20世紀(jì)70年代以來，建立重特大事故應(yīng)急管理體制和應(yīng)急救援體系受到國際社會普遍重視，許多工業(yè)化國家和國際組織都制定了一系列重大事故應(yīng)急救援法律、法規(guī)和政策。1993年國際勞工大會通過的《預(yù)防重大工業(yè)事故公約》，將應(yīng)急預(yù)案作為重大事故預(yù)防的必要措施，在職業(yè)安全衛(wèi)生管理體系中，應(yīng)急計劃是關(guān)鍵的要素之一。應(yīng)急救援預(yù)案是應(yīng)急救援體系的重要組成部分。煤礦屬高危行業(yè)，通過建立重特大生產(chǎn)安全事故應(yīng)急救援預(yù)案，可以控制事故發(fā)展并盡可能排除事故，保護現(xiàn)場人員和場外人員的安全，將事故對人員、財產(chǎn)造成的損失降低到最小程度。
　　
　　自20世紀(jì)60年代加拿大開發(fā)使用第一個地理信息系統(tǒng)以來，該技術(shù)不斷得到發(fā)展，其應(yīng)用也逐步擴展至社會生活的各個領(lǐng)域。地理信息系統(tǒng)(GIS)是一種利用計算機對空間信息進行存儲和處理的系統(tǒng)，通過對空間信息及其他各類信息的有效管理，從而使大量抽象、枯燥的數(shù)據(jù)變得生動、直觀和易于理解，提高工作效率和管理工作的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。因此，將GIS技術(shù)引人到礦井災(zāi)害應(yīng)急救援管理工作中，將礦井災(zāi)害應(yīng)急救援信息與地理信息有機地結(jié)合起來，構(gòu)建一個基于GIS技術(shù)的礦井災(zāi)害應(yīng)急救援系統(tǒng)具有十分重要的現(xiàn)實意義。
　　
　　1礦井災(zāi)害應(yīng)急救援系統(tǒng)和GIS
　　
　　1.1礦井災(zāi)害應(yīng)急救援系統(tǒng)
　　
　　礦井災(zāi)害救援制約因素多、情況復(fù)雜多變，與其他行業(yè)的搶險救災(zāi)工作相比，具備更強的技術(shù)性、時效性和更大的危險性，要求反應(yīng)迅速、判斷準(zhǔn)確、應(yīng)變及時、措施有力，一旦事故發(fā)生，需要多支救援隊伍密切配合、集中指揮展開救援工作。因此，為保證礦井安全生產(chǎn)、保障礦山應(yīng)急救援工作的及時有效，必須建立一套完整的災(zāi)害應(yīng)急救援系統(tǒng)，提高礦井的抗災(zāi)救災(zāi)能力，這也是處理礦井特別重大事故的關(guān)鍵。
　　
　　建立礦井應(yīng)急救援系統(tǒng)的目的：一是發(fā)生事故后控制危險源，避免事故擴大，在可能的情況下予以消除；二是盡可能減少事故所造成的人員和財產(chǎn)損失。因此，礦井災(zāi)害應(yīng)急救援系統(tǒng)不僅要包括危險源空間布局、礦井環(huán)境狀況、關(guān)鍵設(shè)施狀況、應(yīng)急救援力量等實體空間，而且還應(yīng)涉及社會經(jīng)濟領(lǐng)域的非實體因素，如人員分布、財產(chǎn)分布等。
　　
　　1)潛在災(zāi)害類型及分布。潛在災(zāi)害類型及分布是構(gòu)建礦井災(zāi)害應(yīng)急救援?dāng)?shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)。依據(jù)歷史災(zāi)情庫和現(xiàn)實的地質(zhì)環(huán)境特征，將該區(qū)域可能發(fā)生的災(zāi)害進行辨識，并將其空間分布導(dǎo)入應(yīng)急救援?dāng)?shù)據(jù)庫。
　　
　　2)礦井環(huán)境狀況。礦井環(huán)境狀況是引發(fā)礦井災(zāi)害的物質(zhì)基礎(chǔ)，是判別災(zāi)害潛力的依據(jù)，尤其在那些災(zāi)害頻發(fā)的敏感區(qū)域。
　　
　　3)關(guān)鍵設(shè)施狀況。包括井下主要設(shè)備如采煤、掘進、通風(fēng)、運輸、監(jiān)控和消防等設(shè)備的分布和運行情況。
　　
　　4)應(yīng)急救援力量。包括救援基地、救災(zāi)設(shè)備、救援專家和救護隊等重要應(yīng)急救援機構(gòu)的數(shù)量和空間分布情況。
　　
　　5)社會經(jīng)濟因素。主要包括井下人員分布、井下生產(chǎn)和救援設(shè)備的布置及統(tǒng)計分析，生產(chǎn)成本核算等模塊。不同社會經(jīng)濟條件下發(fā)生同種程度的災(zāi)害，其產(chǎn)生的后果和經(jīng)濟損失是不同的。
　　
　　礦井應(yīng)急救援作為一個動態(tài)運行的過程，其復(fù)雜的災(zāi)害生成機制需要強有力的信息分析工具的支持。地理信息系統(tǒng)(GIS)是解決這一問題的有力工具。
　　
　　1.2地理信息系統(tǒng)
　　
　　地理信息系統(tǒng)(GIS)是以地理空間和動態(tài)的地理信息為地理研究和地理決策服務(wù)的信息系統(tǒng)，已被廣泛用于資源管理、城市規(guī)劃、應(yīng)急救援等各個領(lǐng)域。G1S的主要特點有：
　　
　　1)強大的圖形信息處理功能。從圖形學(xué)的角度來看，GIS實質(zhì)上是一種便于計算機處理和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)字化地圖或圖紙，可以方便地對空間數(shù)據(jù)進行輸入、編輯、顯示、查詢、空間分析和輸出打印，也可以利用三維動態(tài)仿真技術(shù)對各種要素實現(xiàn)仿真模擬，構(gòu)造一個符合實際的模擬空間，展現(xiàn)各種地物之間復(fù)雜的時空關(guān)系。
　　
　　2)空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的完美結(jié)臺。GIS不但包括各種要素分布的空間數(shù)據(jù)，也包括這些要素的屬性數(shù)據(jù)，如管道的管徑、材質(zhì)、維修記錄、事故的應(yīng)急預(yù)案等，而且空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)之間是一種密切的對應(yīng)關(guān)系，空間信息和屬性信息形成一個有機的整體。通過檢索空間數(shù)據(jù)可查詢相應(yīng)屬性信息；通過檢索屬性數(shù)據(jù)也可以查詢相應(yīng)的空間信息。避免了圖形與相應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)分離的現(xiàn)象，給企業(yè)資源的全面管理帶來了極大的方便。
　　
　　3)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。一些數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用系統(tǒng)公司，如Oracle，Microsoft和SAS等，已擴展了其產(chǎn)品容納空間數(shù)據(jù)管理功能。另一方面，許多GIS軟件也包含空間數(shù)據(jù)庫引擎(SpatialDatabaseEngineSDE)數(shù)據(jù)模型，借助這一模型可將空間數(shù)據(jù)加入到關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中。這樣使得大規(guī)模的GIS系統(tǒng)與空間數(shù)據(jù)技術(shù)一體化成為可能，便于各種系統(tǒng)的集成和信息共享。
　　
　　4)獨特的空間分析功能。空間分析是GIS最主要的特色。GIS系統(tǒng)可以利用其空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫，結(jié)合高效的算法進行空間分析。如對距離某一事故地點一定范圍內(nèi)各種空間要素的搜索，并對相關(guān)信息進行統(tǒng)計分析，為事故處理提供所需要的信息和應(yīng)急預(yù)案等。這種空間分析的功能是其他信息管理系統(tǒng)無法實現(xiàn)的。