地理信息系統（GIS）用于國土安全（Homeland Security）由來已久。從社區治安、警察破案、救火防災，1984年以來各屆奧運會的安全、三涅島核電站泄漏事故、1992 年Andrew 颶風、1994年南加利福尼亞Northridge大地震、1993和1995年密西西比河大水災中GIS都發揮了積極作用。近兩年來美國由于反恐怖活動的需要，與國土安全有關的項目更是蓬勃發展。
知己知彼是國土安全的前題。GIS綜合來源極為廣泛的空間和屬性數據，用于表達、分析和決策。這些數據，包括己方可供使用的資源和對方力量的分布；來自政府機構和民間組織；來自集中的大型數據庫和完全分布在網絡上的各種數據資源；還可以是歷史背景和實時監測的信息。例如，數字城市的發展就為城市安全提供了數據基礎。
現代的GIS具備了可能條件下最完備的有關信息的收集整合能力。根據這些信息，有關部門可以預先分析該地區可能發生的變故，出事的類型和規模，進而擬定和推演相應的救急方案。GIS的強大分析能力以及多年來積累的豐富應用功能為國土安全提供了未雨綢繆的最好條件。這些防患于未然的分析研究又為不斷改進準備工作指出了方向。
萬一突發事件來臨，權威指揮機構可以運籌帷幄，基于可靠的數據，參考事先推敲過的應急方案，利用GIS的分析研究能力，作出盡可能正確的對策供決策者參考。一旦對策確定，GIS又能把方案具體化，產生出盡可能詳細的行動指令通過網路送達各部門執行。力爭在最快的時間作出最佳反應，戰勝災害，把生命財產損失降到最小。 中國3S吧 3s8.cn
GIS對于大災害后的救災工作同樣重要。災民的疏散、救災物資的分配、災害后果的評估、保險費的發放和災后重建的規劃， 都需要GIS的支持才能做得又快又好。
本文介紹GIS為國土安全服務的概念和主要服務領域，并介紹幾個應用實例。

1 背景

國土保安的目的是保護社區面對各種自然和人為的災害，特別是各種突發災禍事件，包括危害嚴重的火災、水災、地震、颶風、海嘯和各種人為的犯罪恐怖活動。這些災害會在短時間內直接對社區居民的生命財產造成損失，從而對社會安定造成很壞影響。
國土保安一直是各國各級政府非常重視的任務和職責。美國在1979年成立了直接向總統報告的聯邦緊急處理機構（FEMA）。自2001年9 月11 日之后，FEMA 得到了更大的重視。現在已經成為一個有2500常備人員和5000支援人員，裝備精良、訓練有素的救災防衛力量。當前，美國已經成立一個更具權威的國土保安部（DHS），統轄協調22個有關部門，希望能更有效率地預防和對付各種突發事件。
現在，重大國際活動場所的選擇和成功舉辦、居民品評一個社區的優劣和企事業投資環境的考量，不僅要考慮硬件及軟件環境，也會關心當地國土保安的效率和能力。例如，救急援助能在10分鐘內趕到出事地點的社區就比半小時才能趕到的社區更有吸引力。 專業的3S站 3s8.cn
由于國土保安需要在緊急狀態下保護人民生命財產，所以高科技從一開始就被大量采用。
本文簡單介紹美國地方政府的國土保安和災害應對體系，側重于GIS 在其中的應用和功能。整個工作可以分為三個階段∶災害發生前的未雨綢繆；災害發生時的決策對應；災害發生后的救濟復原。
2 災害發生前的未雨綢繆

2.1 收集相關資料知己知彼

災害發生的原因很多，危害涉及面很廣，突發事件更是迅雷不及掩耳。政府權威部門在抗災決策之際和災后賑災時都要爭分奪秒做出成百上千的決定并立即執行。總指揮部當機立斷的依據是大量組織好的數據，以便準確無誤地反映真實情況。這些數據既有有關部門專為國土保安和災害應對準備的數據，
也有其他部門的可供分享的通用數據。這些數據可能存放在同一系統中，更可能要通過網絡鏈接到遠程數據源。現代的GIS非常適合于收集管理這些數據，包括它們的地理空間和屬性。
應該指出，當前正在蓬勃發展的各地區的GIS 項目（如數字城市），都能為國土保安和災害應對做出貢獻。地形、地質、水文、氣候、植被、土地利用、居民分布、交通道路、地下管網、經濟布局、商業點、建筑物等數據，都應該從已有的或有關部門將有的GIS隨時得到。孤立地發展完全封閉的國土保安和災害系統是很難成功的，最有效的途經是盡量分享其他部門現有的數據。這不僅能夠事半功倍，還能確保數據的一致性和及時性。
除了上列通用數據外，國土保安和災害GIS系統還特別關注收集下列數據∶
（1）高風險容易出事的目標∶火源（數量、分布及類型）、水源（供給范圍、管道、閘）、監獄（人數、類型）、電力系統（供給范圍、線路、樞紐）等。 中國3S吧 3s8.cn
（2）需要重點保護救援的目標∶學校（人數、類型、上課時間）、醫院（人數、類型）、居民點（人數、類型）、地標建筑物（人數、建筑圖），交通樞紐（流量、結構）、專門人材（姓名、照片）等。
（3）救災力量的分布和規模∶警察局（人數、武器）、救火站（人數、設備類型）、醫院（醫生人數類型、床位數、醫藥儲備量、設備）、交通工具（數量、類型）、救災物資（類型、數量）、專門人才（專業、聯系方法）、自愿人員（數量），上下級指揮部等。

2.2 數據和地圖的準備工作

一旦災害突然發生，對地圖和各種數據的需求量急劇上升。決策者、各部門指揮部、各執行任務分隊、新聞機構、相鄰居民都會急于得到最新地圖，并要借用地圖互相間傳遞信息，協同工作。國土保安和災害GIS系統應該在平時盡可能準備好通用地圖CD、程序和繪制流程以便立即供應。這些CD應該采用大家同意的數據格式，存放在大家約定的地方，各救災中心的GIS應該都能夠讀取、修改和打印這些CD上的地圖。基于當地特點，也要準備當地特別重要的數據地圖，例如在地震區的斷層圖、海邊的海岸線圖、城市的街道中心線網絡等。

2.3 預估災害可能發生的種類和規模

每個地區都有當地的自然條件和人文歷史背景，地方政府應該對當地災害的類型和規模的風險精心評估，才能心中有數。
1999年美國北卡洛利那州的新漢諾威縣（New Hanover）作為FEMA 在全國的七個試驗點之一，和美國海岸服務中心及N O A A 合作，協調政府部門和民間機構，為地方政府評估突發事件的風險積累經驗。以這些經驗為基礎構成了一個工具包（CVAT）用于評價社區可能發生的風險。CVAT 包括GIS 軟件（ArcView，ArcExplore）、數據、有關方法和入門訓練，已經向全美近四千個地區推廣，很多州政府和地方政府采用CVAT 作為參考模型建立自己的系統。

2.4 預估災害可能造成的損失

HAZUS 是F E M A 為地方政府提供的另一個災害模型。基于大量的聯邦國家標準和有關數據庫，HAZUS能夠預報社區由自然和人為災害造成的損失。1999 年HAZUS只有地震損失模型，2003年將加上水災損失模型，以后會逐步完善包括各類災害的后果預報。

2.5 制定預防方案

這是防患于未然的積極措施，目的是盡可能地通過平時的努力，降低災害發生的風險。萬一災害發生，至少也減低災害造成的損失。根據經驗，預防方案的正確制定，很大程度取決于精確的災害風險和損失預估。例如，砍掉雜草樹叢是很好的防火預防措施，但是必需在正確的地段和正確的季節執行，否則就只不過是浪費時間和金錢。CVAT 和HAZUS為預防方案提供了一個可供選擇的手段。
應該指出，有的預防方案，甚至有必要提前到城市規劃階段實行，以便從根本上避免災害的損失。或者通過保險費的升降，有意識地宏觀調控城市發展方向，從而逐年改善本地區面對可能災害的態勢。
3 災害發生時的行動決策

3.1 GIS 高速高效提供地圖資料服務

這是最初對GIS期望最高的功能。果然，GIS從一開始應用于國土保安和災害就發揮優勢。例如，在2001年9月11日紐約遭到恐怖襲擊時，當地的緊急管理中心（包括GIS的硬件、軟件數據和大部分最新的基礎地圖NYCMap），也在世貿中心里同時被毀。這樣，紐約市用于救災的主力GIS消失了。數小時后，來自全國的GIS專家和設備匯集紐約，立即在曼哈登的90和92號碼頭建立了2個GIS中心，一個針對世貿中心廢墟，一個針對紐約市。在FEMA 和紐約市救火部門（NYFD）的指揮下開始工作。
G I S 中心首先立即復原NYCMap 作為基礎地圖，各個部門都把關心的特征套合到基礎地圖上，各部門之間有了一個空間信息交流的共同平臺；第二個關鍵數據是世貿中心的建筑平面圖和建筑工程圖，為了指揮搜救和滅火，建筑平面圖和建筑工程圖的數據都由CAD格式立即轉為GIS可用的格式；第三步是建立NYCMap 和其他遙感資料的套合流程，以接受不同飛行平臺每天收集的更新資料，產生最新的報告發往州政府。GIS中心高效率的工作支持了救災的順利進行。

4 災害發生后的救濟復原

日本神戶大地震后的一個沉重教訓是救災援助到達災區太慢，不少災民并沒有因地震本身受難，但卻因救災援助姍姍來遲而不治。我們還沒有辦法防止所有的突發災害發生，但是，依靠GIS的幫助，我們有可能把災后援助做得又快又好，力爭減小二次災害的損失。 中國3S吧 3s8.cn

4.1 確認救災重建的目標

救災和重建家園涉及大量的金錢、物資和人力，盡可能準確無誤地確認救濟的目標、規模和類型是成功的關鍵。GIS可以集成災前的數據和災害中收集的數據，分析出受災范圍和嚴重程度，從而輔助決策者確定救濟數量和路線。

4.2 建立救災輔助中心

如果受災范圍過大，救災物資的直接發放效率太低，就要立即考慮在適當分散地點建立救災中心，
以保證救災物資和醫藥盡快到達災民手中，GIS可以幫助合理地選擇設立救急中心。

4.3 選擇最佳運輸路線

大型運輸飛機和大型車輛都只能把物資運到大型集散基地，然后要轉運到中小型運輸工具上散發到輔助救災中心，再發給災民。考慮到災區的交通條件，最優化地確定運輸計劃，選擇最佳路線，把救濟真正地立即送到每家每戶災民手中，避免災后的二次受害。無可置疑，GIS又可以在這個方面發揮作用。
GIS 以它出色的空間數據處理能力、在災害發生前、發生時、發生后，都能為救災防災減少生命財產損傷起到關鍵的作用。