基于GIS技術(shù)的地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)用研究

李輝

摘 要：地理信息系統(tǒng)（GIS）是一種空間信息處理技術(shù)系統(tǒng)，不僅在各類學(xué)科及人類生產(chǎn)生活、經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮著基礎(chǔ)性的作用，更是為地質(zhì)災(zāi)害、城市規(guī)劃等深層次研究提供了有利支撐。文章從GIS技術(shù)的基本概念入手，通過對(duì)其應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)的簡(jiǎn)述，在基于GIS技術(shù)處理上，結(jié)合目前我國(guó)地質(zhì)災(zāi)害特點(diǎn)及進(jìn)展作進(jìn)一步探析。

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；地質(zhì)災(zāi)害；應(yīng)用分析

中圖分類號(hào)：P208 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）16-0163-02

Abstract： Geographic Information System （GIS） is a kind of spatial information processing technology system， which not only plays a fundamental role in various disciplines， human production and life， economic construction， but also provides a favorable support for geological disasters， urban planning and other deep-seated research. This paper starts with the basic concept of GIS technology， through the brief introduction of its application status and development trend， on the basis of GIS technology treatment， combined with the characteristics and progress of geological hazards in our country at present.

Keywords： Geographic Information System （GIS）； Geological hazards； Applied Analysis

由于我國(guó)地處環(huán)太平洋構(gòu)造帶及喜馬拉雅構(gòu)造帶交匯處，加之人為過度索取，導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)。具有類型多樣化、突發(fā)性強(qiáng)、區(qū)域性廣等特點(diǎn)，對(duì)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)安定、生產(chǎn)生活起著至關(guān)重要的作用。地理信息系統(tǒng)處理核心在于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，通過對(duì)地質(zhì)災(zāi)害參數(shù)地搜集、管理、運(yùn)算，整合各類要素，實(shí)現(xiàn)GIS技術(shù)與地質(zhì)災(zāi)害研究的交叉應(yīng)用。本文從GIS概念、現(xiàn)狀、趨勢(shì)出發(fā)，基于GIS技術(shù)對(duì)我國(guó)地質(zhì)災(zāi)害信息處理作進(jìn)一步探究。

1 GIS技術(shù)及地質(zhì)災(zāi)害綜述

1.1 GIS概念簡(jiǎn)述

地理信息系統(tǒng)是一門方興未艾的新技術(shù)學(xué)科，通過搜集、分析和可視化系統(tǒng)操作，充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)地理參照數(shù)據(jù)地快速精確處理，涉及信息涵蓋人文經(jīng)濟(jì)、地質(zhì)災(zāi)害、大氣環(huán)境等[1]。雖然處理核心仍然是計(jì)算機(jī)科學(xué)，但區(qū)別于其他系統(tǒng)的不同之處在于：GIS的處理對(duì)象是空間數(shù)據(jù)，不僅要對(duì)該類數(shù)據(jù)定位，還要對(duì)其按地理坐標(biāo)編碼，建立數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)空間分析。（見圖1）主要特征表現(xiàn)為：三維空間性、構(gòu)建地理空間決策模型，由人員、數(shù)據(jù)、硬件、軟件、過程五個(gè)部分組成，分為：專題、區(qū)域、地理信息系統(tǒng)工具三大類，目前來說，我國(guó)的地理信息系統(tǒng)不斷滲透到各個(gè)行業(yè)，影響著人們的工作及生活方式。

1.2 我國(guó)地質(zhì)災(zāi)害簡(jiǎn)述

地質(zhì)災(zāi)害指在地質(zhì)環(huán)境下，通過致災(zāi)動(dòng)力條件（人為或自然），對(duì)人類生存、財(cái)產(chǎn)安全造成危害或有可能性災(zāi)害后果的地質(zhì)事件。其分類主要由以下三方面構(gòu)成：其一，根據(jù)地質(zhì)環(huán)境變化分為突變、緩變型。其二，根據(jù)成因分為自然、人為以及共同作用三類。其三，根據(jù)空間分布分為大陸、海洋兩類[2]。常見地質(zhì)災(zāi)害主要有：地殼活動(dòng)、斜坡巖土體運(yùn)動(dòng)、特殊巖土、海岸帶、海洋地質(zhì)等災(zāi)害。我國(guó)地質(zhì)災(zāi)害呈現(xiàn)種類多樣、分布范圍廣、不可避免性、突發(fā)性等特點(diǎn)。

2 GIS在地質(zhì)災(zāi)害研究中的應(yīng)用

2.1 基于GIS技術(shù)的地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)用分析

GIS在地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)用廣泛，包括評(píng)估、分區(qū)、模擬、應(yīng)急、防治預(yù)警多個(gè)方面，以下作逐一分析。

地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估：根據(jù)收集、篩選到的地質(zhì)災(zāi)害的相關(guān)數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)庫信息管理系統(tǒng)。一方面對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)程度進(jìn)行評(píng)估，分析災(zāi)害的影響因素，對(duì)防災(zāi)減災(zāi)工作提出可行性建議，另一方面對(duì)未來可能發(fā)生的災(zāi)害進(jìn)行預(yù)報(bào)監(jiān)測(cè)[3]。

地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性分區(qū)：建立詳細(xì)精確的系統(tǒng)研究模型，利用空間數(shù)據(jù)庫及可視化分析功能，對(duì)所災(zāi)害發(fā)生概率、速率、范圍、強(qiáng)度、區(qū)域等信息進(jìn)行有效處理。同時(shí)，確定評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻次、程度自動(dòng)化計(jì)算，保證結(jié)果的準(zhǔn)確性，對(duì)該區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行預(yù)測(cè)，對(duì)減災(zāi)、防治、預(yù)警工作的進(jìn)一步開展具有深遠(yuǎn)意義。

地質(zhì)災(zāi)害模擬：建立災(zāi)害發(fā)生的必然因素及必要條件的基礎(chǔ)上，將各要素輸入進(jìn)地理信息系統(tǒng)內(nèi)，結(jié)合災(zāi)害發(fā)生臨界值，構(gòu)建場(chǎng)景，通過空間疊加及判別對(duì)災(zāi)害發(fā)生全過程進(jìn)行模擬，從而提高科學(xué)防災(zāi)能力。

地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急：災(zāi)害發(fā)生，需要第一時(shí)間進(jìn)行應(yīng)急指揮，這時(shí)需要有海量有效的數(shù)據(jù)支持，來幫助指揮者做出快速正確的判斷分析。在充分利用GIS技術(shù)的前提下，將災(zāi)害相關(guān)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)輸入進(jìn)數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理，即時(shí)進(jìn)行應(yīng)急指揮，從而減輕災(zāi)害發(fā)生所帶來的損失。

地質(zhì)災(zāi)害防治預(yù)警：基于GIS技術(shù)，對(duì)災(zāi)害頻發(fā)區(qū)域的地學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、提取、整理、分析，利用其疊加功能，創(chuàng)建地質(zhì)災(zāi)害歷史數(shù)據(jù)庫，根據(jù)分析功能所顯示的結(jié)果，進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)估及發(fā)展趨勢(shì)的預(yù)測(cè)，從而對(duì)災(zāi)害發(fā)生可能性較大的區(qū)域?qū)嵭腥斯じ深A(yù)，最大限度地減少災(zāi)害發(fā)生，提高預(yù)警能力。

2.2 基于GIS地質(zhì)災(zāi)害系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

近年來，隨著GIS技術(shù)研究的不斷深入，其在地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià)研究中發(fā)揮著指導(dǎo)性的作用。根據(jù)不同模型進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，提取地理元數(shù)據(jù)，分區(qū)賦值得到致災(zāi)因素，通過加權(quán)圖層得到易發(fā)程度數(shù)值，從而為地質(zhì)災(zāi)害防治、預(yù)警提供依據(jù)。

當(dāng)前，地理信息系統(tǒng)應(yīng)用在地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估研究取得較大進(jìn)步，能夠較好利用可視化軟件開發(fā)工具及GIS空間數(shù)據(jù)處理功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)海量地理數(shù)據(jù)搜集、整理、分析。其應(yīng)用現(xiàn)狀分為以下兩方面：一方面，可以根據(jù)數(shù)據(jù)搜集進(jìn)行地形分析，制作地形分析圖，向研究人員清晰明了地提供紛繁復(fù)雜的地質(zhì)情況。另一方面，地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估范圍不斷延伸，從技術(shù)上提高了評(píng)估的信度和效度，降低了工作人員的研究難度[4]。

2.3 現(xiàn)有系統(tǒng)存在不足

當(dāng)前，我國(guó)GIS研究工作起步較晚，雖然取得不錯(cuò)成效，仍有以下幾點(diǎn)不足之處：第一，現(xiàn)有系統(tǒng)缺乏統(tǒng)一的組織規(guī)劃。雖然大多數(shù)頻發(fā)地區(qū)建立了地質(zhì)災(zāi)害系統(tǒng)，但是總體來說，相互間的聯(lián)系較少，數(shù)據(jù)共享難以實(shí)現(xiàn)，災(zāi)情發(fā)生后，需要綜合所屬范圍內(nèi)的全部數(shù)據(jù)，造成信息不能進(jìn)行及時(shí)搜集、篩選、分析，拖延了救災(zāi)時(shí)間。第二，現(xiàn)有系統(tǒng)實(shí)用性不足。GIS技術(shù)需要精通地學(xué)及計(jì)算機(jī)編程的綜合性人才，而目前這類人才較少，多數(shù)局限于單個(gè)方面的研究，因此，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的預(yù)見預(yù)測(cè)能力、系統(tǒng)全面開發(fā)能力、結(jié)合應(yīng)用實(shí)際能力較為薄弱[5]。第三，建設(shè)周期過長(zhǎng)。整個(gè)系統(tǒng)建設(shè)需要三年左右，而計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展更替速度較快，軟、硬件也隨之快速升級(jí)更新，可能導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害系統(tǒng)剛建設(shè)完成就過時(shí)了，不僅使得系統(tǒng)不能夠得到充分運(yùn)用，也使得經(jīng)濟(jì)效益沒有得到最大程度地發(fā)揮，造成財(cái)力、人力等有限資源的浪費(fèi)。

2.4 基于GIS地質(zhì)災(zāi)害系統(tǒng)的可行性建議

基于以上，技術(shù)人員可做如下嘗試：第一，建立多級(jí)聯(lián)動(dòng)管理系統(tǒng)。采用多層結(jié)構(gòu)模式，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。第二，充分利用組件式GIS。技術(shù)人員只需將與災(zāi)害相關(guān)的信息、資料封裝成組件嵌入到系統(tǒng)中即可，充分利用該系統(tǒng)無縫集成的特點(diǎn)，最大程度地保證了系統(tǒng)的實(shí)用性[6]。第三，構(gòu)建智能化系統(tǒng)。充分利用衛(wèi)星氣象數(shù)據(jù)及遙感數(shù)據(jù)，建立自動(dòng)化的系統(tǒng)，增加遠(yuǎn)程會(huì)商功能，提高決策的科學(xué)性，發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。

2.5 基于GIS地質(zhì)災(zāi)害系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

未來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷變革創(chuàng)新以及GIS研究體系更加成熟，將向著GIS虛擬化、智能化的趨勢(shì)向前發(fā)展，提供更加精確的地理數(shù)據(jù)，制作更加精良的地形分析圖，實(shí)現(xiàn)基于地理信息系統(tǒng)的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警防治工作日臻完善，抓住地質(zhì)災(zāi)害形成規(guī)律，提高工作質(zhì)量及工作效率，搭建起地理信息系統(tǒng)與信息高速公路的橋梁[7]。

3 結(jié)束語

當(dāng)今時(shí)代，地理信息系統(tǒng)以一種不可逆轉(zhuǎn)、不可抗拒的力量滲透在各學(xué)科、各領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)功能單一到多樣化、寬領(lǐng)域、深層次的轉(zhuǎn)變。我們應(yīng)該不斷研究和探尋，從現(xiàn)有問題出發(fā)，結(jié)合當(dāng)前應(yīng)用現(xiàn)狀，構(gòu)建智能多級(jí)聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，充分利用組件式GIS技術(shù)，銳意創(chuàng)新以彌補(bǔ)當(dāng)前工作開展的不足之處，提高自動(dòng)化水平及科學(xué)決策能力，促進(jìn)GIS技術(shù)開啟全新視角，協(xié)同推進(jìn)其在地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)、監(jiān)測(cè)工作方面不斷向前進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)：

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