基于地理信息协作的危机管理：中国的研究进展，本文主要内容关键词为：研究进展论文,中国论文,地理信息论文,危机论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
1 引言
地理信息协作(GeoCollaboration)是随着GIS(Geographic Information System)应用领域不断拓展和深化而出现的一个新概念。它被定义为“群体或团队利用空间信息技术共同合作解决地理问题的活动”，也可以是“涉及地理空间数据的任何形式的合作”。[1][2]
进入21世纪，随着危机管理日益成为一门热门学科，GIS开始被广泛地应用于危机管理研究。S.Sauvagnargues-Lesage等2001年开始关注GIS对消防员对抗火灾的帮助；[3]D.Vakalis等提出了基于GIS的野外火灾危机管理系统，介绍了数学模型、模拟、系统结构和案例学习等内容；[4][5]P.Heino和R.Kakko研究了运用GIS技术进行环境侦查、危机预案制定、突发事件模拟和危机通信问题，提出了险情评估和可视化系统；[6]Kurt Fedra强调集成危机评估和管理GIS的空间定位和分析功能，指出空间数据库和专家系统的建立有赖于GIS先进功能和传统动态模拟模型的有机结合。[7]此外，在火山灾害预警、[8]危险品运送、[9]滑坡敏感性测绘、[10]疾病控制[11]等危机管理的广泛领域，有关学者都进行了GIS的应用研究。
随着研究的不断深入，美国宾夕法尼亚州立大学“基于地理视角”(Geo Vista)的研究机构明确提出基于地理信息协作的危机管理(GCCM)这一概念，使GCCM作为危机管理的一个新领域得以确立，并在国际范围内受到重视。对危机管理来说，GCCM意味着新的方向、新的理念和跨学科的研究视角。
本文运用文献分析方法，考察中国基于地理信息协作危机管理的研究进展、热点主题、研究特点及应用情况，期望得出一些具有价值的认识。
2 研究方法与工具
中国期刊全文数据库CNKI是收录中文文献最全的数据库，[12]我们选择CNKI(http://www.edu.cnki.net/)作为文献分析的数据来源。对2001年至2007年的文献，使用地理信息、GIS、空间协作、时空协作四个关键词，共检索出相关文献40980篇。在此基础上，筛选出与危机管理相关的文献698篇，作为研究的基础数据。
在对研究概况进行描述性统计分析的基础上，结合文献关键词和国内外研究状况，确立了GCCM的10个热点研究主题并进行主题分布分析。依据各文献是否涉及这10个主题，形成了698×10的矩阵，进行主题聚类分析。最后，对10个热点主题领域中国所进行的研究进行阐述。
3 结果与分析
3.1 研究概况
3.1.1 年度发文量频次分析
2001年至2007年，中国GCCM研究文献总体上呈快速增长态势，说明GCCM已成为中国危机管理的一个重要研究领域，并越来越受到重视（图1）。
图1 年度发文量
2005年的发文量略为下滑，可能与2004年自然灾害、事故灾难等发生较少有关。
3.1.2 作者工作单位属性、地域分布分析
2001年至2007年，中国GCCM论文中第一作者有33.4%来自科研机构，64.6%来自高校，仅有2%来自产业机构；第二作者有30.1%来自科研机构，40.3%来自高校，仅有3.2%来自产业机构。说明高校和科研机构是GCCM研究的主要力量，其中尤以高校为主。产业机构的研究明显不足，它们主要关注企业的危机管理研究。有53.7%的论文存在第三作者，说明中国GCCM研究具有广泛的参与性和发展潜力，是一种具有良好成长潜质的研究队伍。
从地域分布来看，GCCM论文多产自北京、江苏、辽宁、山东等发达省份，以及湖北、湖南、四川、重庆等自然灾害、事故灾难高发区域（表1）。
表1 第一作者所在地域分布
3.1.3 刊载论文的期刊分布
从载文期刊所属的学科领域来看，主要分布在天文学、地球科学，工业技术，环境科学、安全科学，农业科学，医药、卫生五大类学科领域的期刊上（依据《中国图书馆图书分类法》），其中尤以天文学、地球科学，工业技术两大类居多。这些论文多讨论自然灾害本身以及基于工业技术建立的相关系统和数据库，较少涉及危机信息、危机信息管理等主题，说明中国的GCCM研究整体上还没有深入到GCCM的核心研究主题。
3.1.4 相关组织机构建设和会议举办情况
截至目前，中国的GCCM研究主要由分布在政府、高校和科研部门的相关研究机构承担，还没有专门研究GCCM的学术机构和社会团体组织，也没有专业的网站或论坛。
在学术会议方面，2002年10月杭州举办了GIS技术及其在防震减灾中的应用培训班。[13]2003年清华大学举办了首届危机管理论坛。[14]2006年9月上海市举行了“东方科技论坛第80次学术讨论会”，就城市突发事件风险评估与应急预案的地理信息系统平台建设方面的问题进行了讨论。[15]2006年9月由哈尔滨工程大学主办、欧洲危机事件响应与管理信息系统学会协办的第一届国际危机响应与管理信息系统中国研讨会召开，2007年举办了第二届，2008年将举办第三、四届。[16]
3.2 主题分析
3.2.1 主题频次分析
结合文献关键词和国内外研究状况，确立了GCCM的10个热点研究主题，包括危机预警及系统（数据库）建立、可视化、空间定位、协作式问题解决、危机通信与虚拟社区、应急组织结构研究、空间决策支持系统、3S技术、灾情评估、应急模型。698篇文献在10个热点研究主题的分布频次如图2所示。
其中467篇(36%)文献研究危机预警及系统（数据库）建立，231篇(17%)文献研究灾情评估，152篇(11%)文献研究应急模型，119篇(9%)文献研究空间决策支持系统及算法。可以看出，危机预警、评估、模拟以及空间决策支持系统是目前中国GCCM研究的热点主题。
此外，分别有92篇、72篇、65篇、64篇、47篇、17篇文献涉及空间定位、3S技术、可视化、危机通信与虚拟社区、应急组织结构研究和协作式解决问题等主题领域。但这些主题还未被深入研究，通常是连带提及或者作为其他领域的附属来研究和阐述的。
图2 10个热点主题频次分布
3.2.2 年度主题变化
10个热点主题年度发文量与10个热点主题年度总发文量的曲线对比如图3所示。可以看出，2001年开始，随着危机管理研究成为热点，GCCM同样受到了关注。危机预警及系统（数据库）建立、灾情评估两个主题的年度文献量变化与10个热点主题年度总文献量变化一致程度很高，说明这两个主题是中国GCCM研究的主要和相对稳定的内容。应急模型、危机通信与虚拟社区、应急组织结构方面的研究已经受到关注，并呈现出良好的文献发展态势。3S技术、空间决策系统及算法、协作式问题解决等主题文献量的增长滞后于整体文献量的增长，说明这些主题在中国还没受到应有的重视，而这些主题对GCCM研究是至关重要的。
3.2.3 主题分层聚类
对698篇文献按10个热点主题进行分层聚类，得出聚类龙骨图（图4）。可以看出，协作式问题解决和应急组织结构研究关系最为密切，它们和危机通信与虚拟社区可以归为组织结构研究。可视化、3S技术、空间定位可归为甄别定位技术研究。这样这十个主题就可以归为四类（图中虚线所示）：
第一类，组织结构研究以及甄别定位技术研究。包括协作式问题解决、应急组织结构研究、危机通信与虚拟社区、可视化、3S技术、空间定位、空间决策支持算法等主题。
第二类，应急模型构建研究。
第三类，灾情评估。
第四类，危机预警及系统建立。
图3 年度主题与年度发文量的变化曲线图
图4 聚类龙骨图
3.2.4 主题内容分析
(1)危机预警及系统（数据库）建立。基于地理信息协作的危机系统（数据库）一般包括地图数据库、属性数据库和方法库。[17]这些数据库能够进行数据采集、信息处理、空间分析、辅助决策、指挥调度和灾后评估。[18]在系统建设方面主要致力于基于MapX、MapInfo、Arc View、ArcInfo等软件的系统结构设计以及基于3S、Internet、VC等技术的系统实现与技术整合。[10]然而对作为数据库主要内容的重要设施如水库、桥梁、输电线路、供水系统等属性数据以及行政区划和城市地图资料等地图信息的收集方法和思路研究不足，数据库中相关信息的收集也不够全面。因而研究GIS基础数据的获取技术是今后努力的方向。[20]
(2)可视化。将多媒体技术、3S技术、计算机图形技术、科学可视化技术等应用于危机管理，力图构建三维甚至多维的空间实体将危机发生地的信息表现出来。[21]为中心指挥人员提供实时、动态、直观的事态信息，并在指挥控制中心的电子地图上自动显示救援警力的位置和状态。通过可视化技术可以进行地理计算找到从出发点到终点的最佳路径（综合多种因素考虑的距离最小、时间最短、救援最及时的路线）。[22]而且灾后还可以依据可视化存档信息进行评估，从中吸取经验和教训。
(3)空间定位。将可视化技术与3S技术结合，利用GPS接收机实时接收卫星信号，转换为坐标信息，与地图数据进行匹配及时找到危机发生地，为指挥决策提供必要的定位与导航。[23]目前与地图数据匹配大多支持注记地名的关键字精确查询和关键字模糊查询。[24]在空间定位的基础上，制作了多种危机预警图，如地震震害分布图、洪水风险图等。[25]
(4)协作式问题解决。很多危机需要不同单位或个体进行协作处理，如火灾既需要消防又需要120急救中心，因此协作式问题解决便成了此类问题的关键。2001年，南宁市建成了中国第一套城市应急联动系统，首创“统一接警、统一处警”的应急联动机制。通过互通互联共享各种救助资源，实现跨部门、跨警区以及不同警种之间的统一指挥协调，向公众提供服务。[26]
(5)危机通信与虚拟社区。虚拟社区是一个基于信息技术支持的网络空间，核心是参与者的交流和互动，并且在参与者之间将形成一种社会关系，如BBS、聊天室、论坛、博客等。[27]虚拟社区可以快捷方便地传递信息。将虚拟社区应用于危机通信是未来的一种趋势。[28]目前中国的研究者对该问题还认识不足，相关研究尚处于初级阶段。不过随着国际合作的加强，已开始关注利用虚拟社区进行危机通信的机理和途径。
(6)应急组织结构研究。为了保证应急系统的有效性，学者们提出了以过程为主导，以职能为辅助的面向过程的应急组织结构。[29]组织结构的扁平化、网络化是今后的发展方向。[30]
(7)空间决策支持系统及算法。空间决策支持系统(SDSS)是基于GIS并引入一套空间数据处理和分析方法构建而成的，[31]广泛应用于城市预警、防洪、防震减灾活动中。在城市预警中空间决策支持系统的应用尤为突出，空间分析是GIS独特的功能，也是城市应急预案决策支持系统必不可少的模块之一。有了空间分析和可视化的系统开发，事故的发生、发展趋势就能够由系统直观地显示出来，有利于救援工作的开展和控制事故的进一步发展。空间分析模型主要运用于空间定位分析模型、路径分析模型和事故蔓延分析模型。[32]此外，空间决策支持系统主要是作为防灾减灾预警或指挥系统中很重要的一部分存在，[33]空间决策系统也不能脱离预警和指挥系统独立运行。
(8)3S技术。3S技术是GIS、遥感(remote sensing,RS)及全球定位系统(global positioning system,GPS)三者集成的简称。RS和GPS向GIS提供和更新大量的区域信息以及空间定位信息，GIS进行相应的空间分析，从中提取有用信息，并进行综合集成，使之成为决策的科学依据。[34]中国的研究大部分侧重于3S技术在各种地质灾害、疫情传播、洪涝泥石流等自然灾害预警及控制中的应用。
(9)灾情评估。灾情评估总体可分为灾前风险评价分析和灾后损失估计这两项内容，基于GIS或3S技术的灾情评估系统在自然灾害评估中的应用是这方面的主要研究热点，诸如洪灾灾情评估、地震现场灾害损失评估、洪水灾害危险评价、火山灾害风险评估等的研究。[35]此外，在许多危机预警系统中，灾情评估也是重要组成部分之一，然而灾情评估和预测方法方面的研究受重视程度不足。[36]
(10)应急模型。对于灾害的模拟是应急模型的雏形，针对某一灾害事故的应急模型研究是国内这方面研究的主要内容。例如基于GIS的城市特大火灾蔓延模拟、[37]基于GIS的城市雨洪预报模型、[38]对于灾害事故的建模要求实用性强，集成程度高，能够使模型具有一定精度的预报能力。
3.3 应用与实践状况
3.3.1 危机事件本身的预警、处理和恢复
在预警中，中国学者将GIS、RS、GPS引入危机信息系统和数据库建设，用以建立可视化的危机预警和资源调度地图，当危机来临时系统会以最快的速度将预警信息传到应急中心，以便其做出快速反应。如汉江武汉段水质预警预报系统、突发事件空间定位系统（中国测绘科学研究院）、河南省SARS疫情控制与预警地理信息系统等。[39]
在危机处理过程中，应急中心根据资源调度地图做出最省时、省力、有效的救助决策。如沈阳市水利局开发的GIS防汛减灾指挥系统。[40]
在恢复阶段，应急中心根据地图灾情的具体状况，建立基于RS和GIS的灾害损失评估模型，并使用RS和GIS将其定量化提取，确保保险公司提供相应赔偿。另外，依据本次危机从新分配地图上的资源和预警设施，使下次危机预警和处理达到理想的效果。如湖北省地质灾害防治中心开发的GIS支持下的地质灾害实时动态预测评估系统。
3.3.2 相关机构和个人的协调通信
危机管理过程经常涉及在地理上呈分布形式的、在功能和作用上相互依赖的组织间进行合作与协调。负有责任的机构和个人同步或异步地交互，以共享信息、数据，做出分配资源和服务的决策。
在相关机构和个人的协调通信中，GCCM更有利于空间定位以及最短路径的确定。中国基于GCCM建立了多个应急平台、应急模型，并将GCCM的许多技术应用到了相关机构和个人的协调通信中。例如，北京市利用可视化技术对危机源、救援队、应急储备物资等进行空间定位，找到最短路径，及时指挥救援；黑龙江省第三森林调查规划设计院利用3S技术实现森林防火指挥的数字化、信息化、自动化。
3.3.3 综合应急信息系统平台
建立综合应急信息系统平台能够打破过去沿用的分部门、分灾种的分隔管理方式，打破原有各专业救灾GIS应用系统的信息壁垒，提高信息共享程度和利用效率，对城市建立完善的应对突发事件体系具有重要意义。[41]南宁、北京、上海、广州、成都、扬州、柳州等城市已相继建成了城市应急联动系统，西藏自治区、宁夏回族自治区也已开展了省级应急平台的研究和初步建设。[42]比较有代表性的如南宁市城市应急联动系统、湖北省地质灾害防灾减灾网络信息平台。
4 结论
进入21世纪以来，随着危机管理日益成为公共管理的一个研究热点，中国的GCCM研究在GIS应用研究的基础上不断拓展和深化，呈现出快速增长态势，说明GCCM已成为中国危机管理的一个重要研究领域，并越来越受到重视。
在危机预警及系统（数据库）建立、可视化、空间定位、协作式问题解决、危机通信与虚拟社区、应急组织结构研究、空间决策支持系统、3S技术、灾情评估和应急模型等GCCM的10大研究主题中，危机预警及系统（数据库）建立、灾情评估、应急模拟以及空间决策支持系统是目前中国GCCM研究的主要内容和热点主题；空间定位、3S技术、可视化、危机通信与虚拟社区、应急组织结构研究和协作式解决问题等主题则较少涉及或正在引起关注。说明中国GCCM作为正在兴起的研究领域，具有发展不平衡的特点。随着危机管理实践需求的日益强烈，可以预料，上述主题的研究必将会受到广泛重视。
中国GCCM研究的开放度还不够，但已经表现出了跨学科资源整合的积极态势。从GCCM载文期刊所属学科领域的变化和近几年召开的相关学术会议可以看出，管理科学、信息科学、组织科学、认知科学、地理学等多学科的研究力量都不同程度地介入到GCCM研究，相关的国际合作也陆续开展，这种跨学科的交叉研究和合作研究契合了GCCM的学科气质，将会推动中国GCCM研究在更广的学科视野中全面发展。
收稿日期：2008-08-07
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