测查明，煤气泄露原因是管道老化。同时查明的情况还有，附近民住和商住楼分布比较密集，煤气管道和电信光缆、自来水管道铺设比较近，处理起来相当麻烦；同时，因为出事地点处于城市主干道，疏散有一定困难。除了附近的100多户居民外，还有街道办事处、幼儿园、老人院、加油站等几个需要优先考虑的对象。 于是，煤气管道工程部会同综合部一起，结合现场情况在电子地图上标识出不同等级的抢险对象。前方传来的消息是，煤气管道的泄露越来越严重，已经开始威胁附近居民以及过路者的安全。于是，大家决定报告区应急联动指挥中心。 城市应急联动指挥中心接到报警后，马上通过网络与天然气、武警、消防、救护等部门召开视频会议，介绍相关出事地点的具体情况和当时的施工数据，并立即制定解决方案，几项工作同时进行：一是要求煤气管道工程中心联合自来水公司、电信运营商共同召开会议，确定几家单位的管道分布情况，并成立紧急抢险队伍，每人配备终端，启动移动办公系统，修补管道；二是分区，通过电子地图，把煤气泄露周围500米内的所有单位，根据地理位置的远近和人员分布状况分为高危区、隔离带和警戒区；三是通知公安部门和交通管理部门，实现周围300米的交通管制和戒严，疏散车辆以保证救援车辆的畅通；四是通知附近的医院，加紧抢救中毒人员，并疏散居住区的老人和儿童；五是通知消防队，为可能出现的火灾和爆炸做好准备。 城市应急服务联合行动是指采用统一号码，用于公众报告紧急事件和紧急求助。在背后支撑它的是强大的城市应急联动中心，它由计算机系统、呼叫中心、地理信息系统、定位系统、数据库、无线通信指挥调度系统等组成，以统一的接警中心和处警平台，将治安、消防、急救等联动单位统一在一套完整的智能化信息处理与通讯方案之中。市民无论遇到任何紧急情况，只须拨一个统一的电话号码，联动中心即可统一接警，通过集成的计算机辅助调度系统，根据实际情况调动相应的警力进行营救。 由于采用了统一的指挥调度平台，非常时期，如出现空袭、地震、洪水、传染病爆发等，可在最短的时间内调动不同部门、不同警区的警力，协同作战，对突发事件作出有序、快速、高效反应；平时，市民报警将无须记忆繁多的特服号码，先进的指挥调度通信系统和信息化管理系统使得接警和处警都更加准确和快速，从而更加有效地打击犯罪分子，保护人民的生命财产。 建设城市应急联动系统是社会信息化的需要，是政府转变职能提高为公众服务能力的需要，也是城市现代化的标志之一。 上述应用是城市应急系统的典型应用。在该案例中，每一个步骤都和GIS（地理信息系统）、GPS（全球定位系统）和RS（遥感遥动系统）发生了关系，并有具体应用。 GIS的作用是：1.监测和分析。通过各个单位的数据收集与分析，对事件的时空分布和发展趋势进行分析，给下一步制定方案和采取措施提供决策依据。比如在该案例中，煤气管道工程部和城市应急联动指挥中心通过历史和动态数据，分析煤气的蔓延趋势，制定救援方案。2.定位。接警时结合电子地图对突发事件、涉事人员和地点进行快速、准确地址定位，以解决对具体地点不熟悉的问题。现场处置人员可从移动或掌上电脑上直接获得现场及交通图、行动计划、行进方向，以及其他多种必要的实时信息。 3.发布。以城市电子地图为背景，实时、动态地发布最新的事件进展信息，做好信息通讯工作和指挥工作。 GPS：结合GIS，对参与涉事的救援和被救援的人、物、车、事件发生地进行精确定位。 RS：遥感可以探测地表物体对电磁波的反射和其发射的电磁波，从而提取这些物体的信息，完成远距离识别物体。由于不需要有形网，因此这适用于无法接近的情况下实现远程信息传输。在上述案例中，可以互联网、电视网、遥感等形式实现现场信息和指挥中心信息的传输。 对事发现场的管线铺设有了清楚的了解，并制定出应急处理方案后，王炎和维修项目组的另外两名成员穿戴整齐准备出发了。根据上级的指令，30分钟内必须赶到事发现场!时间就是生命。如何以最快速度赶往事故现场？王炎通过车载地图找出一条最短路径。不过，从地图可以看出，这条路径要穿过王府井商业区，平时经常堵车，如果赶往现场途中路况不好，必须绕道前行。于是，王炎与总部联系，希望在行驶中提前得到路况信息，以便随时更改行车路线。救援车在马路上飞速前进着。王炎坐在副驾驶座位上，眼睛注视着车载地图，指挥司机行驶。王炎的手机不时传来总部发来的路况信息，“王府井路段到平安大街附近拥堵”，王炎根据信息指挥司机绕行…… 在总部监控室，也是一片繁忙的景象。调度大屏幕上，事发现场位置以红色圆点表示，提示的行车路线以蓝色线标示，王炎所在的求援车以绿色五角形符号不停闪烁。本次行动主管同时向王炎及事发现场发布行动命令，“王炎，到建国门桥以辅路盘桥，左转。”，“求援车将于15分钟后到，请疏散人群，保证车辆通行。”28分钟！王炎和紧急救援组的人提前两分钟到达事发现场，立刻对事故进行了排查，并将晕倒群众抬到安全地点，避免了更大灾难的发生。事故排除完毕，王炎和救援组的人抹了抹头上的汗，大大松了一口气。 回到总部，王炎得到领导的表扬，“行动快，事故处理及时”。在总结中，王炎特别感谢了公司新上的交通路况信息系统。原来，以前执行任务，王炎他们经常因为路况不熟或者行驶中遇到路况不通畅，导致不能及时赶到事故现场。这次借助交通路况信息系统的帮助，还提前了两分钟。不要小看这两分钟，有时在重大事故中，几秒中就意味着多少条生命。记得一年前的那次煤气泄露事故，由于紧急救援时在路上耽误了近半个小时，到事发现场时，已经有十多人中毒，有3个人甚至失去了生命，还险些发生爆炸。失去亲人的家属的埋怨声不停在王炎的耳边回响，“你们为什么不早点到？”从那以后，王炎执行任务最怕的就是中途路况不畅，尽早知道路况信息以提前安排救援路线是保证及时救援的关键。不过，路况情况不是靠祈祷能解决的，如今这个交通路况信息系统真是帮了大忙。 3S在城市交通运输上有着非常广泛的应用。除了王炎这些有着特别任务的专用车辆需要，还可应用于其他车辆行车中，如公交车。传统的公交运营调度管理模式存在着调度方式单一、信息传输慢等诸多问题，其中最大的问题是不能对各条公交线路的运行状态进行实时跟踪监控，影响了车辆运行效率。而优化调度管理的最佳手段就是引入3S技术。公交智能调度指挥系统由车载信息终端、电子信息站牌、WAP服务器等系统单元组成。通过调度指挥中心的大屏幕，运用计算机可对公交车运行的方向、位置、速度、间隔及公交车遇阻、抛锚等各种运行状态信息进行实时跟踪、指挥和调度。候车乘客则可通过电子站牌，获得下一班车到达本站的剩余时间、距离等信息。安装了GPS全球卫星定位系统的出租车或特别行动车，可为司机提供卫星定位、全程监控、监听、防盗防劫、移动通讯、遥控熄火、电话预约叫车、越界报警、热线服务、车辆调度、远程信息等服务功能，能够最大限度地保证司机、乘客的安全。如出租车遇到劫车等突发情况时，驾驶员不必和歹徒发生正面冲突，只要轻触报警按钮，监控中心的警报器便会立即响起。系统可在几秒钟内，通过卫星自动跟踪测定车辆位置，并可远程控制截断汽车电路和油路，使车辆强行熄火减速以至停驶。110指挥中心可根据GPS系统所提供的数据和目标位置，迅速施救。另外，调度中心通过定位系统自动寻找空车进行调派，能降低空载率。 3S在城市交通运输上有着非常广泛的应用。除了王炎这些有着特别任务的专用车辆需要，还可应用于其他车辆行车中，如公交车。传统的公交运营调度管理模式存在着调度方式单一、信息传输慢等诸多问题，其中最大的问题是不能对各条公交线路的运行状态进行实时跟踪监控，影响了车辆运行效率。而优化调度管理的最佳手段就是引入3S技术。公交智能调度指挥系统由车载信息终端、电子信息站牌、WAP服务器等系统单元组成。通过调度指挥中心的大屏幕，运用计算机可对公交车运行的方向、位置、速度、间隔及公交车遇阻、抛锚等各种运行状态信息进行实时跟踪、指挥和调度。候车乘客则可通过电子站牌，获得下一班车到达本站的剩余时间、距离等信息。安装了GPS全球卫星定位系统的出租车或特别行动车，可为司机提供卫星定位、全程监控、监听、防盗防劫、移动通讯、遥控熄火、电话预约叫车、越界报警、热线服务、车辆调度、远程信息等服务功能，能够最大限度地保证司机、乘客的安全。如出租车遇到劫车等突发情况时，驾驶员不必和歹徒发生正面冲突，只要轻触报警按钮，监控中心的警报器便会立即响起。系统可在几秒钟内，通过卫星自动跟踪测定车辆位置，并可远程控制截断汽车电路和油路，使车辆强行熄火减速以至停驶。110指挥中心可根据GPS系统所提供的数据和目标位置，迅速施救。另外，调度中心通过定位系统自动寻找空车进行调派，能降低空载率。 同时出发的还有120，他们接到抢救任务后也迅速出发了。120上有一个车载GPS，到哪里都不用看地图。在GPS上输入目标地点，路线图就可以自动出现，到路口还有自动提示。120想，这次一定可以第一个到达现场。 可到了现场120发现一个人都没有。还是高科技导航好啊，到得就是早。结果再看看地上的警示标志，人家都已经完事了，好像也没什么人员伤亡。所幸没出什么大事，要不这到晚了真是耽误事。 其实120使用的也是最先进的GPS技术，离得也不远，本可以及时赶到。但是最终发现电子地图出了问题。120用的地图还是以前的，没有标出最新修的路，也没指出一些单行线的最新变化，绕了很大一个圈子。而且那几条路所在的区域要进行新的整改，道路没有人管理，路况很差，120走的时间就更长了。 120遇到的烦恼具有普遍性。不及时更新的电子地图信息给消费者带来了麻烦，而作为电子地图提供商，也有他们的苦衷。 在路网成熟的国家，道路信息可能多年不变。而国内大多数城市的路网还在建设中，新的道路每天都在出现。有人估计每年地图内容需要更新30%～40%，这缩短了电子地图的生命周期，给地图进行更新与维护带来了困难，也影响了消费者的使用效果。对于上文中提到的120，电子地图就因为道路的新建而贬值。 而制作和更新电子地图成本高昂，需要花费大量的资金。目前更新的主要方式是，在原有地形图的基础上，通过人工调绘来采集所需信息，如新建的道路、立交桥、建筑物等，将这些数据信息叠加到底图之上。在国内，地图资源是受国家保护的，只有具有测绘许可资质的公司方可进行数据的采集和销售。例如：灵图有一支近 200 人的调绘队伍定期采集地理信息变化。以人工的方式每天仅能调绘数公里，加上室内处理的时间，做一个城市的数据更新就需要比较长的时间。国内电子提供商经常是三个月甚至更长的时间更新一次。有时新版电子地图刚发布就已经过时，也就不奇怪了。通常，电子地图提供商只能做到定期更新，而不能做到实时或者及时更新。
在成熟的市场上，一个电子地图的出版，要经过一个产业链上多家公司的协作。电子地图数据包括两个重要元素，一是道路信息，要准确无误；二是兴趣点，每一个点的位置要正确。一般来说，由具有地图测绘资质的企业采集道路信息。兴趣点指的是地图查阅者感兴趣的点，可以分为餐饮类、旅游类、酒店类、娱乐类。在国外，往往由专门的公司做兴趣点采集和整理，之后有专门的软件公司来把兴趣点整合到路网中去，才构成一个完整的电子地图。最终由专门的公司销售给汽车、电器等前端设备厂商和手机PDA等后端手持厂商以及移动运营商或者Google等提供地图搜索服务的互联网企业。 在欧美、日本等成熟市场，基本是每一细分的环节都有专业的公司，而国内基本都是一家公司包揽所有环节，如信息的采集、制作、销售环节。每家提供着差不多的电子地图，却采用着自己的制作标准和流程。结果是每个环节上的企业都各自为政，没有形成良性的分工与合作。在国内这种一家包揽的模式下，很难保障道路和兴趣点数据的及时更新。要在产业链上建立合理的分工和合作，形成整合优势，才能提供更优质的地图。 分工需要有一个基础，就是大家使用统一的标准，而这个标准一直都是处在缺失的状态。一个利好的消息是，国家发改委和国家标准化委员在今年6月发起制订《导航电子地图基本技术要求规范》，有望在年内会获得通过。该规范涵盖地图服务、数据、软件、硬件等产业环节，在具体格式、分层、表达、符号等方面都有参考性标准。希望该规范的出台，有利于加强产业链内的分工和合作，形成整合的优势，这引导产业更快的发展。让120这样的消费者，享受到更好的服务。 数字地球的概念是4年前由美国前副总统戈尔提出的。数字地球主要指应用地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）、遥感（RS）等技术，以数字的方式获取、处理和应用关于地球自然和人文因素的空间数据，并在此基础上解决全球各种问题。如今，信息技术革命席卷全球，使人类对地球空间数据进行处理、分析的技术手段和观念发生了翻天覆地的变化。在这种情况下，人们可以把有关地球的大量的、多分辨率的、三维的、动态的数据按地理坐标集成起来，形成一个数字地球。借助于这个数字地球，人们无论走到哪里，都可以按地理坐标了解地球上任何一处、任何方面的信息。 近几年来，全球数字化取得了突飞猛进的发展。在全球信息数字化的实施过程中，地球空间信息技术（3S，即GIS、GPS、RS）起着十分重要的作用，GIS、RS、GPS的集成构架了数字地球。地理信息系统（Geographical Information System，GIS）是近20年发展起来的一门综合应用系统，它把各种信息同地理位置和有关的视图结合起来，并把地理学、几何学、计算机科学及各种应用对象、Internet、多媒体技术及虚拟现实技术等融为一体，利用计算机图形与数据库技术来采集、存储、编辑、显示、转换、分析和输出地理图形及其属性数据。这样，就可根据用户需要将信息图文并茂地输送给用户，便于使用。 全球定位系统（Global Positioning System，GPS）的主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务。全球定位系统共由三部分构成：地面控制部分、空间部分、用户装置部分等。GPS的主要特点是全天候、全球覆盖、三维定速定时高精度、快速省时高效率及应用广泛多功能。 遥感(Remote Sensing，RS)，就是遥远地感知。人类通过大量的实践，发现地球上每一个物体都在不停地吸收、发射和反射信息和能量，其中有一种人类已经认识到的形式——电磁波，并且发现不同物体的电磁波特性是不同的。遥感就是根据这个原理来探测地表物体对电磁波的反射和其发射的电磁波，从而提取这些物体的信息，远距离识别物体。 有了3S好像一切就可以高枕无忧。想看哪儿看哪儿，想找谁找谁。随便在地图上划个地方，3S就能告诉你天上飞的有什么，空气中漂的有什么，地面上是谁，地下藏的有什么宝贝。挺像科幻小说吧！ 其实不然。3S最终提供的只是数据。固然，相关部门和企业通过自己的努力可以将数据提供的准确、翔实。但是，最终这些数据要在实际应用中才有意义。本案例虽然描绘的是未来的前景，但在最重要的应急指挥一环中，这些数据给了决策指挥和应急调度以有利武器，而最快速地分析这些数据并得出数据后的结论，将应急指挥系统与数据相结合，做出决策才是最重要的。 数字城市已经成为现在的流行语，大家都希望将整个城市建设变得有序、有规划。于是，3S成了很多城市规划部门的首要工作之一。不管3S的建立有多困难，建起来也可能面临着变动大、数据不规范、不完整等等困难，但是最重要的，还是数据的利用。自来水、煤气、修路、建小区，这些主管部门先用3S掌握数据，甚至将数据不断更新变化，之后与他们的建设系统、规划系统、应用系统相结合，才能使3S发挥真正的作用。 | 
楼主
发表于 2007-2-12 13:58:07
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发表于 2007-2-13 22:39:47
