基于GIS技術的地質災害應用研究

李輝

摘 要：地理信息系統(tǒng)（GIS）是一種空間信息處理技術系統(tǒng)，不僅在各類學科及人類生產生活、經濟建設中發(fā)揮著基礎性的作用，更是為地質災害、城市規(guī)劃等深層次研究提供了有利支撐。文章從GIS技術的基本概念入手，通過對其應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢的簡述，在基于GIS技術處理上，結合目前我國地質災害特點及進展作進一步探析。

關鍵詞：地理信息系統(tǒng)；地質災害；應用分析

中圖分類號：P208 文獻標志碼：A 文章編號：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

由于我國地處環(huán)太平洋構造帶及喜馬拉雅構造帶交匯處，加之人為過度索取，導致地質災害頻發(fā)。具有類型多樣化、突發(fā)性強、區(qū)域性廣等特點，對地區(qū)經濟發(fā)展、社會安定、生產生活起著至關重要的作用。地理信息系統(tǒng)處理核心在于計算機系統(tǒng)，通過對地質災害參數(shù)地搜集、管理、運算，整合各類要素，實現(xiàn)GIS技術與地質災害研究的交叉應用。本文從GIS概念、現(xiàn)狀、趨勢出發(fā)，基于GIS技術對我國地質災害信息處理作進一步探究。

1 GIS技術及地質災害綜述

1.1 GIS概念簡述

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

1.2 我國地質災害簡述

地質災害指在地質環(huán)境下，通過致災動力條件（人為或自然），對人類生存、財產安全造成危害或有可能性災害后果的地質事件。其分類主要由以下三方面構成：其一，根據(jù)地質環(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]。常見地質災害主要有：地殼活動、斜坡巖土體運動、特殊巖土、海岸帶、海洋地質等災害。我國地質災害呈現(xiàn)種類多樣、分布范圍廣、不可避免性、突發(fā)性等特點。

2 GIS在地質災害研究中的應用

2.1 基于GIS技術的地質災害應用分析

GIS在地質災害應用廣泛，包括評估、分區(qū)、模擬、應急、防治預警多個方面，以下作逐一分析。

地質災害評估：根據(jù)收集、篩選到的地質災害的相關數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)庫信息管理系統(tǒng)。一方面對地質災害的危險程度進行評估，分析災害的影響因素，對防災減災工作提出可行性建議，另一方面對未來可能發(fā)生的災害進行預報監(jiān)測[3]。

地質災害危險性分區(qū)：建立詳細精確的系統(tǒng)研究模型，利用空間數(shù)據(jù)庫及可視化分析功能，對所災害發(fā)生概率、速率、范圍、強度、區(qū)域等信息進行有效處理。同時，確定評價預測指標，實現(xiàn)對地質災害發(fā)生頻次、程度自動化計算，保證結果的準確性，對該區(qū)域地質災害進行預測，對減災、防治、預警工作的進一步開展具有深遠意義。

地質災害模擬：建立災害發(fā)生的必然因素及必要條件的基礎上，將各要素輸入進地理信息系統(tǒng)內，結合災害發(fā)生臨界值，構建場景，通過空間疊加及判別對災害發(fā)生全過程進行模擬，從而提高科學防災能力。

地質災害應急：災害發(fā)生，需要第一時間進行應急指揮，這時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技術的前提下，將災害相關的實時數(shù)據(jù)輸入進數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)統(tǒng)一管理，即時進行應急指揮，從而減輕災害發(fā)生所帶來的損失。

地質災害防治預警：基于GIS技術，對災害頻發(fā)區(qū)域的地學數(shù)據(jù)進行采集、提取、整理、分析，利用其疊加功能，創(chuàng)建地質災害歷史數(shù)據(jù)庫，根據(jù)分析功能所顯示的結果，進行動態(tài)評估及發(fā)展趨勢的預測，從而對災害發(fā)生可能性較大的區(qū)域實行人工干預，最大限度地減少災害發(fā)生，提高預警能力。

2.2 基于GIS地質災害系統(tǒng)的應用現(xiàn)狀

近年來，隨著GIS技術研究的不斷深入，其在地質災害評價研究中發(fā)揮著指導性的作用。根據(jù)不同模型進行風險評估，提取地理元數(shù)據(jù)，分區(qū)賦值得到致災因素，通過加權圖層得到易發(fā)程度數(shù)值，從而為地質災害防治、預警提供依據(jù)。

當前，地理信息系統(tǒng)應用在地質災害評估研究取得較大進步，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，實現(xiàn)對海量地理數(shù)據(jù)搜集、整理、分析。其應用現(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雜的地質情況。另一方面，地質災害評估范圍不斷延伸，從技術上提高了評估的信度和效度，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

當前，我國GIS研究工作起步較晚，雖然取得不錯成效，仍有以下幾點不足之處：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)建立了地質災害系統(tǒng)，但是總體來說，相互間的聯(lián)系較少，數(shù)據(jù)共享難以實現(xiàn)，災情發(fā)生后，需要綜合所屬范圍內的全部數(shù)據(jù)，造成信息不能進行及時搜集、篩選、分析，拖延了救災時間。第二，現(xiàn)有系統(tǒng)實用性不足。GIS技術需要精通地學及計算機編程的綜合性人才，而目前這類人才較少，多數(shù)局限于單個方面的研究，因此，系統(tǒng)設計的預見預測能力、系統(tǒng)全面開發(fā)能力、結合應用實際能力較為薄弱[5]。第三，建設周期過長。整個系統(tǒng)建設需要三年左右，而計算機技術發(fā)展更替速度較快，軟、硬件也隨之快速升級更新，可能導致地質災害系統(tǒng)剛建設完成就過時了，不僅使得系統(tǒng)不能夠得到充分運用，也使得經濟效益沒有得到最大程度地發(fā)揮，造成財力、人力等有限資源的浪費。

2.4 基于GIS地質災害系統(tǒng)的可行性建議

基于以上，技術人員可做如下嘗試：第一，建立多級聯(lián)動管理系統(tǒng)。采用多層結構模式，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。第二，充分利用組件式GIS。技術人員只需將與災害相關的信息、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，最大程度地保證了系統(tǒng)的實用性[6]。第三，構建智能化系統(tǒng)。充分利用衛(wèi)星氣象數(shù)據(jù)及遙感數(shù)據(jù)，建立自動化的系統(tǒng)，增加遠程會商功能，提高決策的科學性，發(fā)揮經濟效益。

2.5 基于GIS地質災害系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

未來，隨著計算機技術的不斷變革創(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，實現(xiàn)基于地理信息系統(tǒng)的地質災害預警防治工作日臻完善，抓住地質災害形成規(guī)律，提高工作質量及工作效率，搭建起地理信息系統(tǒng)與信息高速公路的橋梁[7]。

3 結束語

當今時代，地理信息系統(tǒng)以一種不可逆轉、不可抗拒的力量滲透在各學科、各領域，實現(xiàn)了系統(tǒng)功能單一到多樣化、寬領域、深層次的轉變。我們應該不斷研究和探尋，從現(xiàn)有問題出發(fā)，結合當前應用現(xiàn)狀，構建智能多級聯(lián)動系統(tǒng)，充分利用組件式GIS技術，銳意創(chuàng)新以彌補當前工作開展的不足之處，提高自動化水平及科學決策能力，促進GIS技術開啟全新視角，協(xié)同推進其在地質災害預報、監(jiān)測工作方面不斷向前進步。

參考文獻：

[1]李艷清.地理信息系統(tǒng)在地質災害研究中的應用研究[J].吉林地質，2016（2）.

[2]曲雪研，李媛，楊旭東，等.中國地質災害總體特征與形式分析[J].中國地質在災害與防治學報，2016（4）.

[3]李月華.地理信息系統(tǒng)在地質災害評估中的應用[J].低碳世界，2017.

[4]曾錢幫，何小萍.地理信息系統(tǒng)的開發(fā)工具及其在地質災害研究中的應用進展[J].工程地質計算機應用，2005（4）.

[5]占遼芳，廖野翔，彭穎霞，等.GIS技術在地質災害研究中的應用[J].測繪與空間地理信息，2011（1）.

[6]徐慧芳.地理信息系統(tǒng)在地質災害評估中的應用[J].內蒙古科技與經濟，2009（2）.

[7]鄧趙輝.地理信息系統(tǒng)的開發(fā)技術、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].電子制作，2016.