城市应急公共设施的布设研究——以广州市为例

刘健冬

(广州市增城区国土资源测绘院，广东 增城 511300)

城市应急公共设施的布设研究
——以广州市为例

刘健冬*

(广州市增城区国土资源测绘院，广东 增城 511300)

城市应急能力主要体现在应急信息管理系统和应急公共服务设施体系，而后者又是最主要的方面，表现为设施布局是否科学。但我国对城市应急管理方面的研究尚处于起步阶段。同时，近几年各种公共突发事件不断涌现，形式之复杂，损害之惨重，对城市的应急能力的考验日益严重。因此，加强对应急设施选址的研究，重视运用GIS空间分析功能独特的作用，为应急设施的选址提供技术支持尤为重要。本文以广州为例，运用ArcGIS的空间分析功能演示避难场所的选址。结果表明：GIS，特别是空间分析功能在应急避难场所设施选址上比传统的选址模型具备更精确、更高效和更便捷的优点；GIS的空间分析功能的适用范围很广，该选址过程可以适用于广州市的其他应急设施的布设。关键词：公共突发事件；应急设施；选址；GIS空间分析功能

1 引 言

近几年来，各种公共突发事件层出不穷，给社会带来了巨大损失。从世界来看，2007年的秘鲁8级特大地震到2011年的日本地震引发的海啸和核泄漏事件；就我国来说，2003年的“非典”、2008年南方诸省的雨雪冰冻灾害、拉萨打砸事件、汶川特大地震到上海特大火灾再到2012年北京暴雨水灾等各种各样的突发事件，给人民群众的人身财产安全带来了巨大的损失。城市应急管理已经在全球内引起广泛的关注，特别是设施区位论学者的重点研究课题[1]。

城市应急管理主要体现在应急信息管理系统落后和应急公共服务设施体系，而后者又是最主要的方面，表现为设施布局是否科学。现代城市的应急设施，按设施的性质可分为三类，紧急性应急服务设施(该类设施比较常见的有医院、消防站、派出所等)、应急避难设施(应急避难设施广义上指不具有时效性的设施，属于非紧急性设施，一般带有普及性和生活化的属性)和战略资源储备设施(能保障及时供应应急救援需要的物资，通过生产储备、调拨和配送等程序达到上述目的)，本文主要研究的是第二种，即应急避难设施。

国内的城市应急设施的选址问题研究注重理论方面，多数理论都是在p-中值问题、p-中心问题和覆盖问题这三个经典的理论基础上发展而来，但几个经典的模型都是静态的和确定性的，选址结果并不是很精确。随着地理信息系统在我国的发展，GIS在应急设施的选址的运用这近几年成为研究的热点，这得益于GIS中的空间分析功能的独特作用，令GIS相比一般的模型在选址上更加精确和科学。不过，在突发事件应急设施选址方面GIS研究的进展比较缓慢，研究的范围也比较单一，技术支持力度还不够，实际上运用的成效不是很理想。

本文以广州为例，运用ArcGIS的空间分析功能演示避难场所的选址。先对土地利用图进行选择，建立城镇中心点、交通设施 500 m范围的缓冲区，对高程，坡度进行分类选择，叠加得出符合避难场所选址条件的区域，最后用人口密度图检验避难场所选址的科学性，得出最终选址点。

2 现代城市社会突发公共事件的概况

2007年11月1日开始实行的《中华人民共和国突发事件应对法》中关于突发事件的定义是：突然发生，造成或者可能造成严重社会危害，需要采取应急处置措施予以应对的自然灾害、事故灾难、公共卫生事件和社会安全事件。突发性公共事件根据上述定义可以分为四类：一是自然灾害；二是事故灾难；三是公共卫生事件；四是社会安全事件。按照社会危害程度、影响范围等因素，将自然灾害、事故灾难、公共卫生事件等分为特别重大、重大、较大和一般四级[2]。一般来说，突发公共事件具有复杂性和多样性、突发性、不确定性和灾难性这四个特点。

我国是世界上几个灾害最严重的国家之一，超过70%的人口以及80%以上的城市面临或者正承受着多种灾害的威胁。灾害带来的影响要远大于发达的国家。较近的2003年，我国生产事故损失2.5×1011元、公共卫生突发事件的损失5×1010元、各种自然灾害损失1.5×1011元、交通事故损失2×1011元，总计高达6.5×1011元，占我国GDP的6%之多。2004年，全国发生超过5×104起突发事件，造成数十万甚至上百万的伤亡，直接经济损失相对2003年减少30%。

我国未来的突发公共事件的发展趋势如下：自然灾害的发生频率高，危害更大，这是由于社会经济发展对自然资源更加沉重的压力造成的[3]。而灾区的分布明显呈区域差异性态势；这些灾害造成的损失和破坏性更加严重。在人为因素的突发事件中，现代设施和技术带来污染和灾害；在城市使用高新能源材料日益增加的情况下将出现新隐患，如核泄漏事故和燃气以及电器等引发的火灾和电击将呈现大规模爆发之势[3]。

而我国现有城市应急设施的选址模型主要有中心模型、中值模型、集合覆盖模型、最大覆盖模型和综合AHP和目标规划方法的应急系统选址规划模型。这五种传统的选址模型都是以确定和静止为前提建成的。但事实上很多选址问题是动态的和随机的，都要求模型具有多功能、多目标和多层次的意义并且起到辅助决策作用。而GIS这个软件在选址问题上，比起传统的选址更加精确和科学，再者更加省时和减少人财物力，操作也更加方便。

3 基于ArcGIS的空间分析功能避难场所选址的实现

3.1 避难所选址的原则与数据

GIS作为一种技术手段，是对地理实体数据进行操作的平台。在实际运用中不是简单地对数据进行各种操作，而是在考虑各种因素之后，根据目的来完成。如选址问题，就要考虑其需要遵循的相关经济学等理论原则，然后才对数据进行有目的的操作。原则则直接与设施的区位有关[4]。

避难所选址主要依据有：适合的场地包括绿色空间(公园、各类绿地等)、广场空间(包括商业广场)、体育场馆、亲水空间(各水体及周围绿带)[5]；距离(一般的情况是步行在 10 min以内)；容量(容纳人数根据规模等而定)、配套设施(水电气和医疗设施)和避难道路(路宽大于 7 m)[6]等5个方面。应急服务设施一旦建立就将长期使用，因此要正确选择布局的地理位置[7]。3.2 避难所选址的数据准备

对应选址的依据，需要涉及以下几种数据：场所图层(绿地、广场、学校等)、交通道路图、配套设施图(供水、供电和医院等)和居民点图(含人口密度)。其中，场所图层是对遥感卫星影像分类获得；交通图层是根据天地图进行数字化取得，配套设施是从水利水电卫生等部门获取；居民点数据是整合广州市统计年鉴和行政区域得到。

3.3 选址技术线路和数据处理流程

本论文的选址技术线路为上流程，该流程是操作步骤的简单表达，矩形代表数据，箭头表示操作和算法。本文首先收集了土地利用数据、高程数据、交通设施数据和人口密度数据并输入到GIS数据库中，其次选择合适的土地利用类型，从高程数据中得出坡度数据并进行分类得出合适的高度和坡度，对交通设施进行缓冲分析，同时把以上处理后的数据进行叠置分析，得出选址区域，最后用人口密度数据对这些区域进行检验，得出科学的避难场所。

图1 数据操作流程图

3.4 选址步骤及实现

首先我们对广州土地利用图进行操作，选出符合地质条件的用地类型。按照选址原则得到如图2右图所示。

因为避难场所等应急设施适合布局在地势平坦的地方，虽然上面已经找出适合建设施的区域，但是还不知道其地势情况，因此我们要弄清楚广州市的地形高程图，先进行分类，然后从中选取出高度低于 50 m的区域的一类，得到高度小于 50 m的区域图之后，要在这个区域内找出坡度低于15°的范围，用地形高程图生成坡度图，将其进行分类，然后选出小于15°的一类，如图3所示。

图2 广州土地利用及符合地质条件的土地利用图

图3广州地形高程，高度小于50 m及坡度小于15°

其次是对交通设施的选取，本次试验选取主要干道，即是省道、公交线路、地铁。要求避难所到道路的最远距离不宜超过 500 m，所以要对这个范围进行缓冲。同时，避难场所应该接近城镇中心，因为那里的人口密度很高，一般两者的距离也是不宜超过 500 m得到图4：

最后，需要将几个经过处理的图层进行叠合，得出的就是符合避难场所选址条件的区域。上述得出的区域是初步符合选址的，在这些区域内发现有些用地类型，打开其属性表，可以看到是若干教育基地。它们分别是：广州市科学技术局、广州市第三十四中学、金鹰中学、海珠区职工中学、广州市第十五中学、广州市第五中学、广东药学院、广州市第十中学、培正中学。如图5右图所示。

避难场所等应急设施一经选定就具有长期性，因此应该尽可能地发挥其作用，而起作用则是需要通过对人服务进行体现。确定上述若干地点后，需要勘察其是否位于人口高密度区域，颜色深的代表人口密度小，颜色浅的代表人口密度高。将上述的结果放到人口密度图，得到图6中图：按优中选优的原则，进一步操作之后，得到图6右图。

从图6可知，绿色圆点就是选址的最后结果。它们分别是广州市科学技术局、广州市第三十四中学、金鹰中学、海珠区职工中学、广州市第十五中学、广州市第五中学、广东药学院。鉴于广州市大型的固定避难所有一个位于海珠区晓港公园，而且本文研究结果产生的地点均在海珠区境内，这就证明了运用GIS进行应急避难场所选址具有科学性与精确性，且GIS选址工作流程相比传统的模型能更方便快捷得出选址地点，节省了人财物力。最终选址的若干地点大部分是教育基地，建议可作为小型应急避难场所为海珠区大型的固定避难场所外的重要补充。

图4 交通设施，城镇中心缓冲图

图5 选址区域图&选址区域教育机构分布图

图6 最终选址图

4 结 论

本文通过利用GIS的空间分析功能来实现应急避难场所设施的选址布设研究，得出以下结论：

(1)GIS，特别是空间分析功能在应急避难场所设施选址上比传统的选址模型具备更精确、更高效和更便捷的优点，表现在省时省物力和人力。

(2)传统的选址模型一般都注重理论层面的研究，实践的效果与实际设想有差距。而且模型都是在静态的情况下，GIS则可很好地弥补这种不足。

(3)GIS的空间分析功能的适用范围很广，该选址过程可以适用于广州市的其他应急设施的布设。

(4)本文下一步将全面考虑影响选址布局的因子并对选址结果进一步深入分析。

[1] 王铮，廖悲雨，隋文娟. 层次型应急设施布局模型及其应用[J]. 中国科学管理，2011，19(6)：88～91.

[2] 杨晓华. 论突发公共事件的特点及应对机制[J]. 西南农业大学学报·社会科学版，2012，1(7)：75～77.

[3] 何铮. 基于GIS的城市突发公共事件风险评估应急管理平台研究[D]. 上海：华东师范大学，2009.

[4] 初建宇，苏幼坡. 城市地震避难疏散场所的规划原则与要求[J]. 世界地震工程，2006，22(4)：80～83.

[5] 曹明，初建宇，刘喜暖. 基于GIS的城市应急避难疏散空间分布[J]. 河北联合大学学报·自然科学版，2012，34(2)：84～88.

[6] 陈志宗，尤建新. 重大突发事件应急救援设施选址的多目标决策模型[J]. 管理科学，2006，19(4)：10～14.

[7] 魏汝营，陈建宏，杨立兵. 突发事件应急救援设施选址决策模型[J]. 工业安全与环保，2009，35(2)：50～52.

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

刘健冬(1981—)，男，工程师，主要从事测绘工程、3S应用、数据建库等工作