GIS技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警中的應(yīng)用

張世濤

【摘 要】論文對GIS技術(shù)的定義和主要功能進(jìn)行了介紹，在此基礎(chǔ)上對GIS技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警中的應(yīng)用進(jìn)行分析，并且結(jié)合實(shí)際的地質(zhì)災(zāi)害案例，來對GIS技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警應(yīng)用中的主要思路和方法進(jìn)行研究，以此來降低地質(zhì)災(zāi)害對人類活動所造成的重大影響。

【Abstract】This paper introduces the definition and main functions of GIS technology， based on this， paper analyzes the application of GIS technology in the early warning of geological hazard， and combining with the actual case， analyzes the main ideas and methods for application of GIS technology in the geological hazard early warning to reduce the influence of geology the disaster on human activities.

【關(guān)鍵詞】GIS技術(shù)；地質(zhì)災(zāi)害；預(yù)警

【Keywords】GIS technology； geological hazard； early warning

【中圖分類號】F416.1 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）04-0123-02

1 引言

目前我國自然地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生率較高，受災(zāi)嚴(yán)重程度較大，目前常見的地質(zhì)災(zāi)害主要包括泥石流、滑坡和崩塌等，造成地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的主要原因除了自然因素之外，還包括人類的工程建設(shè)和礦產(chǎn)開發(fā)等活動。這些地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生對人類的生活造成了較大的影響，在嚴(yán)重的時(shí)候會對人們的生命財(cái)產(chǎn)造成較大程度的威脅，針對目前地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警方法應(yīng)用效果不明顯的現(xiàn)狀，在實(shí)際的地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)中，可以利用GIS技術(shù)對地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)地區(qū)的實(shí)際地理結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，并且進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，以此來實(shí)現(xiàn)對地質(zhì)災(zāi)害的有效預(yù)警，減少由于地質(zhì)災(zāi)害對人們所造成的影響。

2 GIS技術(shù)的定義和主要功能

GIS技術(shù)主要指的是地理信息系統(tǒng)，是在計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的支持下，采用系統(tǒng)工程技術(shù)和信息技術(shù)，來對各個(gè)區(qū)域中的空間信息和地質(zhì)結(jié)構(gòu)信息進(jìn)行收集、分析、整理和儲存，并且采取相應(yīng)的方式來將信息展現(xiàn)出來，屬于一種將視覺效果和地理分析功能進(jìn)行集成運(yùn)用的系統(tǒng)技術(shù)，其主要功能體現(xiàn)在這樣幾個(gè)方面：首先是地圖管理功能，GIS技術(shù)具有較大的空間內(nèi)存，能夠?qū)⑹占鴣淼牡貓D資源信息儲存到數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，并且根據(jù)實(shí)際情況的變化來進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，相比較傳統(tǒng)的地圖來說，具有更高的靈活性和精確性，能夠進(jìn)一步推動地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警工作的發(fā)展；其次是空間分析與查詢功能，GIS技術(shù)具有空間定位功能，通過數(shù)據(jù)庫的建立和對信息資源的收集、整理和處理，并且將其制作處理成地理信息圖像，與原始圖像相比較，兩者的數(shù)據(jù)保持相同，在進(jìn)行空間轉(zhuǎn)換的過程中，也可以采用GIS技術(shù)來對于地理信息相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢；再次是地理模型預(yù)測功能，GIS技術(shù)的核心為地理信息，在對各個(gè)不同區(qū)域進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，能夠利用當(dāng)?shù)氐牡乩砜臻g信息來實(shí)現(xiàn)地理模型預(yù)測功能，這樣的功能主要指的是在對當(dāng)?shù)氐乩硇畔⑶闆r進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，來對某個(gè)未知結(jié)果進(jìn)行預(yù)測和判斷，也就是說通過對當(dāng)?shù)氐V產(chǎn)資源、水文地理情況和資源開發(fā)利用情況進(jìn)行勘察的基礎(chǔ)上，來對不同區(qū)域中發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的可能性進(jìn)行預(yù)測；復(fù)次是三維功能，三維功能是在二維GIS技術(shù)上發(fā)展而來的，與二維空間技術(shù)相比較來說，三維技術(shù)具有更高的精確度和整體性，雖然在整體觀察上可能較為復(fù)雜，但是具有較強(qiáng)的可視性，能夠直觀地反映出相關(guān)區(qū)域中各個(gè)部分的實(shí)際情況，三維功能是建立在三維模型的基礎(chǔ)上來實(shí)現(xiàn)的，比如說結(jié)合地質(zhì)工程的鉆孔信息、剖面圖和工程地質(zhì)圖等信息數(shù)據(jù)，能夠建立三維地質(zhì)模型，并且在三維場景中建立相應(yīng)的圖片信息，在經(jīng)過編輯處理之后，就能夠?qū)Φ刭|(zhì)災(zāi)害的發(fā)生現(xiàn)場進(jìn)行模擬[1]；最后是自動監(jiān)測功能，自動監(jiān)測功能主要是依靠各種檢測儀器來進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的，在地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的過程中，檢測儀器會發(fā)生不同的變化，并且對相關(guān)檢測區(qū)域的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集，并且傳輸?shù)胶笈_數(shù)據(jù)庫中，經(jīng)過對數(shù)據(jù)信息的分析，能夠?qū)Ξ?dāng)?shù)貐^(qū)域進(jìn)行有效監(jiān)測。

3 GIS技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警中的應(yīng)用

3.1 建立多源信息數(shù)據(jù)庫

對于地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警工作來說，GIS技術(shù)的應(yīng)用是一個(gè)復(fù)雜的過程，其中的每一個(gè)部分都需要大量相關(guān)的數(shù)據(jù)信息來進(jìn)行分析和調(diào)研，這些數(shù)據(jù)信息的來源各不相同，主要包括地形圖、地質(zhì)資料和地質(zhì)結(jié)構(gòu)信息等，對于地質(zhì)災(zāi)害來說，其具有不可預(yù)測性，但是利用GIS系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫，能夠在對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，對地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的次數(shù)、地點(diǎn)和級別進(jìn)行預(yù)測，并且對地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生而產(chǎn)生的現(xiàn)象及預(yù)兆進(jìn)行了解，以此來達(dá)到地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測的目的[2]。由于目前人類各種工程建設(shè)活動不斷增多，所以說需要對地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)庫進(jìn)行及時(shí)更新，以此來提高地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測的準(zhǔn)確性。

3.2 對地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)區(qū)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控

通過GIS技術(shù)，能夠?qū)Φ刭|(zhì)災(zāi)害發(fā)生的信息進(jìn)行收集和分析，在此基礎(chǔ)上，能夠?qū)ξ覈刭|(zhì)災(zāi)害多發(fā)區(qū)的分布情況和發(fā)生頻率進(jìn)行了解，在對地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的信息和資料進(jìn)行收集的基礎(chǔ)上，能夠結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，建立相應(yīng)的圖表圖像，并且與GIS多源數(shù)據(jù)庫進(jìn)行聯(lián)動，實(shí)現(xiàn)對地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生區(qū)的有效監(jiān)控，監(jiān)控的主要過程體現(xiàn)在這樣幾個(gè)方面：首先是對影響當(dāng)?shù)匕l(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的因素進(jìn)行分析和了解，結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，對這些因素進(jìn)行控制；另外是在所建立的三維空間模型上對該地區(qū)自然災(zāi)害的發(fā)生情況進(jìn)行綜合評價(jià)，以此來對地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測的準(zhǔn)確性進(jìn)行判斷，并且根據(jù)最終結(jié)果來采取相關(guān)防治措施[2]。

4 GIS技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警中的應(yīng)用案例

此次研究地區(qū)為靈臺縣，靈臺縣隴東黃土高原南側(cè)，在對當(dāng)?shù)刈匀粸?zāi)害調(diào)查資料進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上可以發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)屬于地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)區(qū)，地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生類型不同，發(fā)生的頻率較高，并且這些地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)生在人們居住密集和工程建設(shè)生產(chǎn)活動較為頻繁的區(qū)域，根據(jù)以上的了解情況，可以對其地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警方法進(jìn)行研究。

首先是應(yīng)用GIS技術(shù)中的空間信息系統(tǒng)分析技術(shù)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，在對該地區(qū)所發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害情況進(jìn)行分析了解的基礎(chǔ)上，對研究區(qū)500m×500m范圍內(nèi)進(jìn)行網(wǎng)格剖分，對復(fù)雜地形下的網(wǎng)格進(jìn)行細(xì)化處理，對剖分好的每一個(gè)單元網(wǎng)格內(nèi)各種地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的數(shù)量、密度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，對各種地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生類型和判別準(zhǔn)則進(jìn)行確定，根據(jù)這樣的判別原則來對每一個(gè)網(wǎng)格中地質(zhì)災(zāi)害的易發(fā)性區(qū)劃圖進(jìn)行分析，最后進(jìn)行綜合處理。在另外一個(gè)方面，需要對將發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的主要影響因素作為地質(zhì)災(zāi)害的主要評價(jià)指標(biāo)，一般情況下，其地質(zhì)災(zāi)害的主要影響因包括地貌類型、地層結(jié)構(gòu)、降雨量分布、地形坡度和植被覆蓋等，在確定完影響因素之后，需要對每一網(wǎng)格中影響因素的分布情況進(jìn)行分析，結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，來對每一個(gè)影響因素的權(quán)重進(jìn)行確定，以之前確定好的地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性區(qū)域規(guī)劃圖作為基圖，將每個(gè)影響因素災(zāi)害性分級圖與之相結(jié)合，形成區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性區(qū)劃圖，這樣就能夠?qū)Ξ?dāng)?shù)氐刭|(zhì)災(zāi)害的發(fā)生情況進(jìn)行預(yù)測。區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性區(qū)劃圖能夠真實(shí)準(zhǔn)確地反映出當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)災(zāi)害的發(fā)生情況，根據(jù)所發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害類型的不同，可以在圖中輕松的找出高易發(fā)、中易發(fā)和低易發(fā)等不同區(qū)域的準(zhǔn)確位置，以此來為地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)警提供準(zhǔn)確的地理信息。

5 結(jié)語

GIS技術(shù)在目前的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警中具有較大的優(yōu)勢，在對地理信息進(jìn)行收集和分析的基礎(chǔ)上，能夠通過信息數(shù)據(jù)庫，來實(shí)現(xiàn)對地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生區(qū)域的監(jiān)測和預(yù)警，在GIS技術(shù)的不斷發(fā)展成熟中，GIS技術(shù)能夠在地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警中發(fā)揮更大的作用。

【參考文獻(xiàn)】

【1】丁偉翠，楊強(qiáng)，王愛軍，等. 應(yīng)用GIS技術(shù)對甘肅省靈臺縣地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警的研究[J].中國地質(zhì)，2010，37（4）：1199-1207.

【2】和禮明. GIS技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警和應(yīng)急指揮中的應(yīng)用[J].華夏地理，2016（5）：157-158.