三維數(shù)字城市消防信息系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn).pdf

1、最近幾年,頻發(fā)的城市火災(zāi)已經(jīng)嚴(yán)重威脅公眾安全和社會發(fā)展,其突發(fā)性強(qiáng)、破壞力大,往往對國民生命和財產(chǎn)造成極大損失,及時、科學(xué)地進(jìn)行火災(zāi)撲救對城市火災(zāi)救援具有十分重要的意義。隨著3S技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,消防地理信息系統(tǒng)逐漸成為消防部門進(jìn)行災(zāi)情信息收集、獲取以及分析的輔助工具,三維可視化技術(shù)與消防信息系統(tǒng)的融合更成為研究的熱點(diǎn)。根據(jù)城市火災(zāi)消防的特點(diǎn),本文以“系統(tǒng)總體設(shè)計—系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究—系統(tǒng)主要功能實(shí)現(xiàn)”為主線,從三維數(shù)字城市可視

2、化、消防資源管理以及消防應(yīng)急服務(wù)出發(fā),通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、GIS技術(shù)與消防資源的有效集成,建立了三維數(shù)字消防信息系統(tǒng)。根據(jù)三維數(shù)字城市消防信息系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo),本文完成了系統(tǒng)平臺的總體設(shè)計、關(guān)鍵技術(shù)研究和功能實(shí)現(xiàn),主要包括以下幾個方面的內(nèi)容。
　　 (1)本系統(tǒng)采用C#程序設(shè)計語言,基于.NETFramework3.5和Skyline5.1.3開發(fā)平臺,運(yùn)用SQLServer2008數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)管理與分析。系統(tǒng)總體設(shè)計采用C/S模式

3、的三層體系架構(gòu),實(shí)現(xiàn)表示層、業(yè)務(wù)層和數(shù)據(jù)訪問層的三層分離,業(yè)務(wù)層包括應(yīng)用層和組件層。系統(tǒng)功能由三大子系統(tǒng)組成,分別是地圖操作子系統(tǒng)、消防資源管理子系統(tǒng)、消防應(yīng)急服務(wù)子系統(tǒng)。地圖操作子系統(tǒng)包括地圖基本操作、地圖測量,場景標(biāo)記等功能模塊;消防資源管理負(fù)責(zé)消防相關(guān)資源的查詢、更新和維護(hù);消防應(yīng)急服務(wù)包括火災(zāi)蔓延、車輛調(diào)度以及建筑內(nèi)部查看等空間分析功能。
　　 (2)本文對系統(tǒng)的三維數(shù)字城市建模、火災(zāi)蔓延分析、最優(yōu)路徑模型進(jìn)行了關(guān)鍵技術(shù)

4、分析與研究。構(gòu)建三維數(shù)字城市過程中,將三維模型進(jìn)行LOD(LevelofDetail)技術(shù)優(yōu)化以及流模式加載、對模型的紋理映射進(jìn)行優(yōu)化處理,明顯提高三維數(shù)據(jù)的顯示效率,改善用戶的瀏覽體驗(yàn)。在考慮城市火災(zāi)蔓延特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,將蔓延過程分為單體建筑內(nèi)部蔓延和建筑間的火災(zāi)蔓延兩個過程。充分考慮了風(fēng)速、風(fēng)向、建筑材料的可燃性等主要因素,模擬事發(fā)地點(diǎn)的火災(zāi)蔓延趨勢。對于最優(yōu)路徑模型的研究,本系統(tǒng)運(yùn)用模糊理論工具將影響路網(wǎng)權(quán)值的因素進(jìn)行綜合評價,獲得

5、的路網(wǎng)權(quán)值是多方面因素影響結(jié)果,避免了傳統(tǒng)靜態(tài)權(quán)值算法考慮因素單一、計算合理性差等問題,最后運(yùn)用Dijkstra算法實(shí)現(xiàn)最優(yōu)路徑選取。
　　 (3)本文對三維數(shù)字城市消防信息系統(tǒng)主要功能進(jìn)行了詳細(xì)闡述,包括基本地圖操作、消防資源的維護(hù)與更新、消防應(yīng)急服務(wù)等功能。通過模擬測試,本系統(tǒng)基本上實(shí)現(xiàn)了設(shè)計目標(biāo),具備了基于三維數(shù)字城市的消防應(yīng)急功能,驗(yàn)證了本系統(tǒng)的可行性。但是,由于系統(tǒng)本身的復(fù)雜性和現(xiàn)有技術(shù)力量的限制,在三維可視化與空間分