基于地理信息系統(tǒng)的社區(qū)居民避震疏散區(qū)劃方法及應(yīng)用研究

1、胡星,,基于GIS 的社區(qū)居民避震疏散區(qū)劃方法及應(yīng)用,主要內(nèi)容,背景建立GIS 社區(qū)避震疏散區(qū)劃方法實例研究,背景,全球每年在地震等突發(fā)災(zāi)害事件中因疏散混亂無序造成了大量人員傷亡，如1995 年日本阪神地震災(zāi)害和2010 年發(fā)生的海地地震災(zāi)害等。當前國內(nèi)外防震避難理論研究主要探討區(qū)域和城市等大中尺度，而針對基層單元如社區(qū)(街道)的研究明顯缺乏。在堅持預(yù)防為主、以人為本的防災(zāi)基本原則下，合理的災(zāi)前避震疏散區(qū)劃是保證受災(zāi)人群安全

2、快速地疏散轉(zhuǎn)移的重要措施。,建立GIS 社區(qū)避震疏散區(qū)劃方法,應(yīng)急避難需求分析避難空間可達性研究設(shè)施容量約束下避難歸屬研究,建立GIS 社區(qū)避震疏散區(qū)劃方法,一.應(yīng)急避難需求分析(1)提出以下假設(shè):1)人群集中分布于居住區(qū)內(nèi)，考慮破壞性地震尚未對地面產(chǎn)生破壞前的較短時間內(nèi)的人員的疏散情況.2)居民在管理人員的引導(dǎo)下采用步行方式避難，指定疏散路徑和避難場所，不考慮震災(zāi)造成的路段阻塞及交通流對人群疏散速度的影響.3)以居

3、民樓為最小疏散單元，地震發(fā)生時社區(qū)居民都位于樓內(nèi)，各棟居民樓的出口處作為人群聚集點和疏散起點。4) 建立路網(wǎng)與臨近的避難所出入口連接關(guān)系。,建立GIS 社區(qū)避震疏散區(qū)劃方法,（2）通過航片本影測算及實地調(diào)查的方法獲取居住面積信息，結(jié)合社區(qū)人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)獲取應(yīng)急避難需求空間分布信息，基于ArcGIS9實現(xiàn)研究區(qū)內(nèi)所有居住單元人口容納數(shù)估算和空間可視化,建立GIS 社區(qū)避震疏散區(qū)劃方法,二.避難空間可達性研究 人群疏散過程研

4、究中最佳路徑的選擇是避難空間可達性研究的重要內(nèi)容,本研究選擇道路網(wǎng)絡(luò)和避難場所的出入口作為測算避難需求點與歸屬地之間距 離成本的基礎(chǔ)參數(shù),方法如下：(1)將社區(qū)居民點、道路網(wǎng)絡(luò)、避難場所的矢量數(shù)據(jù)集構(gòu)建空間幾何網(wǎng)絡(luò)(2)計算最短疏散路徑成本(3)分析疏散半徑R 范圍內(nèi)各避難需求可達的避難歸屬點集，在保證所有居民點單歸屬情景下，統(tǒng)計各避難場所在R 距離內(nèi)的居民點個數(shù)，以此確定滿足避難服務(wù)覆蓋全區(qū)的最佳服務(wù)半徑,建立GIS 社

5、區(qū)避震疏散區(qū)劃方法,三.設(shè)施容量約束下避難歸屬研究 以可容納及避難歸屬單一為約束條件，以避難服務(wù)覆蓋人數(shù)最大化為目標建立疏散區(qū)劃方程，確定每個疏散單元的避難歸屬。方程如下:,建立GIS 社區(qū)避震疏散區(qū)劃方法,其中 : 表示避難需求點 的人口數(shù) : 表示避難場所人口容量 : 表示需求點 與避難場所 的歸屬關(guān)系 :

6、 避難不歸屬,實例研究,以上海陸家嘴街道為例1.數(shù)據(jù)準備 以2006 年航空影像數(shù)據(jù)為依托，利用軟ERDAS8 提取道路網(wǎng)絡(luò)、開放空間、居住區(qū)空間屬性信息。此外，通過查閱上海浦東新區(qū)統(tǒng)計年鑒和實地調(diào)查，獲取2006 年該街道人口、居住區(qū)樓層數(shù)以及開放空間出入口位置信息。經(jīng)投影轉(zhuǎn)換和坐標統(tǒng)一，將上述數(shù)據(jù)集成于ArcGIS9環(huán)境下，并應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)分析模塊(Network Analysis) 構(gòu)建道路幾何網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集，并建立其與開

7、放空間、入口之間的拓撲關(guān)系。(下圖為陸家嘴街道2006 年航空影像(左)和基礎(chǔ)地理信息提取(右))。,實例研究,實例研究,2.需求分析1） 基于ArcGIS9實現(xiàn)研究區(qū)內(nèi)所有居住單元人口容納數(shù)估算和空間可視化。如下圖（陸家嘴街道居住人口分布）,實例研究,實例研究,2）避難空間可達性分析 基于ArcGIS9網(wǎng)絡(luò)分析模塊，以開放空間的出入口作為出發(fā)點、R（500、1000m）為半徑，分別進行單個和所有避難場所的服務(wù)域分析（

8、下面兩個圖分別是R=500和R=1000的避難服務(wù)域分析圖）。由圖可知)，可見R = 1 000 m時避難服務(wù)覆蓋整個研究區(qū)，1000m為最佳服務(wù)半徑。,實例研究,實例研究,實例研究,3）避難歸屬分析 根據(jù)距離優(yōu)先原則進行居民點疏散歸屬分析（如下圖）可知，一些避難場所所能提供的疏散空間大于其服務(wù)域范圍內(nèi)的疏散需求，而另一些避難場所的有效疏散空間不能滿足其服務(wù)域范圍內(nèi)的疏散需求，這使一部分居民點不能疏散到距其最近的避難場所