CN118134723A - 一种基于三维gis模型的智慧社区紧急消防救援系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于三维GIS模型的智慧社区紧急消防救援系统，包括有三维地理信息模块：采用三维地理信息技术，构建社区的三维模型，并将其与实时消防数据进行集成，实时监测社区内的建筑物、道路和其他重要设施，为消防救援提供准确的地理信息支持；灾害监测与预警模块：通过传感器网络和监控设备，实时监测社区内的火灾、烟雾、温度等灾害因素，并及时发出预警信号；应急救援模块：根据三维GIS模型和实时灾害信息，快速计算出最佳的救援路径；资源调配模块。本发明提高消防救援的效率和准确性，提供准确的地理信息支持，实时监测和预警能力，快速计算最佳救援路径，资源调配和管理，以及增强操作人员的可视化和交互能力。

Description

一种基于三维GIS模型的智慧社区紧急消防救援系统

技术领域

本发明涉及消防安全技术领域，具体为一种基于三维GIS模型的智慧社区紧急消防救援系统。

背景技术

随着技术的进步，几乎各个行业都在朝着智能化发展，消防救援指挥管理系统重点服务于消防救援，主要用于火灾防控、灭火救援、应急管理等等。在消防救援指挥管理系统，地理信息系统技术，地理信息系统技术是消防救援指挥管理系统中的重要组成部分。通过地理信息系统技术，可以实现对城市地图、建筑物结构和道路交通等信息的实时监测和分析，为指挥中心提供科学的决策支持。同时，地理信息系统技术还可以实现对救援人员和设备的实时监控和调度，提高现场指挥的精准度，视频监控技术，视频监控技术是消防救援指挥管理系统中的重要组成部分，通过视频监控技术，可以实时监测救援现场的情况，及时发现火情、烟雾和人员等信息，为指挥中心提供实时的情报信息。同时，视频监控技术还可以帮助指挥中心对救援现场进行准确定位，并及时指挥救援人员进行救援工作。

传统的社区消防救援系统通常使用二维地理信息系统（GIS），其在应对紧急情况时的准确性和效率存在一定的限制，为此提出一种基于三维GIS模型的智慧社区紧急消防救援系统。

发明内容

针对现有技术不足，本发明提供了一种基于三维GIS模型的智慧社区紧急消防救援系统，解决了：传统的社区消防救援系统通常使用二维地理信息系统（GIS），其在应对紧急情况时的准确性和效率存在一定的限制的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于三维GIS模型的智慧社区紧急消防救援系统，包括有三维地理信息模块：采用三维地理信息技术，构建社区的三维模型，并将其与实时消防数据进行集成，实时监测社区内的建筑物、道路和其他重要设施，为消防救援提供准确的地理信息支持；

灾害监测与预警模块：通过传感器网络和监控设备，实时监测社区内的火灾、烟雾、温度等灾害因素，并及时发出预警信号；

应急救援模块：根据三维GIS模型和实时灾害信息，快速计算出最佳的救援路径，并将其传达给消防人员，实时定位消防人员的位置和状态，确保他们能够快速、安全地抵达事故现场；

资源调配模块：实时监控社区内的消防设施、水源、急救设备资源，并根据实际需要进行合理的调配和管理。

作为本发明的进一步优选方式，所述三维地理信息模块采用以下构建方法，

首先收集社区数字高程模型，建立提供基础的高程数据，再进行具体的数据采集，利用无人机、卫星影像或激光扫描等技术获取社区内的地理数据，并进行高精度的三维建模，然后收集地物信息，数据采集包括建筑物、道路、水源、消防设备位置，最后收集三维地物中建立相关的属性信息，以及属性要素。

作为本发明的进一步优选方式，所述三维地理信息模块包括以下，

数据集成与管理：

社区三维景观模型的数据获取与处理，采用数字高程模型与正射影像叠加建立地表模型，以及建筑物模型与建筑物纹路叠加建立的建筑物三维模型，

将采集到的三维地理数据与实时消防数据进行集成，以建立完整的系统数据库，数据库采用地理信息系统（GIS）软件来管理和组织，包括有ArcGIS、QGIS。

实时数据更新：

与消防数据源进行接口对接，以获取实时的消防数据，对实时数据进行处理和更新，确保系统中的地理信息和消防数据保持同步；

数据可视化和交互：

建立相关的属性信合和属性要素，来给出房屋建筑高度，完成此模块作为整个建筑物的主体，然后在进行编制，建筑物建立模块完成时，在根据照片进行修整使之与实际相符；通过系统软件开发3D可视化应用系统，在将3D可视化应用系统通过数据库来与后端进行信息之间的转化，来使3D可视化应用系统可以展示在屏幕上；利用三维GIS技术将社区的三维模型与消防数据进行可视化，以便消防人员能够直观地了解社区的地理环境和相关信息，提供交互式界面，消防人员可以通过该界面与系统进行交互，查询地理信息、查看实时数据、发送请求。

作为本发明的进一步优选方式，所述灾害监测和预警模块包括有，

传感器网络：安装在社区内的传感器网络可以包括火灾探测器、烟雾探测器、温度传感器，传感器实时监测环境参数，并将数据实时进行分析和处理和传输；

数据分析与模型：通过对传感器数据的分析和处理，实时识别潜在的灾害风险，并生成预警信号，采用数据挖掘、机器学习、模式识别，以构建灾害监测和预测模型；

预警信号和通知：当系统检测到灾害风险时，它可以生成预警信号并通过不同的通信渠道进行通知。这可能涉及到声音警报、短信、邮件、移动应用程序等多种通知方式；

数据可视化与交互：通过可视化界面将实时监测数据呈现给操作人员，包括有地图显示、仪表盘、图表可视化技术，以及用户界面设计和交互设计；

集成与互联互通，通过有线或者无线信号传输至消防管理部门。

作为本发明的进一步优选方式，所述应急救援模块包括以下，

警报和报警：集成消防预案和紧急救援指南，与消防人员的通信设备进行连接，以接收来灾害监测和预警模块的警报；

呼叫中心集成：系统与消防呼叫中心进行集成，使消防人员能够通过他们的通信设备与呼叫中心进行直接的语音通话；

传感器数据集成：接收和集成来自现场传感器的数据，烟雾探测器、温度传感器、气体传感器，当传感器检测到异常或危险情况时，系统可以通过消防人员的通信设备发送警报，并提供有关情况的详细信息，帮助他们做出正确的决策；

现场图像和视频传输：支持消防人员通过他们的通信设备实时传输现场图像和视频，图像和视频通过消防人员的摄像头或其他设备捕捉，并传送到系统中进行处理和分析；

数据共享和协作：系统可以支持消防人员之间的数据共享和协作，通信设备发送和接收消息、图像、视频和其他数据，实时交流、共享信息和协调行动。

本发明提供了一种基于三维GIS模型的智慧社区紧急消防救援系统。具备以下有益效果：

本发明的该系统结合了三维地理信息技术、灾害监测与预警、应急救援和资源调配等模块，以提供准确的地理信息支持、实时监测灾害因素、快速计算救援路径、实时定位消防人员位置和状态、资源调配等功能，以改进社区消防救援的效率和准确性，提供准确的地理信息支持：通过三维地理信息模块，系统能够构建社区的三维模型并与实时消防数据进行集成，实时监测社区内的建筑物、道路和其他重要设施，为消防救援提供准确的地理信息支持。实时监测和预警能力：系统通过传感器网络和监控设备实时监测社区内的火灾、烟雾、温度等灾害因素，并及时发出预警信号，帮助消防人员及时采取行动。快速计算最佳救援路径：根据三维GIS模型和实时灾害信息，系统能够快速计算出最佳的救援路径，并将其传达给消防人员，确保他们能够快速、安全地抵达事故现场。资源调配和管理：系统能够实时监控社区内的消防设施、水源、急救设备资源，并根据实际需要进行合理的调配和管理，确保资源的有效利用。数据可视化和交互：系统通过三维GIS技术将社区的三维模型与消防数据进行可视化，提供交互式界面，消防人员可以通过该界面与系统进行交互，查询地理信息、查看实时数据、发送请求，增强了操作人员的可视化和交互能力。

附图说明

图1为本发明的系统原理框架示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例提供一种技术方案：

一种基于三维GIS模型的智慧社区紧急消防救援系统，包括有三维地理信息模块：采用三维地理信息技术，构建社区的三维模型，并将其与实时消防数据进行集成，实时监测社区内的建筑物、道路和其他重要设施，为消防救援提供准确的地理信息支持；

灾害监测与预警模块：通过传感器网络和监控设备，实时监测社区内的火灾、烟雾、温度等灾害因素，并及时发出预警信号；

应急救援模块：根据三维GIS模型和实时灾害信息，快速计算出最佳的救援路径，并将其传达给消防人员，实时定位消防人员的位置和状态，确保他们能够快速、安全地抵达事故现场；

资源调配模块：实时监控社区内的消防设施、水源、急救设备资源，并根据实际需要进行合理的调配和管理。

三维地理信息模块采用以下构建方法，

首先收集社区数字高程模型，建立提供基础的高程数据，再进行具体的数据采集，利用无人机、卫星影像或激光扫描等技术获取社区内的地理数据，并进行高精度的三维建模，然后收集地物信息，数据采集包括建筑物、道路、水源、消防设备位置，最后收集三维地物中建立相关的属性信息，以及属性要素。

三维地理信息模块包括以下，

数据集成与管理：

社区三维景观模型的数据获取与处理，采用数字高程模型与正射影像叠加建立地表模型，以及建筑物模型与建筑物纹路叠加建立的建筑物三维模型，

将采集到的三维地理数据与实时消防数据进行集成，以建立完整的系统数据库，数据库采用地理信息系统（GIS）软件来管理和组织，包括有ArcGIS、QGIS。

实时数据更新：

与消防数据源进行接口对接，以获取实时的消防数据，对实时数据进行处理和更新，确保系统中的地理信息和消防数据保持同步；

数据可视化和交互：

建立相关的属性信合和属性要素，来给出房屋建筑高度，完成此模块作为整个建筑物的主体，然后在进行编制，建筑物建立模块完成时，在根据照片进行修整使之与实际相符；通过系统软件开发3D可视化应用系统，在将3D可视化应用系统通过数据库来与后端进行信息之间的转化，来使3D可视化应用系统可以展示在屏幕上；利用三维GIS技术将社区的三维模型与消防数据进行可视化，以便消防人员能够直观地了解社区的地理环境和相关信息，提供交互式界面，消防人员可以通过该界面与系统进行交互，查询地理信息、查看实时数据、发送请求。

灾害监测和预警模块包括有，

传感器网络：安装在社区内的传感器网络可以包括火灾探测器、烟雾探测器、温度传感器等。这些传感器能够实时监测环境参数，并将数据传输到系统中进行分析和处理。

数据采集与处理：系统需要能够接收、存储和处理来自传感器的实时数据。这可能涉及到数据采集设备、数据传输协议、数据存储和数据库管理等技术。

数据分析与模型：通过对传感器数据的分析和处理，系统可以实时识别潜在的灾害风险，并生成预警信号。这可能涉及到数据挖掘、机器学习、模式识别等技术，以构建灾害监测和预测模型。

预警信号和通知：当系统检测到灾害风险时，它可以生成预警信号并通过不同的通信渠道进行通知。这可能涉及到声音警报、短信、邮件、移动应用程序等多种通知方式。

数据可视化与交互：系统可以通过可视化界面将实时监测数据呈现给操作人员，以便他们能够直观地了解灾害情况。这可能涉及到地图显示、仪表盘、图表等可视化技术，以及用户界面设计和交互设计。

集成与互联互通：灾害监测与预警系统需要与其他系统进行集成，如消防系统、应急指挥系统等。这可能涉及到接口开发、数据共享、协议标准化等技术，以确保各个系统之间的互联互通。需要根据具体的系统要求和可用技术进行技术选择和方案设计。灾害监测与预警系统的实现需要综合运用传感器技术、数据处理与分析、通信与通知、可视化与交互等多个领域的技术知识和工具。

应急救援模块包括以下，

系统可以集成消防预案和紧急救援指南，使消防人员能够随时访问相关信息。他们可以通过他们的通信设备浏览和搜索预案，了解最佳的应对措施和操作步骤，可以与消防人员的通信设备进行连接，以接收来自消防报警系统的警报。当系统检测到火灾、烟雾、气体泄漏或其他紧急情况时，它可以通过消防人员的通信设备发送警报和通知，以便他们能够迅速响应并采取适当的行动。

呼叫中心集成：系统可以与消防呼叫中心进行集成，使消防人员能够通过他们的通信设备与呼叫中心进行直接的语音通话。这样，他们可以向呼叫中心报告情况、请求支援或寻求指导。

传感器数据集成：系统可以接收和集成来自现场传感器的数据，如烟雾探测器、温度传感器、气体传感器等。当传感器检测到异常或危险情况时，系统可以通过消防人员的通信设备发送警报，并提供有关情况的详细信息，帮助他们做出正确的决策。

现场图像和视频传输：系统可以支持消防人员通过他们的通信设备实时传输现场图像和视频。这些图像和视频可以通过消防人员的摄像头或其他设备捕捉，并传送到系统中进行处理和分析。这样，消防人员可以与指挥中心或其他相关人员共享实时的视觉信息，以便更好地了解事故现场的情况。

数据共享和协作：系统可以支持消防人员之间的数据共享和协作。他们可以通过他们的通信设备发送和接收消息、图像、视频和其他数据，以便实时交流、共享信息和协调行动。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种基于三维GIS模型的智慧社区紧急消防救援系统，其特征在于：包括有三维地理信息模块：采用三维地理信息技术，构建社区的三维模型，并将其与实时消防数据进行集成，实时监测社区内的建筑物、道路和其他重要设施，为消防救援提供准确的地理信息支持；

灾害监测与预警模块：通过传感器网络和监控设备，实时监测社区内的火灾、烟雾、温度等灾害因素，并及时发出预警信号；

应急救援模块：根据三维GIS模型和实时灾害信息，快速计算出最佳的救援路径，并将其传达给消防人员，实时定位消防人员的位置和状态，确保他们能够快速、安全地抵达事故现场；

资源调配模块：实时监控社区内的消防设施、水源、急救设备资源，并根据实际需要进行合理的调配和管理。

2.根据权利要求1所述的一种基于三维GIS模型的智慧社区紧急消防救援系统，其特征在于：所述三维地理信息模块采用以下构建方法，

首先收集社区数字高程模型，建立提供基础的高程数据，再进行具体的数据采集，利用无人机、卫星影像或激光扫描等技术获取社区内的地理数据，并进行高精度的三维建模，然后收集地物信息，数据采集包括建筑物、道路、水源、消防设备位置，最后收集三维地物中建立相关的属性信息，以及属性要素。

3.根据权利要求2所述的一种基于三维GIS模型的智慧社区紧急消防救援系统，其特征在于：所述三维地理信息模块包括以下，

数据集成与管理：

社区三维景观模型的数据获取与处理，采用数字高程模型与正射影像叠加建立地表模型，以及建筑物模型与建筑物纹路叠加建立的建筑物三维模型，将采集到的三维地理数据与实时消防数据进行集成，以建立完整的系统数据库，数据库采用地理信息系统(GIS)软件来管理和组织，包括有ArcGIS、QGIS。

实时数据更新：

与消防数据源进行接口对接，以获取实时的消防数据，对实时数据进行处理和更新，确保系统中的地理信息和消防数据保持同步；

数据可视化和交互：

建立相关的属性信合和属性要素，来给出房屋建筑高度，完成此模块作为整个建筑物的主体，然后在进行编制，建筑物建立模块完成时，在根据照片进行修整使之与实际相符；通过系统软件开发3D可视化应用系统，在将3D可视化应用系统通过数据库来与后端进行信息之间的转化，来使3D可视化应用系统可以展示在屏幕上；利用三维GIS技术将社区的三维模型与消防数据进行可视化，以便消防人员能够直观地了解社区的地理环境和相关信息，提供交互式界面，消防人员可以通过该界面与系统进行交互，查询地理信息、查看实时数据、发送请求。

4.根据权利要求1所述的一种基于三维GIS模型的智慧社区紧急消防救援系统，其特征在于：所述灾害监测和预警模块包括有，

传感器网络：安装在社区内的传感器网络可以包括火灾探测器、烟雾探测器、温度传感器，传感器实时监测环境参数，并将数据实时进行分析和处理和传输；

数据分析与模型：通过对传感器数据的分析和处理，实时识别潜在的灾害风险，并生成预警信号，采用数据挖掘、机器学习、模式识别，以构建灾害监测和预测模型；

预警信号和通知：当系统检测到灾害风险时，它可以生成预警信号并通过不同的通信渠道进行通知。这可能涉及到声音警报、短信、邮件、移动应用程序等多种通知方式；

数据可视化与交互：通过可视化界面将实时监测数据呈现给操作人员，包括有地图显示、仪表盘、图表可视化技术，以及用户界面设计和交互设计；

集成与互联互通，通过有线或者无线信号传输至消防管理部门。

5.根据权利要求1所述的一种基于三维GIS模型的智慧社区紧急消防救援系统，其特征在于：所述应急救援模块包括以下，

警报和报警：集成消防预案和紧急救援指南，与消防人员的通信设备进行连接，以接收来灾害监测和预警模块的警报；

呼叫中心集成：系统与消防呼叫中心进行集成，使消防人员能够通过他们的通信设备与呼叫中心进行直接的语音通话；

传感器数据集成：接收和集成来自现场传感器的数据，烟雾探测器、温度传感器、气体传感器，当传感器检测到异常或危险情况时，系统可以通过消防人员的通信设备发送警报，并提供有关情况的详细信息，帮助他们做出正确的决策；

现场图像和视频传输：支持消防人员通过他们的通信设备实时传输现场图像和视频，图像和视频通过消防人员的摄像头或其他设备捕捉，并传送到系统中进行处理和分析；

数据共享和协作：系统可以支持消防人员之间的数据共享和协作，通信设备发送和接收消息、图像、视频和其他数据，实时交流、共享信息和协调行动。