于许多应用领域是至关重要的。
GIS的空间分析分为两大类：矢量数据空间分析和栅格数据空间分析。矢量数据空间分析包括：空间数据查询和属性分析，多边形的重新分类、边界消除与合并，点线、点与多边形、多边形与多边形的叠加，缓冲区分析，目标集统计分析。栅格数据分析包括：记录分析、叠加分析、滤波分析、扩展领域操作、区域操作、统计分析。
5．地形分析功能
空间起伏连续变化的数字表示称数字高程模型(DEM)，虽然等高线适应于连续变化的表面的表示，但并不适于地形分析。因此GIS提供了DEM模块用以地形分析，包括等高线分析、透视图分析、坡度坡向分析、断面分析、地表面积和挖填方体积等分析功能。 7.3.2地理信息系统的构成
地理信息系统主要包括四个部分：信息获取与输入、数据存储与管理、数据转换与分析、成果生成与输出。地理信息系统处理、管理的对象是多种地理空间、实体数据及其关系，包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等，用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程，解决复杂的规划、决策和管理问题。
7.3.3地理信息模块设计目标及功能
系统在总体设计时应充分考虑用户需求，当以人工接警方式接到火灾报警时，应迅速向报警人问清楚着火单位的必要信息(单位名称、大概位置、着火部位、火场现状、楼层等)，通过消防信息系统，迅速在电子地图上查询定位该着火单位，查找火警地点的救火设施、查找火警附近的易燃、易爆区域，并根据必要的实时信息(天气等)，得出消防调度方案以及最佳行动路线等，立即通过消防专线向各个负责消防队下达出动命令。一个消防调度方案至少要包括如下内容：着火单位、着火地点、单位负责人信息、单位类型、主战消防队及增援消防队出动车辆种类和数量情况等。
根据对用户需求的分析，设计的消防地理信息模块具有下述基本功能：
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1、底图操作
a．布局：创建大小两窗口，小窗口显示整体城区图效果，大窗口显示相应小窗口中的矩形范围的详细地图；
b．显示：可进行放大、缩小、漫游及分层显示，任意点位经纬度坐标显示； c．编辑：包括地图基本要素的增加、修改和删除； 2、信息查询
a．一般性地图要素信息查询及地名定位、距离量算、面积量算； b．消防设施、消防分区及人员部署信息查询； c．重点目标、救护医院及易燃、易爆区信息查询； 3、接警处理接口
a．接报警电话后，相应信息框显示时间、地点及电话号码，地图自动以该地点为中心进行显示，并对出事地点指定范围内的消防设施及人员状况信息进行统计；
b．消防力量到达出事地点的最短路径分析； c．消防力量支援方案分析； 4、日常事务
a．火灾统计报表打印； b．地图打印；
c．信息录入数据库，记录在案； 5、数据录入
a．消防设施、消防分区及人员部署情况录入： b．重点目标、救护医院及易燃、易爆区资料录入； c．重大危险源评估； 7.3.4危险源评估的实现
在开发消防地理信息模块过程中，通过GIS编辑工具建立重大危险源层，涵盖了河南油田长期或临时生产、加工、搬运、使用或贮存危险物质的建筑单元，如油井、加油站等。对于新建含有危险物质的单元，经过评估，若该单元内的危险物质的数量等于或超过临界量，则是重大危险源，将其动态添加到重大危险源
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层。
评估危险源过程具体为：将重大危险源标识在电子地图上，通过消防地理信息模块，可以一目了然地看到危险源的物质数量、物质性质以及一旦发生事故可能涉及的范围，同时输入电脑的还有危险品的性质、数量、一旦发生危险所波及的范围以及相对应的应采取的措施。比如说该在多大范围撤离群众，根据化学品的性质应该采取什么防护措施，消防车该来多少辆、是水车还是泡沫车等等。这样就提高了对危险源的监控和隐患事故的处理能力。 7.3.5基于GIS的消防应急案例多维时空分析与挖掘功能
1、图形统计分析
图形统计分析由饼图、柱状图与函数曲线图三种图形的统计分析组成。统计分析制图是以消防突发事件数据库为基础，按照预先设置的统计分析条件，采用多维度时空分析算法对突发事件数据集进行分析、统计、分类等，然后提取制图结果。针对消防突发事件，可以按照类型、区域、时间、分布等多维信息综合分析，进而发现突发事件的时空规律，为应急指挥提供辅助决策和预测。
饼图具有一维性，将突发事件按照百分比表示出来，可以按照时间、地点、类型等属性分别制图。柱状图具有多维性，可以按照时间、区域、类型等多维属性制图；柱状图有横纵坐标之分，纵轴主要表示数量值，横轴属性可以时间、区域或类型，根据平台用户的选择制作柱状图，在突发事件各种属性之间进行数量增减和发展趋势的比较。函数曲线图同样具有多维性，纵轴表示数量，横轴可以选取时间、区域或类型；与柱状图相比，函数曲线图可以画出多条曲线，并给每个曲线赋予不同的颜色，进行属性间的发展趋势比较与预测。柱状图以多个柱图的形式在突发事件属性之间进行比较，函数曲线图是属性内部发展趋势的比较。
2、GIS统计分析
GIS统计分析包括基于“点”的统计分析和基于“区域”的统计分析，与图形统计分析相比，GIS统计分析完全建立在可视化数字地图之上。
“点”统计分析，将每个事件发生的时间、地点、类型等作为多维坐标系下一个孤立的样本点。通过突发事件地址信息对点进行定位，进一步查询每个“点”所代表突发事件的各种属性，例如发生时间、地点、事件类型、处置过程等。根
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据各种要素操作点的形状及其显示与隐藏状态，可以针对数据集进行综合多维分析。
“区域” 统计分析，以区域为基本单位，每个突发事件有其相应的所属区域，区域是事先划分好的应急部门辖区。突发事件以点的形式定位在地图上，对数据库中的突发事件集按照区域进行批量显示。不同的区域以不同的颜色标记；同时可以根据突发事件类型的不同，使用不同的图标标记。不同区域、类型、时间段之间均可以制定出相互依赖的区域显示关系。利用SQL在属性数据库中实现属性信息的复合条件统计分析，然后将分类结果进行区域标识。
3、热点分析
所谓“热点”指的是消防突发事件的集中区域，热点分析的主要算法包括：区域密度分析、K．means聚类分析等。
区域密度分析：将特定的分析区域按照网格进行覆盖，网格尺度可以人工设定，建立消防突发事件到网格之间的映射，并统计不同网格单元中的事件数量，计算各个区域中消防突发事件的发生频率，然后对其排序，以不同的颜色样式显示出频率高的“热点”区域。
K-means聚类分析：该方法应用于时间、空间数据模式分析中，根据用户指定聚类的簇数目，计算指定时间段内事件空间区域分布情况，并按照用户指定的阈值作为输出条件，图形化显示输出分析结果。 7.3.6系统的软件环境
系统采用专门的空间数据库软件来管理大量的空问数据和属性数据，采用ArcGIS系列作为系统开发的GIS平台，通过其中的ArcSDE空间数据库引擎对数据库进行访问。通过 ArcIMS发布引擎与消防生产安全门户进行对接。
1、数据库软件
空间数据库软件采用Oracle存放空间地理数据和属性数据，通过ArcSDE空间数据库引擎对其进行访问。
Oracle数据库经过多年的发展，如今已经成为非常成熟且被广泛使用的大型商用数据库，它具有许多优越的特性，现将其主要的特性介绍如下：
(1)海量数据管理：Oracle一直对海量数据的管理非常重视，为此，采用了数
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据分区的办法。采用数据分区后，海量数据分成很多可管理的块，当系统操作或用户会话处理查询时又能透明地将分块的数据组织起来。
(2)保密机制：Oracle的高级保密机制通过各种各样的特权，控制对敏感数据的存取。用户根据连接到数据库的用户名被赋予各种特权，如查看、修改和创建数据库等。用这些机制来保证某些用户能查看敏感数据，而有的用户被禁止。
(3)备份与恢复：Oracle提供了高级备份和恢复的工具。备份创建Oracle数据的一个副本，恢复把备份的数据恢复出来。Oracle的备份和恢复把数据丢失的可能性降到最小，并使出现故障时的排错时间最少。Oracle的服务器也提供了备份和恢复的机制，允许每天、每周、每年不问断地访问数据。
(4)空间管理：Oracle提供了灵活的空间管理。用户可以为存放数据分配所需磁盘空间，也可以通过指示Oracle为以后的需求留下多少空间来控制后继的分配。还有一系列为大型的数据库考虑而设计的特殊功能。
(5)开放式连接：Oracle提供和其他软件连接的开放式接口。
(6)优异的空间数据存储和访问能力：Oracle的Oracle Spatial模块和Georaster数据格式，为空间数据的存储和访问提供了优异的处理能力。
2、GIS平台软件
本系统拟采用ArcGIS作为系统开发的GIS平台。ESRI在全面整合了GIS与数据库、软件工程、人工智能、网络技术及其它多方面的计算机主流技术之后，成功地推出了代表GIS最高技术水平的全系列GIS平台——ArcGIS系列。ArcGIS与其他GIS软件(如MapInfo、GeoMedia等)相比较有如下的优点：
(1)ArcGIS的许多先进的设计思想和概念被其他产品借鉴和采纳，成为引导全球GIS发展方向的旗帜。
(2)ArcGIS功能强大，具有强大的数据操作和管理分析功能，适合于大规模海量数据的存储和分析。而MapInfo等许多其他GIS软件虽然图形操作功能也很强，但是其海量数据的处理和分析功能却不如ArcGIS强大。
(3)目前大多数GIS软件的图形数据都是采用文件的方式来进行管理，而ArcGIS采用了面向对象的空间数据模型GeoDatabase。GeoDatabase是基于ArcSDE应用服务器的标准的关系数掘库，以全关系方式存储数据。数据以相同的格式存储。数据的管理更方便高效，可用标准的SQL对数据库进行查询，对
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