地理信息系统（GIS）用于国土安全（Homeland Security）由来已久。从社区治安、警察破案、救火防灾，1984年以来各届奥运会的安全、三涅岛核电站泄漏事故、1992 年Andrew 飓风、1994年南加利福尼亚Northridge大地震、1993和1995年密西西比河大水灾中GIS都发挥了积极作用。近两年来美国由于反恐怖活动的需要，与国土安全有关的项目更是蓬勃发展。
知己知彼是国土安全的前题。GIS综合来源极为广泛的空间和属性数据，用于表达、分析和决策。这些数据，包括己方可供使用的资源和对方力量的分布；来自政府机构和民间组织；来自集中的大型数据库和完全分布在网络上的各种数据资源；还可以是历史背景和实时监测的信息。例如，数字城市的发展就为城市安全提供了数据基础。
现代的GIS具备了可能条件下最完备的有关信息的收集整合能力。根据这些信息，有关部门可以预先分析该地区可能发生的变故，出事的类型和规模，进而拟定和推演相应的救急方案。GIS的强大分析能力以及多年来积累的丰富应用功能为国土安全提供了未雨绸缪的最好条件。这些防患于未然的分析研究又为不断改进准备工作指出了方向。
万一突发事件来临，权威指挥机构可以运筹帷幄，基于可靠的数据，参考事先推敲过的应急方案，利用GIS的分析研究能力，作出尽可能正确的对策供决策者参考。一旦对策确定，GIS又能把方案具体化，产生出尽可能详细的行动指令通过网路送达各部门执行。力争在最快的时间作出最佳反应，战胜灾害，把生命财产损失降到最小。 中国3S吧 3s8.cn
GIS对于大灾害后的救灾工作同样重要。灾民的疏散、救灾物资的分配、灾害后果的评估、保险费的发放和灾后重建的规划， 都需要GIS的支持才能做得又快又好。
本文介绍GIS为国土安全服务的概念和主要服务领域，并介绍几个应用实例。

1 背景

国土保安的目的是保护社区面对各种自然和人为的灾害，特别是各种突发灾祸事件，包括危害严重的火灾、水灾、地震、飓风、海啸和各种人为的犯罪恐怖活动。这些灾害会在短时间内直接对社区居民的生命财产造成损失，从而对社会安定造成很坏影响。
国土保安一直是各国各级政府非常重视的任务和职责。美国在1979年成立了直接向总统报告的联邦紧急处理机构（FEMA）。自2001年9 月11 日之后，FEMA 得到了更大的重视。现在已经成为一个有2500常备人员和5000支援人员，装备精良、训练有素的救灾防卫力量。当前，美国已经成立一个更具权威的国土保安部（DHS），统辖协调22个有关部门，希望能更有效率地预防和对付各种突发事件。
现在，重大国际活动场所的选择和成功举办、居民品评一个社区的优劣和企事业投资环境的考量，不仅要考虑硬件及软件环境，也会关心当地国土保安的效率和能力。例如，救急援助能在10分钟内赶到出事地点的社区就比半小时才能赶到的社区更有吸引力。 专业的3S站 3s8.cn
由于国土保安需要在紧急状态下保护人民生命财产，所以高科技从一开始就被大量采用。
本文简单介绍美国地方政府的国土保安和灾害应对体系，侧重于GIS 在其中的应用和功能。整个工作可以分为三个阶段∶灾害发生前的未雨绸缪；灾害发生时的决策对应；灾害发生后的救济复原。
2 灾害发生前的未雨绸缪

2.1 收集相关资料知己知彼

灾害发生的原因很多，危害涉及面很广，突发事件更是迅雷不及掩耳。政府权威部门在抗灾决策之际和灾后赈灾时都要争分夺秒做出成百上千的决定并立即执行。总指挥部当机立断的依据是大量组织好的数据，以便准确无误地反映真实情况。这些数据既有有关部门专为国土保安和灾害应对准备的数据，
也有其他部门的可供分享的通用数据。这些数据可能存放在同一系统中，更可能要通过网络链接到远程数据源。现代的GIS非常适合于收集管理这些数据，包括它们的地理空间和属性。
应该指出，当前正在蓬勃发展的各地区的GIS 项目（如数字城市），都能为国土保安和灾害应对做出贡献。地形、地质、水文、气候、植被、土地利用、居民分布、交通道路、地下管网、经济布局、商业点、建筑物等数据，都应该从已有的或有关部门将有的GIS随时得到。孤立地发展完全封闭的国土保安和灾害系统是很难成功的，最有效的途经是尽量分享其他部门现有的数据。这不仅能够事半功倍，还能确保数据的一致性和及时性。
除了上列通用数据外，国土保安和灾害GIS系统还特别关注收集下列数据∶
（1）高风险容易出事的目标∶火源（数量、分布及类型）、水源（供给范围、管道、闸）、监狱（人数、类型）、电力系统（供给范围、线路、枢纽）等。 中国3S吧 3s8.cn
（2）需要重点保护救援的目标∶学校（人数、类型、上课时间）、医院（人数、类型）、居民点（人数、类型）、地标建筑物（人数、建筑图），交通枢纽（流量、结构）、专门人材（姓名、照片）等。
（3）救灾力量的分布和规模∶警察局（人数、武器）、救火站（人数、设备类型）、医院（医生人数类型、床位数、医药储备量、设备）、交通工具（数量、类型）、救灾物资（类型、数量）、专门人才（专业、联系方法）、自愿人员（数量），上下级指挥部等。

2.2 数据和地图的准备工作

一旦灾害突然发生，对地图和各种数据的需求量急剧上升。决策者、各部门指挥部、各执行任务分队、新闻机构、相邻居民都会急于得到最新地图，并要借用地图互相间传递信息，协同工作。国土保安和灾害GIS系统应该在平时尽可能准备好通用地图CD、程序和绘制流程以便立即供应。这些CD应该采用大家同意的数据格式，存放在大家约定的地方，各救灾中心的GIS应该都能够读取、修改和打印这些CD上的地图。基于当地特点，也要准备当地特别重要的数据地图，例如在地震区的断层图、海边的海岸线图、城市的街道中心线网络等。

2.3 预估灾害可能发生的种类和规模

每个地区都有当地的自然条件和人文历史背景，地方政府应该对当地灾害的类型和规模的风险精心评估，才能心中有数。
1999年美国北卡洛利那州的新汉诺威县（New Hanover）作为FEMA 在全国的七个试验点之一，和美国海岸服务中心及N O A A 合作，协调政府部门和民间机构，为地方政府评估突发事件的风险积累经验。以这些经验为基础构成了一个工具包（CVAT）用于评价社区可能发生的风险。CVAT 包括GIS 软件（ArcView，ArcExplore）、数据、有关方法和入门训练，已经向全美近四千个地区推广，很多州政府和地方政府采用CVAT 作为参考模型建立自己的系统。

2.4 预估灾害可能造成的损失

HAZUS 是F E M A 为地方政府提供的另一个灾害模型。基于大量的联邦国家标准和有关数据库，HAZUS能够预报社区由自然和人为灾害造成的损失。1999 年HAZUS只有地震损失模型，2003年将加上水灾损失模型，以后会逐步完善包括各类灾害的后果预报。

2.5 制定预防方案

这是防患于未然的积极措施，目的是尽可能地通过平时的努力，降低灾害发生的风险。万一灾害发生，至少也减低灾害造成的损失。根据经验，预防方案的正确制定，很大程度取决于精确的灾害风险和损失预估。例如，砍掉杂草树丛是很好的防火预防措施，但是必需在正确的地段和正确的季节执行，否则就只不过是浪费时间和金钱。CVAT 和HAZUS为预防方案提供了一个可供选择的手段。
应该指出，有的预防方案，甚至有必要提前到城市规划阶段实行，以便从根本上避免灾害的损失。或者通过保险费的升降，有意识地宏观调控城市发展方向，从而逐年改善本地区面对可能灾害的态势。
3 灾害发生时的行动决策

3.1 GIS 高速高效提供地图资料服务

这是最初对GIS期望最高的功能。果然，GIS从一开始应用于国土保安和灾害就发挥优势。例如，在2001年9月11日纽约遭到恐怖袭击时，当地的紧急管理中心（包括GIS的硬件、软件数据和大部分最新的基础地图NYCMap），也在世贸中心里同时被毁。这样，纽约市用于救灾的主力GIS消失了。数小时后，来自全国的GIS专家和设备汇集纽约，立即在曼哈登的90和92号码头建立了2个GIS中心，一个针对世贸中心废墟，一个针对纽约市。在FEMA 和纽约市救火部门（NYFD）的指挥下开始工作。
G I S 中心首先立即复原NYCMap 作为基础地图，各个部门都把关心的特征套合到基础地图上，各部门之间有了一个空间信息交流的共同平台；第二个关键数据是世贸中心的建筑平面图和建筑工程图，为了指挥搜救和灭火，建筑平面图和建筑工程图的数据都由CAD格式立即转为GIS可用的格式；第三步是建立NYCMap 和其他遥感资料的套合流程，以接受不同飞行平台每天收集的更新资料，产生最新的报告发往州政府。GIS中心高效率的工作支持了救灾的顺利进行。

4 灾害发生后的救济复原

日本神户大地震后的一个沉重教训是救灾援助到达灾区太慢，不少灾民并没有因地震本身受难，但却因救灾援助姗姗来迟而不治。我们还没有办法防止所有的突发灾害发生，但是，依靠GIS的帮助，我们有可能把灾后援助做得又快又好，力争减小二次灾害的损失。 中国3S吧 3s8.cn

4.1 确认救灾重建的目标

救灾和重建家园涉及大量的金钱、物资和人力，尽可能准确无误地确认救济的目标、规模和类型是成功的关键。GIS可以集成灾前的数据和灾害中收集的数据，分析出受灾范围和严重程度，从而辅助决策者确定救济数量和路线。

4.2 建立救灾辅助中心

如果受灾范围过大，救灾物资的直接发放效率太低，就要立即考虑在适当分散地点建立救灾中心，
以保证救灾物资和医药尽快到达灾民手中，GIS可以帮助合理地选择设立救急中心。

4.3 选择最佳运输路线

大型运输飞机和大型车辆都只能把物资运到大型集散基地，然后要转运到中小型运输工具上散发到辅助救灾中心，再发给灾民。考虑到灾区的交通条件，最优化地确定运输计划，选择最佳路线，把救济真正地立即送到每家每户灾民手中，避免灾后的二次受害。无可置疑，GIS又可以在这个方面发挥作用。
GIS 以它出色的空间数据处理能力、在灾害发生前、发生时、发生后，都能为救灾防灾减少生命财产损伤起到关键的作用。