劉健冬

(廣州市增城區(qū)國(guó)土資源測(cè)繪院，廣東 增城 511300)

城市應(yīng)急公共設(shè)施的布設(shè)研究
——以廣州市為例

劉健冬*

(廣州市增城區(qū)國(guó)土資源測(cè)繪院，廣東 增城 511300)

城市應(yīng)急能力主要體現(xiàn)在應(yīng)急信息管理系統(tǒng)和應(yīng)急公共服務(wù)設(shè)施體系，而后者又是最主要的方面，表現(xiàn)為設(shè)施布局是否科學(xué)。但我國(guó)對(duì)城市應(yīng)急管理方面的研究尚處于起步階段。同時(shí)，近幾年各種公共突發(fā)事件不斷涌現(xiàn)，形式之復(fù)雜，損害之慘重，對(duì)城市的應(yīng)急能力的考驗(yàn)日益嚴(yán)重。因此，加強(qiáng)對(duì)應(yīng)急設(shè)施選址的研究，重視運(yùn)用GIS空間分析功能獨(dú)特的作用，為應(yīng)急設(shè)施的選址提供技術(shù)支持尤為重要。本文以廣州為例，運(yùn)用ArcGIS的空間分析功能演示避難場(chǎng)所的選址。結(jié)果表明：GIS，特別是空間分析功能在應(yīng)急避難場(chǎng)所設(shè)施選址上比傳統(tǒng)的選址模型具備更精確、更高效和更便捷的優(yōu)點(diǎn)；GIS的空間分析功能的適用范圍很廣，該選址過(guò)程可以適用于廣州市的其他應(yīng)急設(shè)施的布設(shè)。關(guān)鍵詞：公共突發(fā)事件；應(yīng)急設(shè)施；選址；GIS空間分析功能

1 引 言

近幾年來(lái)，各種公共突發(fā)事件層出不窮，給社會(huì)帶來(lái)了巨大損失。從世界來(lái)看，2007年的秘魯8級(jí)特大地震到2011年的日本地震引發(fā)的海嘯和核泄漏事件；就我國(guó)來(lái)說(shuō)，2003年的“非典”、2008年南方諸省的雨雪冰凍災(zāi)害、拉薩打砸事件、汶川特大地震到上海特大火災(zāi)再到2012年北京暴雨水災(zāi)等各種各樣的突發(fā)事件，給人民群眾的人身財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)了巨大的損失。城市應(yīng)急管理已經(jīng)在全球內(nèi)引起廣泛的關(guān)注，特別是設(shè)施區(qū)位論學(xué)者的重點(diǎn)研究課題[1]。

城市應(yīng)急管理主要體現(xiàn)在應(yīng)急信息管理系統(tǒng)落后和應(yīng)急公共服務(wù)設(shè)施體系，而后者又是最主要的方面，表現(xiàn)為設(shè)施布局是否科學(xué)?，F(xiàn)代城市的應(yīng)急設(shè)施，按設(shè)施的性質(zhì)可分為三類(lèi)，緊急性應(yīng)急服務(wù)設(shè)施(該類(lèi)設(shè)施比較常見(jiàn)的有醫(yī)院、消防站、派出所等)、應(yīng)急避難設(shè)施(應(yīng)急避難設(shè)施廣義上指不具有時(shí)效性的設(shè)施，屬于非緊急性設(shè)施，一般帶有普及性和生活化的屬性)和戰(zhàn)略資源儲(chǔ)備設(shè)施(能保障及時(shí)供應(yīng)應(yīng)急救援需要的物資，通過(guò)生產(chǎn)儲(chǔ)備、調(diào)撥和配送等程序達(dá)到上述目的)，本文主要研究的是第二種，即應(yīng)急避難設(shè)施。

國(guó)內(nèi)的城市應(yīng)急設(shè)施的選址問(wèn)題研究注重理論方面，多數(shù)理論都是在p-中值問(wèn)題、p-中心問(wèn)題和覆蓋問(wèn)題這三個(gè)經(jīng)典的理論基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，但幾個(gè)經(jīng)典的模型都是靜態(tài)的和確定性的，選址結(jié)果并不是很精確。隨著地理信息系統(tǒng)在我國(guó)的發(fā)展，GIS在應(yīng)急設(shè)施的選址的運(yùn)用這近幾年成為研究的熱點(diǎn)，這得益于GIS中的空間分析功能的獨(dú)特作用，令GIS相比一般的模型在選址上更加精確和科學(xué)。不過(guò)，在突發(fā)事件應(yīng)急設(shè)施選址方面GIS研究的進(jìn)展比較緩慢，研究的范圍也比較單一，技術(shù)支持力度還不夠，實(shí)際上運(yùn)用的成效不是很理想。

本文以廣州為例，運(yùn)用ArcGIS的空間分析功能演示避難場(chǎng)所的選址。先對(duì)土地利用圖進(jìn)行選擇，建立城鎮(zhèn)中心點(diǎn)、交通設(shè)施 500 m范圍的緩沖區(qū)，對(duì)高程，坡度進(jìn)行分類(lèi)選擇，疊加得出符合避難場(chǎng)所選址條件的區(qū)域，最后用人口密度圖檢驗(yàn)避難場(chǎng)所選址的科學(xué)性，得出最終選址點(diǎn)。

2 現(xiàn)代城市社會(huì)突發(fā)公共事件的概況

2007年11月1日開(kāi)始實(shí)行的《中華人民共和國(guó)突發(fā)事件應(yīng)對(duì)法》中關(guān)于突發(fā)事件的定義是：突然發(fā)生，造成或者可能造成嚴(yán)重社會(huì)危害，需要采取應(yīng)急處置措施予以應(yīng)對(duì)的自然災(zāi)害、事故災(zāi)難、公共衛(wèi)生事件和社會(huì)安全事件。突發(fā)性公共事件根據(jù)上述定義可以分為四類(lèi)：一是自然災(zāi)害；二是事故災(zāi)難；三是公共衛(wèi)生事件；四是社會(huì)安全事件。按照社會(huì)危害程度、影響范圍等因素，將自然災(zāi)害、事故災(zāi)難、公共衛(wèi)生事件等分為特別重大、重大、較大和一般四級(jí)[2]。一般來(lái)說(shuō)，突發(fā)公共事件具有復(fù)雜性和多樣性、突發(fā)性、不確定性和災(zāi)難性這四個(gè)特點(diǎn)。

我國(guó)是世界上幾個(gè)災(zāi)害最嚴(yán)重的國(guó)家之一，超過(guò)70%的人口以及80%以上的城市面臨或者正承受著多種災(zāi)害的威脅。災(zāi)害帶來(lái)的影響要遠(yuǎn)大于發(fā)達(dá)的國(guó)家。較近的2003年，我國(guó)生產(chǎn)事故損失2.5×1011元、公共衛(wèi)生突發(fā)事件的損失5×1010元、各種自然災(zāi)害損失1.5×1011元、交通事故損失2×1011元，總計(jì)高達(dá)6.5×1011元，占我國(guó)GDP的6%之多。2004年，全國(guó)發(fā)生超過(guò)5×104起突發(fā)事件，造成數(shù)十萬(wàn)甚至上百萬(wàn)的傷亡，直接經(jīng)濟(jì)損失相對(duì)2003年減少30%。

我國(guó)未來(lái)的突發(fā)公共事件的發(fā)展趨勢(shì)如下：自然災(zāi)害的發(fā)生頻率高，危害更大，這是由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)自然資源更加沉重的壓力造成的[3]。而災(zāi)區(qū)的分布明顯呈區(qū)域差異性態(tài)勢(shì)；這些災(zāi)害造成的損失和破壞性更加嚴(yán)重。在人為因素的突發(fā)事件中，現(xiàn)代設(shè)施和技術(shù)帶來(lái)污染和災(zāi)害；在城市使用高新能源材料日益增加的情況下將出現(xiàn)新隱患，如核泄漏事故和燃?xì)庖约半娖鞯纫l(fā)的火災(zāi)和電擊將呈現(xiàn)大規(guī)模爆發(fā)之勢(shì)[3]。

而我國(guó)現(xiàn)有城市應(yīng)急設(shè)施的選址模型主要有中心模型、中值模型、集合覆蓋模型、最大覆蓋模型和綜合AHP和目標(biāo)規(guī)劃方法的應(yīng)急系統(tǒng)選址規(guī)劃模型。這五種傳統(tǒng)的選址模型都是以確定和靜止為前提建成的。但事實(shí)上很多選址問(wèn)題是動(dòng)態(tài)的和隨機(jī)的，都要求模型具有多功能、多目標(biāo)和多層次的意義并且起到輔助決策作用。而GIS這個(gè)軟件在選址問(wèn)題上，比起傳統(tǒng)的選址更加精確和科學(xué)，再者更加省時(shí)和減少人財(cái)物力，操作也更加方便。

3 基于ArcGIS的空間分析功能避難場(chǎng)所選址的實(shí)現(xiàn)

3.1 避難所選址的原則與數(shù)據(jù)

GIS作為一種技術(shù)手段，是對(duì)地理實(shí)體數(shù)據(jù)進(jìn)行操作的平臺(tái)。在實(shí)際運(yùn)用中不是簡(jiǎn)單地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行各種操作，而是在考慮各種因素之后，根據(jù)目的來(lái)完成。如選址問(wèn)題，就要考慮其需要遵循的相關(guān)經(jīng)濟(jì)學(xué)等理論原則，然后才對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有目的的操作。原則則直接與設(shè)施的區(qū)位有關(guān)[4]。

避難所選址主要依據(jù)有：適合的場(chǎng)地包括綠色空間(公園、各類(lèi)綠地等)、廣場(chǎng)空間(包括商業(yè)廣場(chǎng))、體育場(chǎng)館、親水空間(各水體及周?chē)G帶)[5]；距離(一般的情況是步行在 10 min以內(nèi))；容量(容納人數(shù)根據(jù)規(guī)模等而定)、配套設(shè)施(水電氣和醫(yī)療設(shè)施)和避難道路(路寬大于 7 m)[6]等5個(gè)方面。應(yīng)急服務(wù)設(shè)施一旦建立就將長(zhǎng)期使用，因此要正確選擇布局的地理位置[7]。3.2 避難所選址的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

對(duì)應(yīng)選址的依據(jù)，需要涉及以下幾種數(shù)據(jù)：場(chǎng)所圖層(綠地、廣場(chǎng)、學(xué)校等)、交通道路圖、配套設(shè)施圖(供水、供電和醫(yī)院等)和居民點(diǎn)圖(含人口密度)。其中，場(chǎng)所圖層是對(duì)遙感衛(wèi)星影像分類(lèi)獲得；交通圖層是根據(jù)天地圖進(jìn)行數(shù)字化取得，配套設(shè)施是從水利水電衛(wèi)生等部門(mén)獲??；居民點(diǎn)數(shù)據(jù)是整合廣州市統(tǒng)計(jì)年鑒和行政區(qū)域得到。

3.3 選址技術(shù)線路和數(shù)據(jù)處理流程

本論文的選址技術(shù)線路為上流程，該流程是操作步驟的簡(jiǎn)單表達(dá)，矩形代表數(shù)據(jù)，箭頭表示操作和算法。本文首先收集了土地利用數(shù)據(jù)、高程數(shù)據(jù)、交通設(shè)施數(shù)據(jù)和人口密度數(shù)據(jù)并輸入到GIS數(shù)據(jù)庫(kù)中，其次選擇合適的土地利用類(lèi)型，從高程數(shù)據(jù)中得出坡度數(shù)據(jù)并進(jìn)行分類(lèi)得出合適的高度和坡度，對(duì)交通設(shè)施進(jìn)行緩沖分析，同時(shí)把以上處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行疊置分析，得出選址區(qū)域，最后用人口密度數(shù)據(jù)對(duì)這些區(qū)域進(jìn)行檢驗(yàn)，得出科學(xué)的避難場(chǎng)所。

圖1 數(shù)據(jù)操作流程圖

3.4 選址步驟及實(shí)現(xiàn)

首先我們對(duì)廣州土地利用圖進(jìn)行操作，選出符合地質(zhì)條件的用地類(lèi)型。按照選址原則得到如圖2右圖所示。

因?yàn)楸茈y場(chǎng)所等應(yīng)急設(shè)施適合布局在地勢(shì)平坦的地方，雖然上面已經(jīng)找出適合建設(shè)施的區(qū)域，但是還不知道其地勢(shì)情況，因此我們要弄清楚廣州市的地形高程圖，先進(jìn)行分類(lèi)，然后從中選取出高度低于 50 m的區(qū)域的一類(lèi)，得到高度小于 50 m的區(qū)域圖之后，要在這個(gè)區(qū)域內(nèi)找出坡度低于15°的范圍，用地形高程圖生成坡度圖，將其進(jìn)行分類(lèi)，然后選出小于15°的一類(lèi)，如圖3所示。

圖2 廣州土地利用及符合地質(zhì)條件的土地利用圖

圖3廣州地形高程，高度小于50 m及坡度小于15°

其次是對(duì)交通設(shè)施的選取，本次試驗(yàn)選取主要干道，即是省道、公交線路、地鐵。要求避難所到道路的最遠(yuǎn)距離不宜超過(guò) 500 m，所以要對(duì)這個(gè)范圍進(jìn)行緩沖。同時(shí)，避難場(chǎng)所應(yīng)該接近城鎮(zhèn)中心，因?yàn)槟抢锏娜丝诿芏群芨?，一般兩者的距離也是不宜超過(guò) 500 m得到圖4：

最后，需要將幾個(gè)經(jīng)過(guò)處理的圖層進(jìn)行疊合，得出的就是符合避難場(chǎng)所選址條件的區(qū)域。上述得出的區(qū)域是初步符合選址的，在這些區(qū)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)有些用地類(lèi)型，打開(kāi)其屬性表，可以看到是若干教育基地。它們分別是：廣州市科學(xué)技術(shù)局、廣州市第三十四中學(xué)、金鷹中學(xué)、海珠區(qū)職工中學(xué)、廣州市第十五中學(xué)、廣州市第五中學(xué)、廣東藥學(xué)院、廣州市第十中學(xué)、培正中學(xué)。如圖5右圖所示。

避難場(chǎng)所等應(yīng)急設(shè)施一經(jīng)選定就具有長(zhǎng)期性，因此應(yīng)該盡可能地發(fā)揮其作用，而起作用則是需要通過(guò)對(duì)人服務(wù)進(jìn)行體現(xiàn)。確定上述若干地點(diǎn)后，需要勘察其是否位于人口高密度區(qū)域，顏色深的代表人口密度小，顏色淺的代表人口密度高。將上述的結(jié)果放到人口密度圖，得到圖6中圖：按優(yōu)中選優(yōu)的原則，進(jìn)一步操作之后，得到圖6右圖。

從圖6可知，綠色圓點(diǎn)就是選址的最后結(jié)果。它們分別是廣州市科學(xué)技術(shù)局、廣州市第三十四中學(xué)、金鷹中學(xué)、海珠區(qū)職工中學(xué)、廣州市第十五中學(xué)、廣州市第五中學(xué)、廣東藥學(xué)院。鑒于廣州市大型的固定避難所有一個(gè)位于海珠區(qū)曉港公園，而且本文研究結(jié)果產(chǎn)生的地點(diǎn)均在海珠區(qū)境內(nèi)，這就證明了運(yùn)用GIS進(jìn)行應(yīng)急避難場(chǎng)所選址具有科學(xué)性與精確性，且GIS選址工作流程相比傳統(tǒng)的模型能更方便快捷得出選址地點(diǎn)，節(jié)省了人財(cái)物力。最終選址的若干地點(diǎn)大部分是教育基地，建議可作為小型應(yīng)急避難場(chǎng)所為海珠區(qū)大型的固定避難場(chǎng)所外的重要補(bǔ)充。

圖4 交通設(shè)施，城鎮(zhèn)中心緩沖圖

圖5 選址區(qū)域圖&選址區(qū)域教育機(jī)構(gòu)分布圖

圖6 最終選址圖

4 結(jié) 論

本文通過(guò)利用GIS的空間分析功能來(lái)實(shí)現(xiàn)應(yīng)急避難場(chǎng)所設(shè)施的選址布設(shè)研究，得出以下結(jié)論：

(1)GIS，特別是空間分析功能在應(yīng)急避難場(chǎng)所設(shè)施選址上比傳統(tǒng)的選址模型具備更精確、更高效和更便捷的優(yōu)點(diǎn)，表現(xiàn)在省時(shí)省物力和人力。

(2)傳統(tǒng)的選址模型一般都注重理論層面的研究，實(shí)踐的效果與實(shí)際設(shè)想有差距。而且模型都是在靜態(tài)的情況下，GIS則可很好地彌補(bǔ)這種不足。

(3)GIS的空間分析功能的適用范圍很廣，該選址過(guò)程可以適用于廣州市的其他應(yīng)急設(shè)施的布設(shè)。

(4)本文下一步將全面考慮影響選址布局的因子并對(duì)選址結(jié)果進(jìn)一步深入分析。

[1] 王錚，廖悲雨，隋文娟. 層次型應(yīng)急設(shè)施布局模型及其應(yīng)用[J]. 中國(guó)科學(xué)管理，2011，19(6)：88～91.

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Research on the Urban Emergency Facilities Layout ——Taking Guangzhou City as an Example

Liu Jiandong

(Surveying and Mapping Institute of Land and Resources in Zengcheng of Guangzhou，Zengcheng 511300，China)

Urban emergency capacity is mainly reflected in the emergency information management system and emergency public service facilities，and the latter is the most important aspect，the performance of the facility layout is scientific. But the research on urban emergency management in our country is still in the initial stage. At the same time，in recent years，all kinds of public emergencies continue to emerge，the form of complex，damage to the city，the city's emergency response to the increasingly serious. Therefore，it is very important to strengthen the research of emergency facility location，pay attention to the unique role of GIS spatial analysis function，and to provide technical support for emergency facilities location. Taking Guangzhou as an example，this paper demonstrates the location of refuge sites by using the spatial analysis function of ArcGIS. The results showed that GIS，especially the function of spatial analysis in the location of emergency shelter facilities than the traditional location model with more accurate and more efficient and convenient advantages； the GIS spatial analysis function scope is very wide，the selection process can be applied to the city of Guangzhou the emergency facilities layout.

public emergency； facilities；site selection；GIS spatial analysis

1672-8262(2017)02-41-05

P208.2

B

2016—10—24

劉健冬(1981—)，男，工程師，主要從事測(cè)繪工程、3S應(yīng)用、數(shù)據(jù)建庫(kù)等工作