地理信息系統在應對自然災害中的實踐思考

張天軍

地理信息系統在應對自然災害中的實踐思考

張天軍

（黑龍江省減災中心，黑龍江 哈爾濱 150001）

立足于自然災害管理系統建設的總體目標，并結合災害管理實際功能需求、工作操作流程需要、技術難度，在已有基礎地理信息資料、相關災情信息和技術基礎上，利用計算機技術、GIS技術的處理技術和方法，構建自然災害管理系統。該系統實現了科學、準確、快速地對減災救災數據資源的統計分析及多維性、可視性展示，提高了減災科技化水平和工作效率，從而更好地為災害應急管理提供決策分析與支持。

自然災害；地理信息系統；減災救災；數據資源

近年來，隨著國家和社會的迅猛發展，同時，在“大應急”形勢的需求下，地理信息系統在防災減災救災中發揮的作用日益突出。在科學技術不斷進步的同時，GIS的技術及其應用也不斷地成熟和發展起來，全國各省市也都陸續開始依托地理信息系統建立自己的自然災害管理系統，以便能更好地綜合利用涉災相關數據，提高防災、減災、救災科技化水平，為災害風險防范、應急救災指揮和涉災數據管理等方面提供支持。大部分防災、減災、救災中所涉及的數據資源與地理空間信息有著密切的關系，利用GIS技術能夠更加有效地、清晰地、直觀地對這些數據資源進行管理并綜合分析，最終為防災減災救災部門及其相關領導提供決策輔助。

1 地理信息系統的基本概念及特點

地理信息系統是以地理空間數據庫為基礎，在計算機軟硬件的支持下，運用系統工程和信息科學理論，科學管理和綜合分析具有空間內涵的地理數據，以提供管理、決策等所需信息技術的技術系統。簡單地說，地理信息系統就是綜合處理和分析地理空間數據的一種技術系統。也可以說，地理信息系統是對空間數據進行采集、編輯、存儲、分析和輸出的計算機信息系統[1]。地理信息系統是一個工具，是一種為地理研究和決策提供服務的信息系統。

地理信息系統可以有效把地理數據的空間信息、多維結構特征以及時序特征等方面完整地展現出來，能夠使數據客觀地表達。同時，地理信息系統能夠進行空間分析，根據分析結果，提供決策輔助，通過其方便的信息共享方式，更好地為人們的生產、生活提供支撐。它可以廣泛應用于防災減災救災、氣候監測、環境保護、農業管理、林業管理等各個方面。

利用地理信息系統技術，人們只需要動動鼠標，就可以查詢到想要知道的地理空間信息，包括這地方有什么、它周圍有什么、怎么去這里、如何去這里等。

2 地理信息系統在自然災害應急管理中的應用

在“大應急”形勢下，做到系統、科學、有效地管理自然災害，就必須收集大量涉災相關數據，并將這些信息的屬性數據和空間數據相融合。這樣，當災害發生時，才能清楚地知道災害發生的位置、災害發生地的周圍環境（道路交通、學校、醫院、隱患點等）、附近有無避難所、救災物資儲備庫。依據這些基礎條件進行分析，可以對災情作出快速反應，快速、科學地應對災情，減輕災害損失，保障人民群眾的生命財產安全。基于此，將地理信息系統應用于自然災害的管理是必要的，也是有科學依據的。

地理信息系統如圖1所示。

圖1 地理信息系統

2.1 系統的總體目標

首先將多源自然災害資源數據（洪澇、風雹、干旱、生物災害、低溫冷凍等）和基礎地理空間數據有效地進行融合，建立基于GIS技術的面向應急救災指揮應用系統的基礎地理空間框架數據庫和自然災害專題空間數據庫，開發基于GIS可視化技術的應急救災指揮系統，為各級相關領導在自然災害發生第一時間內科學、合理、有效地進行應急輔助決策分析（危險評估與規劃、災情緩解、預防和準備、快速反應、恢復重建）提供災害以及城市基礎設施地理位置空間分布可視化服務平臺技術支撐。

2.2 系統的主要功能

2.2.1 基礎地理信息數據的可視化表達與展示功能

采用不用顏色與樣式的符號、線條、區域及填充圖案等方式，形象、直觀地表達行政區劃、行政中心、居民區、農田、水文、交通等基礎地理空間地圖數據。

2.2.2 GIS基本功能

基礎操作：圖層放大、縮小、自由縮放；點選、圓形選擇、矩形選擇及多邊形選擇等。

地圖繪制：繪制點、線、面及標注文本等。

布局編輯：布局的放大與縮小、布局顯示特性設置、布局對象繪制、布局打印設置以及布局中對象的調整等。

圖形屬性的互動查詢：可實現空間查詢，從圖到屬性的查詢，也可以實現由屬性到圖形的查詢。

2.2.3 自然災害數據接口功能

系統自動化接收多種格式（*.txt、xls、mdb等）災害數據至系統數據庫，與GIS 數據匹配進行定位。

2.2.4 數據綜合查詢、管理、統計分析及輸出功能

綜合查詢：根據查詢項目，提供多種組合條件進行模糊查詢，查詢結果可以導出至EXCEL表格。

數據管理：對系統數據庫進行數據編輯、新增、刪除，同時與相應災害地圖數據同步操作（編輯災害發生地、新增災害發生地、刪除災害發生地）。

統計分析：對查詢結果進行自定義項目、分類統計分析，提供最大值、最小值、平均值、匯總、統計數量等數據。

數據輸出：對查詢結果及統計分析結果，可以自動化導出至EXCEL表格文件。

2.2.5 自然災害空間地圖可視化表達與展示功能

采用不同顏色的符號樣式表達與展示不同種類（干旱、洪澇、風雹、生物災害、低溫冷凍、雪災、地震等）自然災害發生地點專題數據，形象、直觀、一目了然。

2.2.6 GIS空間分析功能

各級行政行政中心定位：依據各級行政中心全名或者名稱部分內容，進行模糊查詢、定位顯示。

公路定位：依據各等級公路名稱或者名稱部分內容，進行模糊查詢、定位顯示。

人口聚集地定位：依據各等級行政區劃（鄉、鎮、縣、市）名稱或者名稱部分內容，進行模糊查詢、定位顯示。

空間地理搜索分析：依據上述三種定位查詢，可以繼續以查詢結果為基準進行一定距離范圍空間搜索查詢、統計、分析及輸出。

2.2.7 GIS專題分析功能

依據一項或者多項相關災害指標數據，基于GIS地圖數據可以制作多種方式專題圖（范圍專題圖、等級符號專題圖、點密度專題圖、獨立值專題圖、餅圖、直方圖、格網專題圖）顯示。

2.2.8 GIS地圖輸出功能

系統GIS地圖及專題圖可以直接輸出至打印機或者多種格式（WMF、JPEG、BMP、GIF、PNG、PSD、TIF）圖像文件。

3 結束語

將地理信息系統技術應用于自然災害應急管理系統，可以提升自然災害管理系統處理災情的應急水平，可以使防災減災救災相關資源數據的展示無論從空間上還是從時間序列上更加清楚明了。這種把災害相關信息和基礎地理信息相結合而產生的結果，通過可視化的圖形、圖像方式呈現給決策管理人員，從而為決策的制訂提供了輔助支持，并且提高了災害應急管理工作的效率。自然災害應急管理系統將評價分析、模擬預測模型與地理信息系統集成為一體，不僅提高了模型的應用水平，也拓寬了地理信息系統的應用范圍。

總之，在自然災害應急管理系統中，GIS在涉災相關數據管理、可視化、決策輔助支持等方面發揮了重要的作用。由于技術的發展，將過去基本上都是一些二維GIS的應用可以拓展到三維，為災害過程的分析提供了有力支撐。自然災害應急管理系統是一個多維的、實時的、綜合的系統，因此，在技術發展的同時，GIS還要與RS（Remote Sensing）有機集成，利用衛星遙感數據，制作與發布相應的產品以及對災情的應急監測與評估。這樣才能更好地為自然災害管理提供更高層次的輔助決策支持。

［1］湯國安，閭國年.地理信息系統教程［M］.北京：高等教育出版社，2007.

［2］王廷，曹俊茹，袁興明.基于GIS的城市防災減災決策系統設計［J］.山東理工大學學報（自然科學版），2012（1）：37-40.

［3］歐其健.淺談地理信息應急服務能力的提高［J］.測繪與空間地理信息，2012，35（6）：127-129.

P208

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.17.064

2095－6835（2019）17－0137－02

〔編輯：王霞〕