II 内 容 摘 要 空间决策支持系统（SDSS）是决策支持系统与地理信息系统（GIS）技术相结合的产物。SDSS 在解决半结构化和非结构化问题中具有较多优势，并且已经在许多决策问题中取得很好的应用效果。 本文将 SDSS 应用于城市应急工作中，构建了城市应急空间决策支持系统（CE-SDSS） 。该系统开拓了 SDSS 的新的应用领域。其主要结构为：人机交互子系统+空间数据库系统+空间模型库系统+空间方法库系统+空间知识库系统。从对这些结构的研究中可以发现，数据库、模型库和知识库是整个 CE-SDSS 的核心。 数据库系统、模型库系统和知识库系统的实现是系统进行问题求解的关键问题。本文构建了 CE-SDSS 的框架，并针对城市应急空间决策支持系统的特点，重点分析了空间数据库的中间件、模型库中的字典库与文件库等关键技术。 在经过一系列的理论与实践方法探讨之后，本文通过 CE-SDSS 中的一个城市地震应急空间决策支持的子系统来验证文章中提出的理论与方法。该系统实现的功能有：图层控制功能、地震地质基本信息功能、地震灾害评估功能、信息查询功能、决策支持与方案优化功能和数据管理功能等。相关功能满足了城市地震应急决策的需要。 关键词：地理信息系统关键词：地理信息系统 空间决策支持系统空间决策支持系统 城市应急空间决策城市应急空间决策 III Abstract Spatial Decision Support System(SDSS) integrates DSS and GISIt can accomplish the semi-structure and non-structure problem City Emergency Spatial Decision Support System(CE-SDSS) is the application of SDSS in the city emergency mechanism The system develops the SDSS in new area Four parts are included in CE-CDSS: Human-Computer Interaction System，Spatial Database System，Spatial Treasury method System and Spatial Knowledge Base SystemWe can infer that the core of CE-SDSS are the database、model base and knowledge base The database system、model base and knowledge are the keys which the system used to solve problemsThe three of them are interdependent and inseparable in CE-SDSSA CE-SDSS framework is built in this paperAiming at city emergency characteristics of the decision support system，the paper focuses on the analysis of the spatial database middleware，the model base in the dictionary database and database files，and other key technologies Earthquake CE-SDSS proves that the technique is reasonable which the paper brings forwardThe functions of the system include layer control，basic information on earthquake geologic features， functional assessment of the earthquake disaster， the inquiry of information，decision support and optimization program features and functions such as data managementThe system meets the need of Decision-Support Key words：Geographic Information System Spatial Decision Support System City Emergency Spatial Decision Support System I 三峡大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。 对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明，本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 学位论文作者签名： 日 期： 1 引 言 现代城市都不可避免地会遭受各种各样的灾难，不仅造成了人民生命、财产的巨大损失，对经济和社会的基础设施造成巨大的破坏，也会引起环境的恶化，阻碍社会的可持续发展。面对各种危机，最重要的战略选择应是建立一套比较完善的应急管理机制。 城市应急管理涉及庞大的系统中的各个部门和各个子系统， 而随着城市化进程的快速发展，城市系统将日益复杂，涉及的子系统也将更多，产生的数据也将是海量增加，因此必须借助日益先进的计算机和网络技术进行有效的整合，建立决策支持系统来帮助决策者在应急机制中做出合理的判断；要建立这样的系统，就需要对空间数据及时获取、交换和使用，需要空间信息和属性信息结合的决策支持。 地理信息系统(Geographic Information System，简称 GIS)是一种采集、传输、存储、管理、处理、分析、表达和使用地理空间数据的计算机系统，是分析、处理和挖掘海量地理空间数据的通用技术1。 但传统的 GIS 只局限于获取、存储、查询、制图等基本功能，缺少对复杂空间问题的有效支持。DSS（Decision Support System）是辅助决策者通过数据、模型、知识以人机交互方式进行半结构化或非结构化决策的计算机应用系统。GIS 与 DSS 集成的空间决策支持系统（SDSS，Spatial Decision Support System）就可以利用 GIS 的空间分析能力和 DSS 的决策支持机制， 更好的解决在城市应急机制中出现的各种问题。将 SDSS 应用于城市应急工作，建立城市应急空间决策支持系统（CE-SDSSS） ，是城市应急管理机制的需要，也是 SDSS 的发展方向之一。我国学者在将 SDSS 应用于城市应急的的研究并不多见，但其作为新兴学科发展的新方向，也是城市应急机制的发展的一个有益尝试，我们必须在这个领域作一些尝试和探讨。城市应急空间决策支持系统利用图形、图像数字信息来表示城市应急中相关的各种空间及属性要素，为用户提供各种城市应急信息的查询、 检索和必要的空间分析、 统计操作， 最主要的是，在城市应急机制中，为决策者提供可视化决策支持。 随着 Internet 的发展，城市网络也日益发达，CE-SDSS 能够借助城市网的软件和硬件得以快速发展，也可以与警察、消防、政府机关的局域网进行整合，实现数据共享，增强与各部门、各子系统之间的沟通，满足城市应急管理的要求。 2 1 绪论 1.1 研究背景及意义 1.1.1 城市应急机制研究的重要性 城市中存在着一些不可预见但危害极大的威胁。例如洪水、雪灾、地震等自然灾害，火灾、爆炸等城市常见危险源，公路交通事故，群体性不明原因疾病，以及危害人们生命财产安全的恐怖袭击事件，都对城市的稳定发展和人们的和谐生活构成威胁。这些危险的一个共同特点就是偶然性强，多数具有不可预见性，且破坏力极大，如何对这些可能的突发事件采取迅速、有效的预警、反应机制，及时协调处理疏散、救援等各方面关系，成了摆在城市管理者面前的首要问题。 城市应急机制研究的目的在于：防止事故的发生，当事故不可避免时应使国家财产和人民的生命免受或少受损害；防止事故恶化，遏止事故，争取在最短的时间内得到控制。 1.1.2 城市应急决策支持系统研究 城市应急决策支持系统，是构建一个决策支持的体系，利用计算机系统对已确定的重大危险源的原始数据和事先预测事故发生后可实施的应急及救助方案进行编制储存，在事故发生后及时输入现场数据，经过计算机的逻辑计算和推理，而做出可行的应急救援措施， 优化出所需最佳方案， 提供给事故指挥者进行紧急处理的决策支持。 城市应急决策支持系统要涉及的内容有如下几个方面：预警机制、图形化模拟、最佳路径选取，这些都需要用到 GIS 的图形数据和图形处理功能。地理信息系统(Geographic Information System)是融合计算机图形和数据库于一体，储存和处理空间信息的高新技术，它把地理位置和相关属性有机结合起来，根据实际需要准确、图文并茂地输出给客户，满足城市规划与建设、企业管理和居民生活对空间信息的要求，借助其独有的空间分析功能和可视化表达，进行各种辅助决策。GIS 的上述特点使之成为一种重要的解决城市应急问题的手段2。 现在， GIS 已经广泛地应用于城市规划、环境建模、管理规划、人口普查、土地信息系统、计算机辅助制图、土地清册数据库、厂房/设备/装置管理、地质的/水文的紧急响应（常与 GPS 集成应用）和商业上的地理显示等。 1.1.3 本文的研究意义 传统的 GIS 只局限于获取、存储、查询、制图等基本功能，缺少对复杂空间问题的有效支持。在应急决策过程中一些重要的决策依据，如 If-then 规则、互动模式、依赖关系等非结构化问题无法在 GIS 中进行展示。同时，GIS 的用户一般是具有一定专业领域知识的人，易用性和决策支持能力也受到了一定的限制。如果要应用 GIS技术所提供的可视化方案模拟，帮助决策者做出合理迅速的决策，就要考虑运用决策3 支持系统的方法和原理。 DSS（Decision Support System）是辅助决策者通过数据、模型、知识以人机交互方式进行半结构化或非结构化决策的计算机应用系统。GIS 与 DSS 集成的空间决策支持系统（SDSS,Spatial Decision Support System）就可以更好的解决在城市应急机制中出现的各种问题。 空间决策支持系统（SDSS，Spatial Decision Support System）是用来帮助决策者解决复杂空间问题的信息系统。 它可以利用 GIS 技术的图形数据和属性数据的显示能力、生成模版能力和空间分析能力，同时又构建了一个集成的空间模型管理系统，使得该系统真正能为领导者的决策提供直观的信息服务和决策依据。 本文将在前人研究的基础上，将空间决策支持系统应用于城市应急机制的研究，建立城市应急空间决策支持系统（CE-SDSS，City Emergency Spatial Decision Support System）的框架，并对框架的可行性进行系统的研究，从而将 SDSS 的应用发展到一个新的领域，同时也是对应急机制的研究打开一个新的思路。 1.2 国内外研究现状 1.2.1 应急系统的研究现状和 GIS 技术在应急系统中的应用 1.2.1.1 城市应急系统的国内外研究和应用 在工业发达国家， 应急救援工作已经成为整个国家危机处理的一个相当重要的组成部分。关于城市应急的研究涉及的领域十分广泛，既有政