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

1、最近幾年,頻發(fā)的城市火災已經(jīng)嚴重威脅公眾安全和社會發(fā)展,其突發(fā)性強、破壞力大,往往對國民生命和財產(chǎn)造成極大損失,及時、科學地進行火災撲救對城市火災救援具有十分重要的意義。隨著3S技術(shù)、計算機技術(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行災情信息收集、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。根據(jù)城市火災消防的特點,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急服務出發(fā),通過虛擬現(xiàn)實技術(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,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,運用SQLServer2008數(shù)據(jù)庫進行數(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),實現(xiàn)表示層、業(yè)務層和數(shù)據(jù)訪問層的三層分離,業(yè)務層包括應用層和組件層。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)、消防應急服務子系統(tǒng)。地圖操作子系統(tǒng)包括地圖基本操作、地圖測量,場景標記等功能模塊;消防資源管理負責消防相關(guān)資源的查詢、更新和維護;消防應急服務包括火災蔓延、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、火災蔓延分析、最優(yōu)路徑模型進行了關(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。在考慮城市火災蔓延特點的基礎(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蔓延兩個過程。充分考慮了風速、風向、建筑材料的可燃性等主要因素,模擬事發(fā)地點的火災蔓延趨勢。對于最優(yōu)路徑模型的研究,本系統(tǒng)運用模糊理論工具將影響路網(wǎng)權(quán)值的因素進行綜合評價,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,最后運用Dijkstra算法實現(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)主要功能進行了詳細闡述,包括基本地圖操作、消防資源的維護與更新、消防應急服務等功能。通過模擬測試,本系統(tǒng)基本上實現(xiàn)了設(shè)計目標,具備了基于三維數(shù)字城市的消防應急功能,驗證了本系統(tǒng)的可行性。但是,由于系統(tǒng)本身的復雜性和現(xiàn)有技術(shù)力量的限制,在三維可視化與空間分