安全生产中的信息涉及空间位置和空间关系，如区域重大危险源信息、作业岗位职业危害信息、储罐发生泄漏后有毒有害易燃易爆气体浓度的空间分布、企业内部各构筑物之间的空间位置关系等。因此，对于这些信息的处理需要采用空间信息处理技术。
1.地理信息系统
地理信息系统（GIS）是一种采集、存储、管理、分析、模拟、检索和表达空间信息的计算机系统，并已经广泛应用于资源调查、环境评估、区域发展规划、公共设施管理、交通管理等领域，在安全生产领域也得到了很好的应用，已成为一个跨学科、多方向的研究领域。
（1）地理信息系统的组成
一个典型的地理信息系统应包括以下3个基本部分：
1）计算机系统。计算机系统包括硬件系统和软件系统。硬件系统除了包括计算机、工作站、服务器等设备外，还应包括数字化仪、扫描仪等采集空间信息的设备；软件系统包括核心软件和应用软件，核心软件除了包括操作系统外，还应包括空间数据处理、管理、地图显示和空间分析的软件，大多数为商业化软件，如MapInfo、ArcInfo等，而应用软件则是针对具体实际需求开发的软件系统。
2）地理数据库系统。地理信息系统的地理数据分为几何数据和属性数据，它们的数据表达可采用栅格和矢量两种形式，几何数据表现了地理空间实体的位置、大小、形状、方向以及拓扑几何关系；地理数据库系统由数据库实体和地理数据库管理系统组成，地理数据库管理系统主要用于数据维护、操作和查询检索。地理数据库是地理信息系统应用项目重要的资源与基础，它的建立和维护是一项非常复杂的工作，涉及许多步骤，需要技术和经验，需要投入高强度的人力与开发资金，是地理信息系统应用项目开展的瓶颈技术之一。
3）地理信息系统的应用人员和组织机构。对于合格的系统设计、运行和使用来说，地理信息系统专业人员是地理信息系统应用成功的关键，而强有力的组织是系统运行的保障。一个周密规划的地理信息系统项目应包括负责系统设计和执行的项目经理、信息管理的技术人员、系统用户化的应用工程师以及最终运行系统的用户。
（2）地理信息系的特征
地理信息系统是有关空间数据管理和空间信息分析的计算系统，与一般的管理信息系统（MIS）相比，地理信息系统具有以下特征：
1）地理信息系统在分析处理问题中使用了空间数据和属性数据，并通过数据库管理系统将两者联系在一起，共同管理、分析与应用，从而提供了认识地理信息的一种新的思维方法；而管理信息系统则只有属性数据库的管理，即使存储了图形，也往往以文件形式等机械形式存储，不能进行有关空间数据的操作，如空间查询、检索、相邻分析等，更无法进行复杂的空间分析。
2）地理信息系统强调空间分析，通过利用空间解析式模型来分析空间数据，地理信息系统的成功应用依赖于空间分析模型的研究与设计。
3）地理信息系统的成功不仅取决于技术体系，而且依靠一定的组织体系，包括实施组成、系统管理员、技术操作员、系统开发设计者等。
4）虽然信息技术对地理信息系统的发展起着重要的作用，但是，实践证明，人的因素在地理信息系统的发展过程中越来越具有重要的影响作用，地理信息系统许多的应用物体以已经超出技术领域的范畴。
（3）地理信息系统的功能
作为地理信息系统自动处理与分析系统，地理信息系统的功能遍历数据“采集”——“分析”——“决策应用”的全部过程，并能“回答”和解决以下5类问题：
1）位置，即在某个地方有什么问题，位置可表示为地方名、邮政编码、地理坐标等。
2）条件，即符合某些条件的实体在哪里的问题，如在某个地区寻找面积不小于1000m2的水域。
3）趋势，即某个地方发生的某个事件及其随时间的变化过程。
4）模式，即某个地方存在的空间实体的分布模式问题，模式分析揭示了地理实体之间的空间关系。
5）模拟，即某个地方如果具备某种条件会发生什么的问题，地理信息系统的模拟式基于模型的分析。
地理信息系统的功能可以分为以下5类：①采集、检验与编辑；②格式化、转换、概化；③存储与组织；④分析；⑤显示。在分析功能中，把空间分析与模型分析功能称为地理信息系统的高级功能。
2.空间分析与模型分析
（1）空间分析的层次
地理信息系统的空间分析可以分为以下3个不同的层次：
1）空间检索。空间检索包括从空间位置检索空间物体及其属性和从属性条件检索空间实体。“空间索引”是空间检索的关键技术，如何有效地从大型的地理信息系统数据库中检索出所需的信息，将影响地理信息系统的分析能力。空间物体的图像表达也是空间检索的重要部分。
2）空间拓扑叠加分析。空间拓扑叠加实现了输入特征的属性的合并以及特征属性在空间上的连接。空间拓扑叠加的本质是空间意义上的布尔运算。
3）空间模拟分析。空间模拟分析功能的实现有3类：第一类是地理信息系统外部的空间模型分析，将地理信息系统当作一个通用的空间数据库，而空间模型分析功能借助其他软件；第二类是地理信息系统内部的空间模型分析，试图利用地理信息系统软件来提供空间分析模块以及发展适用于问题解决模型的宏语言，这种方法一般基于空间分析的复杂性与多样性，易于理解和应用，但由于地理信息系统软件所能提供的空间分析极为有限，因此这种紧密结合的方法在实际地地理信息系统的设计中较少使用；第三类是混合型的空间模型分析，其宗旨是尽可能地利用地理信息系统提供的功能，同时充分发挥地理信息的使用者的能动性。
（2）空间信息量算
空间信息量算是空间信息分析的定量化基础，包括质心量算、几何量算和形状量算。(www.xing528.com)
1）质心量算：描述地理目标空间分布最有用的单一量算是目标的质心位置，地理目标的质心是目标的平均位置，是目标保持均匀分布的平衡点，可以通过对目标坐标值的加权平均求得平均位置：
式中，i为离散目标物；Wi为该目标权重；xi、yi为目标的坐标。
质心的量算，可以跟踪某些地理分布的变化，在某些情况下，可以方便地导出某些预测模型。
2）几何量算：对点、线、面、体4类目标物而言，其含义是不同的，具体如下：
①点状目标：坐标。
③面状目标：面积、周长。
④体状目标：表面积、体积等。
3）形状量算：目标物的外观是多变的，很难找到一个准确的量对其进行描述，因此，对目标属性紧凑型或膨胀性的判断极其模糊，一般用形状系数r来判断：
式中，P为目标物周长；A为目标物面积。
如果r＜1则目标物为紧凑型；r=1则目标物为一标准圆；r＞1则目标物为膨胀型。
（3）空间信息分类
空间信息分类方法是地理信息系统功能的重要组成部分，与地图相比，地图上所载负的数据是经过专门分类和处理的，而地理信息系统存储的数据则具有原始数据的性质，这样用户就可以根据不同的使用目的对数据进行任意的提取和分析。对于数据分析来说，随着采用的分类方法和内插方法的不同，得到的结果会有很大差异，因此，在大多数情况下，首先将大量未经分类的数据输入地理信息系统的数据库，然后根据用户建议的具体分类算法来获得所需的信息。空间信息分类中常用的方法有主成分分析法、层次分析法、系统聚类分析法和判别分析法。
（4）叠加分析
叠加分析是将两层或多层地图要素进行叠加产生一个新要素层，其结果是将原来的要素分割生成新的要素，新要素综合了原来两层或多层要素所具有的属性。也就是说，叠加分析不仅生成了新的空间关系，还将输入数据层的属性联系起来，产生了新的属性关系，叠加分析是对新要素的属性按一定的数学模型进行计算分析，进而产生用户需要的结果或回答用户提出的问题。叠加类型包括多边形叠加、点与多边形叠加、线与多边形叠加。
（5）网络分析
对地理网络（如危险化学品输送管网、石油天然气长输管路）、城市基础设施网络（如各种网线、电力线、通信线缆、上下水管网）进行地理分析和模型化是地理信息系统中网络分析功能的主要目的。网络分析是运筹学模型中的一个基本模型，它的根本目的是研究、筹划一项网络工程如何安排，并使其运行效果最好，如一定资源的最佳分配，从一地到另一地的风险最低等，其基本思想在于人类活动总是趋向按一定目标选择达到最佳效果的空间位置。
网络分析包括路径分析、地址匹配和资源分配3个方面，其中路径分析包括：
1）静态最佳路径。有用户确定权重关系后，即给定每条弧段属性，当需求最佳路径时，读出路径的相关属性，求最佳路径。
2）动态分段技术。给定一条路径由多段联系组成，要求标注这条路上的公里点或要求定位某一公路上的某一点，标注某一条路上从某一公里数到另一公里数的路段。
3）N条最佳路径分析。确定起点、终点后，求代价较小的N条路径，因为在实践中往往仅求出最佳路径并不能满足要求，可能因为某种因素不走最佳路径，而走近似最佳路径。
4）最短路径。确定起点、终点和所要经过的中间点、中间路线，求最佳路径。
5）动态最佳路径分析。实际网络分析中的权值是随着权重关系式的变化而变化的，而且可能会临时出现一些障碍点，所以往往需要动态计算最佳路径。
地址匹配实质是对地理位置进行查询，涉及地址的编码。地址匹配与其他网络功能结合起来，可以满足实际工作中非常复杂的分析要求。所需输入的数据，包括地址表和含地址范围的街道网络及待查地址的属性值。
资源分配网络模型由中心点及其状态属性和网络组成，分配模式有分配中心向四周输出和四周向中心集中两种。这种分配功能可以解决资源的有效流动和合理分配，其在地理网络中的应用与区位论中的中心地理论类似。在资源分配模型中，研究区可以是机能区，根据网络流的阻力等来研究中心的吸引区，为网络中的每一连接寻找最近的中心，以实现最佳的服务。
（6）缓冲区分析
缓冲区分析是针对点、线、面实体，自动建立其周围一定宽度范围以内的缓冲区多边形，对点、线、面实体的影响范围进行分析。缓冲区分析是地理信息系统的重要的空间分析功能之一。
（7）空间统计分析
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