2015年8月12日天津滨海新区瑞海国际物流公司危险品仓库发生爆炸。此次爆炸事故共造成165人遇难、8人失踪、798人受伤，直接经济损失68.66亿元，这其中救援人员的伤亡多达110人。在灭火救援的过程中，指挥人员未能快速、准确的获取着火物质及其周边危险品的种类和数量，导致其难以对火场做出正确的危险预估。在毫无征兆的情况下，短时间内接连发生两次大爆炸，致使救援力量损失惨重。2016年4月22日江苏德桥仓储有限公司储罐区2号交换站发生火灾，1名消防战士死亡，直接经济损失2 532.14万元。在灭火过程中，消防指挥人员未能对火场危险区域进行精准预测，导致一名公安消防战士在灭火救援过程中不幸遇难。上述事故均暴露出我国消防应急救援领域的短板：现有的应急救援技术与装备已不能满足大型火灾事故救援的需要。目前，我国消防应急救援技术与装备方面存在如下问题：
灾害现场信息局限于二维平面化，火场单位消防基本信息包括人员信息、图纸资料等严重缺失。灾情发生时，消防部门很难在短时间内全面摸清受灾区域三维基本信息，从而大大降低了灭火救援的效率。现有的单一二维平面化的消防信息，更加剧了救援黄金时间的流失。
救援人员火场灾变感知能力弱，火场信息侦测手段匮乏。包括火场周围温度场分布、有毒有害气体浓度在内的灾害信息几乎一无所知，救援过程存在极大隐患。信息传输困难，救灾过程中的进攻路线、灭火工艺、人员部署方案的制定存在滞后性，无法做到随着灾变信息及时更新，救援效率大打折扣。
消防指挥人员作战指挥依赖经验，缺乏科学依据。目前消防部队在力量部署、进攻方向、灭火工艺选择等方面极大地依赖灭火指挥人员的个人作战经验，而个人作战经验是在有限的救援作战中积累而成，存在着偶然性和不科学性，并且因时间、成本等条件限制，不能大范围的对火灾重点单位进行火灾预案演练，更限制了消防指挥人员的作战水平。
习总书记在国家安全工作小组会议中谈到：要加强消防、危险化学品等重点领域安全生产治理。要加大对维护国家安全所需的物质、技术、装备、人才、法律、机制等保障方面的能力建设，更好适应国家安全工作需要。中共中央、国务院、中央军委也多次下达文件要求加强应急救援力量建设，资助发展应急救援技术。
为了让消防救援人员准确、有效地获得建筑基本情况，及时制定可靠的应急救援方案，提高消防指挥人员作战指挥水平和消防队的灭火救援能力，最大程度的降低火灾造成的人员伤亡和财产损失，迫切需要构建一套三维可视化的应急救援系统，于是有了这个作品，基于GIS与无人机的三维智能消防应急救援系统。
本系统基于无人机技术、GIS三维建模技术、火灾动力学模型、消防作战理论，研发了一款三维智能消防应急救援系统。它能够实现城市建(构)筑物的快速三维建模，火场灾变信息的全方位实时侦测。与此同时，该系统还添加了预案演练和沙盘推演等模块，可以辅助救援指挥决策人员制定出一套针对性强、效率高、安全系数大的灭火救援策略，提升消防队伍的灭火作战效率，在火场中为人民和消防员的安全保驾护航。
团队以消防安全重点单位为研究对象，为解决火场信息缺失、灾害信息探测手段不足、指挥决策缺少科学依据等问题，设计了一种新型消防应急救援系统。该系统以建(构)筑物的GIS三维模型为基础，以火灾模型与消防作战理论为主体，并且对接了无人机监测信息与消控室物联网，实现了接警、出警、火场信息获取、指挥决策、力量部署的辅助功能，推动了智能化应急救援的发展。
本系统是基于三维GIS建模技术、无人机技术、火灾动力学模型、应急救援理论等先进技术，开发出的一套三维智能消防应急救援系统。系统总体思路如下：
(1)实现城市消防安全重点单位的三维可视化。引入地理信息系统(GIS)三维建模技术，通过无人机挂载倾斜相机对地表物、特征点快速有效的覆盖并且基于图形运算单元GPU的后处理三维建模技术，实现快速、简单、全自动的三维建模，建立了城市消防区域和消防重点单位的三维模型，并且实现了三维模型的快速直接测量。
(2)构建灾害现场实时监测系统。实现消防控制室实时监测信息的对接，包括视频监控信息、火灾联动报警信息、水灭火系统装备信息;实现无人机采集灾情信息的实时传输，包括火场的温度分布信息、有毒有害气体浓度分布信息。推荐阅读：消防无人机应用
(3)搭建可控虚拟火灾模型与救灾模型。开发沙盘演练与预案演练功能模块，建立人车三维封装模块，既能用于战时指挥也能用于常时演练。基于火灾动力学模型与3D技术开发三维虚拟火灾模型。依据消防救援理论与三维虚拟火灾模型智能划定的危险区域范围，实现救援力量的科学合理部署，做到消防救援有据可依。
