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出版者:科學齣版社

作者:劉鐵民

出品人:

頁數:220

译者:

出版時間:2004-7

價格:35.00元

裝幀:簡裝本

isbn號碼:9787030137296

叢書系列:地理信息係統理論與應用叢書

圖書標籤:

• 城市安全
• 地理信息係統
• GIS
• 城市規劃
• 安全工程
• 信息安全
• 軟件開發
• 空間數據
• 城市管理
• 智慧城市

城市安全地理信息係統設計與開發 圖書簡介 本書全麵深入地探討瞭城市安全地理信息係統（Urban Security Geographic Information System, US-GIS）的設計原理、關鍵技術以及實際開發應用。在現代城市管理日益復雜、安全風險日益多樣的背景下，構建一個高效、智能的城市安全保障體係已成為迫切需求。本書正是聚焦於如何利用地理信息技術這一強有力的數據支撐和可視化工具，係統化地提升城市應對各種突發事件和日常安全威脅的能力。 本書的結構圍繞“理論基礎—係統架構—核心技術—應用實踐”的邏輯主綫展開，力求為讀者提供一個從宏觀概念到具體實現的完整技術路綫圖。 第一部分：理論基礎與需求分析 本部分著重於奠定理解城市安全GIS的理論基石，並明確係統的目標用戶和功能需求。 第一章：城市安全麵臨的挑戰與GIS的作用 首先，係統地梳理瞭當前城市安全麵臨的典型威脅，包括但不限於自然災害（如洪澇、地震）、公共衛生事件、社會治安問題、基礎設施安全隱患以及大型活動管理壓力。隨後，深入分析瞭傳統安全管理模式的局限性，並闡述瞭地理信息係統（GIS）如何通過空間化、可視化、關聯分析的獨特優勢，成為現代城市安全體係中不可或缺的“空間大腦”。本章強調瞭數據驅動決策在現代應急管理中的核心地位。 第二章：城市安全信息資源普查與需求建模 係統的成功取決於其所能集成的數據質量和廣度。本章詳細探討瞭城市安全領域所需數據的分類、來源與標準規範，包括基礎地理數據（高精度地圖、三維模型）、動態實時數據（傳感器、物聯網）、業務專題數據（管網、消防栓分布、警力部署）以及社會經濟數據。在此基礎上，本書提齣瞭基於“事件-主體-資源-環境”框架的需求建模方法，明確瞭係統必須具備的態勢感知、預警研判、輔助決策和指揮調度四大核心功能模塊的業務需求藍圖。 第二部分：係統架構與技術選型 本部分聚焦於構建一個健壯、可擴展的US-GIS所需的技術框架和架構設計。 第三章：城市安全GIS的整體架構設計 本書提齣瞭一種“雲-邊-端”協同的三層架構模型。詳細闡述瞭： 1. 數據層（Data Layer）：如何構建高並發、多源異構數據的集成平颱，包括時空數據庫的選型（如PostGIS、NoSQL數據庫在處理非結構化安全數據時的應用）。 2. 平颱服務層（Platform Service Layer）：側重於GIS引擎、空間分析服務（如網絡分析、緩衝區分析、疊加分析）的封裝與微服務化部署，確保服務的高可用性和彈性伸縮能力。 3. 應用展現層（Application Layer）：麵嚮不同用戶（指揮中心、一綫巡查人員）的角色定製化界麵設計，強調人機交互的效率和清晰度。 第四章：關鍵空間數據處理與建模技術 係統安全運行依賴於精準的空間數據。本章深入探討瞭高精度地形數據（DEM/DOM）的處理流程、城市地下管網的三維（3D）建模技術（如何將二維管綫數據提升至可量化分析的三維空間），以及BIM（建築信息模型）數據嚮GIS平颱的集成策略，確保在應急救援中能夠準確把握室內外一體化的空間信息。 第三部分：核心功能模塊的深度實現 本部分是本書的技術核心，詳細講解瞭US-GIS中實現高級安全功能的具體算法和實現路徑。 第五章：實時態勢感知與空間可視化技術 態勢感知是城市安全係統的“眼睛”。本章重點介紹瞭大數據流處理技術在實時事件定位與追蹤中的應用（如結閤Kafka和Flink進行軌跡數據聚閤）。可視化方麵，詳述瞭動態熱力圖的生成算法、多層次的符號化錶達策略，以及如何利用Cesium或Unity引擎實現沉浸式的三維應急指揮場景渲染。 第六章：空間關聯分析與風險預警模型構建 本書超越瞭簡單的地圖展示，側重於智能分析。詳細介紹瞭空間統計學方法在識彆高風險區域（如犯罪高發點、易澇點）中的應用。重點闡述瞭如何構建多因素風險疊加模型，通過權重分配和空間迴歸分析，實現對潛在安全風險的前瞻性預警。例如，結閤氣象數據、人口密度和曆史事件記錄，預測特定區域在未來幾小時內的火災或擁堵風險等級。 第七章：應急資源調配與路徑優化算法 在突發事件中，時間就是生命。本章聚焦於應急資源的最優調度。詳細講解瞭基於圖論的動態多目標路徑規劃算法（考慮實時交通流量和禁行區域），以及如何根據事件等級和可用資源（警力、醫療、消防）的實時位置，進行最優匹配和調度方案的快速生成與推送。 第四部分：係統集成、安全保障與未來展望 本書最後部分關注係統的實際部署、運維以及麵嚮未來的技術發展趨勢。 第八章：係統集成、接口標準與兼容性 一個成熟的US-GIS必須能夠與城市現有的業務係統（如公安110接處警係統、交通控製係統、環境監測平颱）無縫對接。本章詳細規範瞭API接口的設計原則（RESTful/GraphQL），數據交換的OpenGIS標準（WMS/WFS/WMTS）的應用，以及異構係統間數據一緻性的同步機製。 第九章：數據安全、隱私保護與係統運維 城市安全數據涉及敏感信息，數據安全是重中之重。本章深入探討瞭GIS數據加密存儲、訪問權限控製（RBAC模型）在空間數據庫中的具體實現，以及在進行大規模數據挖掘和分析時，如何運用差分隱私技術保護個人空間軌跡數據不被反嚮追蹤。此外，還涵蓋瞭係統的容災備份策略和性能監控機製。 第十章：前沿技術在城市安全GIS中的融閤應用 展望未來，本書探討瞭人工智能（AI）如何深化城市安全係統的智能水平，例如利用深度學習識彆監控視頻中的異常行為，或利用強化學習優化城市交通信號控製。同時，也分析瞭低空無人機傾斜攝影數據在快速災情評估中的應用潛力，以及數字孿生城市框架如何為城市安全提供更高保真度的仿真和推演環境。 總結 本書旨在為城市規劃者、安全管理人員、地理信息工程師和相關專業的研究人員提供一套完整、可操作的理論框架和技術指南，助力構建一個更加智能、響應更迅速、保障更可靠的現代化城市安全防護體係。閱讀本書，將使讀者不僅掌握城市安全GIS的構建方法，更能理解如何運用空間思維解決復雜的城市安全治理難題。

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