1、引言
近几年，我国城市化步伐不断加快，城市化水平大幅提高，城市化已成为我国经济社会发展的一个亮点。然而，随着城市数量的迅速增加、规模的急剧膨胀、人口的迅猛增长以及各种信息要素的快速积聚，城市公共安全方面的风险也急剧积累，一系列重大事故相继发生，在国外，如美国“911”恐怖袭击事件、日本地铁“沙林”事件、韩国“大邱”地铁纵火事件、俄罗斯劫持人质事件等；在国内，如2003年肆虐全国的“非典”事件，2004年北京的密云灯会踩踏事件、城市暴雨和暴雪导致的城市交通瘫痪事件，重庆“天原”化工厂有毒气体泄漏事件等。随着这些城市公共安全领域事故频频发生，城市公共安全成为人们提及频率颇高、极受关注的一个问题。当前，城市公共安全呈现出四大特点：时间上呈多频次，空间上呈多领域；非传统的公共安全隐患已成现代城市公共安全的重要威胁；单体的突发事件极易被放大为群体的社会危机；公共安全事件国际化程度加大。而与此相对应的是，我国各级政府对公共安全的管理相对落后，城市公共安全法律体系、管理体制、应急机制以及城市公共安全规划不健全，公共安全已经成为现代城市的重要威胁。因此，如何抓住这一机遇，利用现有成熟的科学技术解决城市公共安全管理中遇到的实际问题，促进城市公共安全管理的信息化和科学化，是城市公共安全工作急需解决的重要课题。
目前，我国已有一些城市运用空间信息技术，包括遥感技术（RS），地理信息系统技术（GIS）、全球定位系统技术（GPS）等用于辅助城市公共安全工作，取得了较好的效果。其中，遥感技术（RS）是当前空间信息获取和更新的一个非常重要的手段和工具，它克服了传统调查手段高投入、长周期、低效率的缺点，具有宏观、快速、动态、综合的优势。利用遥感技术的这些优势，结合地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS），并以计算机技术和通讯网络技术为主要技术支撑，采集、测量、分析、存储、管理、显示、传播和应用空间信息，可以应用于城市公共安全中的许多方面。
2、空间信息技术
2.1遥感技术原理
地球上每一个物体都在不停地吸收、发射和反射电磁波，并且不同物体的电磁波特性是不同的。遥感就是根据这个原理来探测地表物体对电磁波的发射特性及其对电磁波的反射特征，从而提取这些地物的信息，最终完成远距离识别物体的。可以说，遥感技术是一种建立在现代物理学、电子计算机技术、数学方法和地学规律的基础上的综合性探测技术。随着现代计算机技术、通讯技术、数字化技术和传感器技术等的进步，目前，遥感技术的水平已得到很大的提高，正朝着高精、多光谱、高时空分辨率的方向发展，遥感技术日益呈现出“三高”（即高光谱、高时间分辨率、高空间分辨率）、“三全”（即全天候、全天时、全球）、“3W”（即What、When、Where）、“三结合”（即大小卫星结合、航空与航天结合、技术与应用结合）等特点，这些都为遥感技术在全社会的广泛应用提供了很好的基础，尤其体现在人流、物流、信息流高度集中和膨胀的城市当中，遥感技术的发展更是日新月异，其应用的深度和广度都在飞速的拓展。
2.2“3S”技术（RS、GIS、GPS）的集成
遥感（RS）、地理信息系统（GIS）和全球定位系统（GPS）有机地结合在一起来应用，叫做“3S”技术。遥感信息中有地理信息系统所需的空间信息和属性信息，故RS与GIS相结合是必然的。又由于遥感应用中，地面采样、导向、定位是以GPS作为有力工具的。因此，RS和GIS的发展，在导航和其它动态定位及数据采集系统的应用中，GPS扮演着重要的角色。所以，以地理信息系统（GIS）为核心的“3S”技术的集成，构成了对空间数据实时进行采集、更新、处理、分析及为各种实际应用提供科学的决策咨询的强大技术体系。“3S”技术的整体结合，构成高度自动化、实时化和智能化的地理信息系统，是适时采集、处理、更新空间信息，提供决策辅助信息的有力手段。
3、空间信息技术在城市公共安全和防灾减灾中的应用
通常，空间信息技术在城市公共安全尤其是防灾减灾中的应用，主要包括利用遥感技术、GIS技术、GPS技术、计算机网络技术、数据库技术等实现对城市灾害的灾前早期预警预报、防灾救灾预案制订，灾害发生过程中的灾害实时监测、灾害损失快速评估，减灾抗灾的应急指挥调度、辅助决策等领域。在这些过程中，空间信息技术都大有用武之地，只要能够科学组织和大规模应用，完全可以实现对灾害过程的实时监测，从而为各级领导、各级部门的指挥调度、快速响应、联合行动提供可靠的依据。
3.1空间信息技术在城市地震灾害监测、评估中的应用
地震是难以抗拒的自然灾害，给人类带来的损失极其严重。从地震区的分布来看，我国有60%国土、一半以上的大中城市位于地震烈度及6度以上的地区。大地震造成的强烈地面运动除直接使建筑物破坏之外，还诱发山崩、滑坡、泥石流、地基液化等地质灾害，地震引起的破坏还导致火灾、水灾、爆炸、毒气蔓延及瘟疫等次生灾害的发生。因此，城市的抗御震灾的能力非常重要。由于地震预报是世界性科学难题，所以城市抗震减灾、震时的紧急救援以及震灾的快速评估就成为目前减轻地震灾害的有效手段。利用遥感技术，可以快速、准确地获取数据，经过快速处理，不仅可以为城市抗震救灾的部署提供重要依据，也可为震时救援、震灾评估提供信息支持，提高抗震救灾的效率。
“九五”期间，我国建立了多个城市防震减灾系统。利用“3S”技术，中国地震局地质研究所研制了泉州、南安、漳州、厦门以及福州等城市的防震减灾信息管理与辅助决策系统，其他城市如上海、合肥、乌鲁木齐、自贡等城市，也建立了相应的城市防震减灾系统。建立了城市防震减灾系统后，一旦发生地震，就可以立即在地震灾区进行航空或卫星遥感观测，对遥感信息进行处理可获得地震区地震破坏后的信息，由地震前后的综合信息可生成地震区地震前后的三维景观图，对比地震前后的三维景观图，还可以得到一些重点建筑物破坏情况的各种数据，这不仅对制定抗震救灾计划十分有用，而且能够科学指导人员抢救工作，指导电力网、给排水网、油气输送管网、通信网的恢复与重建工作，以及科学制定地震区恢复重建方案和发展规划。
近年来，随着高空间分辨率卫星的成功发射，如美国空间影像公司成功发射的IKONOS高分辨率卫星，其全色影像分辨率为1m，美国的QuickBird卫星，其空间分辨率高达0.61m，利用这些高分辨率遥感影像进行城市灾害评估被提上了日程。利用遥感图像处理软件可以从这些高分辨率遥感影像中自动提取地物的形状、位置和属性等信息，能够轻易分辨出城市防震减灾工作中需要的基本要素、如建筑物、构筑物、道路和桥梁，从而节省大量的人力和财力。因此高分辨率卫星影像在城市基础数据获取与更新、震灾的快速评估和地震应急决策中有广阔的应用前景，利用高分辨率卫星影像进行城市防震减灾系统数据库的建设和更新也必将是今后的发展方向。
3.2空间信息技术在城市洪涝灾害监测、评估中的应用
我国洪涝灾害的严重程度居世界各国之首，频繁的洪水灾害不仅造成巨大的经济损失，而且对社会稳定的发展产生严重影响。我国现有100多座大中城市处于洪水水位之下，其安全受到严重威胁。因此，必须对洪涝灾害趋势进行分析预测，对灾区洪水进行实时监测，对灾情做出实时、快速评估，科学地制定防洪和减灾的对策。减轻洪水灾害必须考虑两个方面的因素：一是快速而准确地预报洪水事件；二是对洪水事件造成灾害的地点、时间、范围和强度做快速评价。预报的快速、准确的关键是建立正确的洪水模型和迅速获取相关信息，而灾害的评价则基于地球观测系统的完善。遥感技术的发展为洪水监测和灾害损失估算提供了有力、高效的手段。
遥感技术在洪水监测和灾害损失估算中的应用包括：一是建立数字高程模型(DEM)，这是洪水模型建立的基础；二是洪水演变的模拟演示，可以通过三维可视化技术和VR（虚拟现实）技术直观实时地模拟水灾的发展情况；三是灾后损失评估，应用卫星图片结合GIS矢量数据以及基础数据库可以对受灾面积和程度、损失情况进行评估。
通常在大的城市洪水灾害发生期间，可以通过多平台、多传感器、多模态的遥感技术，比如利用气象卫星的高重复频率、雷达卫星不受云雨干扰、航空遥感应急反应的特点，通过光学遥感数据和雷达遥感数据的融合，实现对洪水灾害的不间断的监测。另外，遥感结合地理信息系统技术还可以实现对灾情的分析、评估、模拟、预测。
目前，我国在遥感用于洪水监测和灾害损失估算方面取得了一定的成果。通过国家“八五”“九五”科技攻关和“863”计划的共同支持，成功研制了“航空遥感实时传输系统”，该系统按照（飞）机-（卫）星-地（面）模式，选用具有全天候工作能力的机载合成孔径雷达，作为获取地面图像和信息的传感器，能够全天候监测洪水，实时传输图像，在地面灾情信息系统的支持下，具有快速灾情评估的功能[5]。此外，在国家自然科学基金项目“基于GIS的城市综合减灾评估决策系统”中，建立起了一个为水灾预警决策系统的子系统。
3.3空间信息技术在城市火灾监测、评估中的应用
90年代以来，随着国民经济和社会的发展，城市火灾的发生呈逐渐增长的态势。城市火灾给国家的经济和人民群众的生命财产安全造成的危害逐渐增大。城市火灾有别于其他灾害，它具有突发性、随机性等特点，一旦发生火灾或扑救不及时，就会给人民的生命财产带来巨大
