[摘要]目前GIS已在測繪、城市規(guī)劃、水利、土木，環(huán)境保護、土地利用與規(guī)劃等眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，其在地震領(lǐng)域中的應(yīng)用其應(yīng)用領(lǐng)域包括地震分析、預(yù)測、預(yù)報，抗震、減災(zāi)、災(zāi)害預(yù)測、輔助決策及應(yīng)急指揮等各個方面。簡要概述了GIS在地震救災(zāi)中的應(yīng)用，即地震監(jiān)測預(yù)測、震后應(yīng)急救援、災(zāi)害調(diào)查評估、災(zāi)后醫(yī)學(xué)救援、災(zāi)后重建，之后總結(jié)及展望了GIS在地震中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢。

[關(guān)鍵詞]地震；地理信息系統(tǒng)；救災(zāi)；評估；救援

一、概述

地理信息系統(tǒng)(GIS)是一門綜合的技術(shù)，它涉及地理學(xué)、測繪學(xué)、計算機科學(xué)與技術(shù)等許多學(xué)科，其具有其他技術(shù)手段所不具備的空間數(shù)據(jù)管理及分析功能。目前GIS已在測繪、城市規(guī)劃、水利、土木、環(huán)境保護、土地利用與規(guī)劃等眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，其在地震領(lǐng)域中的應(yīng)用其應(yīng)用領(lǐng)域包括地震分析、預(yù)測、預(yù)報、抗震、減災(zāi)、災(zāi)害預(yù)溯、輔助決策及應(yīng)急指揮等各個方面。由于地震災(zāi)害的每一個環(huán)節(jié)及過程均與地理位置密切相關(guān)，因此可基于地理信息系統(tǒng)技術(shù)及空間數(shù)據(jù)庫，將地址災(zāi)害預(yù)測、減災(zāi)基礎(chǔ)信息加以管理，結(jié)合GIS空間分析及網(wǎng)絡(luò)分析功能及其他子專題提供的數(shù)學(xué)模型，動態(tài)實現(xiàn)地震災(zāi)害的快速預(yù)測與輔助決策等。

自20世紀(jì)90年代以來，GIS技術(shù)在國內(nèi)地震領(lǐng)域已經(jīng)得到了較廣泛的應(yīng)用，其應(yīng)用領(lǐng)域包括地震分析、預(yù)測、預(yù)報、抗震、減災(zāi)、災(zāi)害預(yù)測、輔助決策及應(yīng)急指揮等各個方面，并且取得了較好的應(yīng)用效果。我國疆域遼闊，地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，影響地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的自然地質(zhì)條件也復(fù)雜多樣，目前已經(jīng)成為地震災(zāi)害最嚴重的國家之一。因此，本文綜合了關(guān)于GIS在地震監(jiān)測預(yù)測、震后應(yīng)急救援、災(zāi)害調(diào)查評估、災(zāi)后醫(yī)學(xué)救援、災(zāi)后重建中的利用的文獻資料，可以作為我國未來GIS應(yīng)用于地震領(lǐng)域的理論參考，也可作為相應(yīng)的應(yīng)用方法指導(dǎo)。

二、在地震監(jiān)測、預(yù)報中的應(yīng)用

目前，我國各類災(zāi)害監(jiān)測系統(tǒng)的主要臺站總數(shù)約38424個，其地理位置分布總體上較為分散，早期的地震預(yù)報研究由于均在各臺站層級描述動態(tài)自然因子，其精度及效率均難以保證。借助于現(xiàn)有的GIS平臺可將現(xiàn)有所有臺站動態(tài)信息集中顯示、管理及分析，可極大地提高動態(tài)信息的定量化及精度，可更好地開展地震監(jiān)測及預(yù)報工作。由于地震預(yù)報是世界性的科學(xué)難題，從現(xiàn)有的地震預(yù)報分析發(fā)現(xiàn)，地震災(zāi)害的每一個環(huán)節(jié)及過程均與地理位置密切相關(guān)，其在時間、空間上的復(fù)雜性往往使得研究人員難以有效地挖掘地震發(fā)生的機理及前兆。因此，借助于GIS手段的復(fù)雜空間數(shù)據(jù)管理及分析功能，可幫助研究人員剖析地震相關(guān)信息在時間和空間上的分布規(guī)律，從而有助于研究人員開展地震監(jiān)測、預(yù)報。利用GIS建立地震災(zāi)害空間信息管理系統(tǒng)，管理地震災(zāi)害調(diào)查資料，顯示并查詢地震災(zāi)害的空間分布特征信息，評價地震災(zāi)害的危害程度，分析地震災(zāi)害和影響因素之間的關(guān)系，提出減輕和防治地質(zhì)災(zāi)害的措施，對將來可能發(fā)生的地震災(zāi)害進行預(yù)測。由于各種地震因素本身的不確定性，以及地震因素之間相互作用的復(fù)雜性，在收集大量的基礎(chǔ)地質(zhì)環(huán)境資料前提下，對這些基礎(chǔ)資料進行有效地處理來提高數(shù)據(jù)的可靠性，通過選取合適的評價預(yù)測指標(biāo)，運用恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)分析模型，對研究區(qū)進行地震災(zāi)害危險性等級的劃分，從而為地震災(zāi)害的管理及防治和預(yù)警決策提供依據(jù)。

三、在災(zāi)情監(jiān)測及評估中的應(yīng)用

地震往往具有極強的破壞性，從過去的地震實踐來看，震后幾小時到24小時內(nèi)是人員搶救的關(guān)鍵時段，可基于GIS技術(shù)、背景數(shù)據(jù)庫、應(yīng)急備災(zāi)數(shù)據(jù)庫、救災(zāi)需求確定合理的救災(zāi)投入及資源配置。同時通過在極震區(qū)周圍建立緩沖區(qū)，可對緩沖區(qū)內(nèi)各要素進行統(tǒng)計，如統(tǒng)計緩沖區(qū)內(nèi)社會經(jīng)濟信息、搶險救災(zāi)信息(搶險物資、搶險隊伍及避險中心)等，不僅為搶險救災(zāi)決策提供有力的輔助手段，還可為城市規(guī)劃、保險行業(yè)保費估算提供非常重要的依據(jù)。網(wǎng)絡(luò)分析包括通過對生命線工程的管道進行網(wǎng)絡(luò)連通性分析，資源供給網(wǎng)絡(luò)劃分、資源調(diào)撥及道路網(wǎng)絡(luò)分析最佳路徑分析?；贕IS技術(shù)建立的多源防災(zāi)減災(zāi)信息集成平臺，其不僅包含地震災(zāi)害應(yīng)急評估和災(zāi)情評定所需的遙感信息、氣象信息、水文信息、地震信息，還包括專題信息，如社會經(jīng)濟背景數(shù)據(jù)庫、自然地理、地質(zhì)條件數(shù)據(jù)庫和歷史災(zāi)情數(shù)據(jù)庫等等，因而基于多源防災(zāi)減災(zāi)信息集成平臺可開展地震損失統(tǒng)計及分布、人員傷亡統(tǒng)計及分布、需安置人員統(tǒng)計及分布、重點基礎(chǔ)設(shè)施分布、醫(yī)療及消防設(shè)施分布評估等等。

四、在災(zāi)后救援中的應(yīng)用

當(dāng)今災(zāi)害醫(yī)學(xué)救援具有救治任務(wù)和對象多元、發(fā)生地區(qū)廣泛和環(huán)境分析數(shù)據(jù)龐大的特點。因此，僅靠人力無法從海量的數(shù)據(jù)中抽取出有用的信息，進行快速準(zhǔn)確的分析和判斷，從而極大地影響了決策速度。地理信息系統(tǒng)功能強大，將其應(yīng)用于災(zāi)害醫(yī)學(xué)救援，可以為決策者提供決策支持，從而提高救援效率。在實施醫(yī)學(xué)救援過程中，要求災(zāi)害救援指揮員掌握醫(yī)學(xué)地理描述、敘述的信息。但是，大多數(shù)現(xiàn)場情況如傷病員現(xiàn)場救治和轉(zhuǎn)運、衛(wèi)生車輛運送能力、衛(wèi)生部門固定或機動人力物力配置狀況、醫(yī)療物資儲備等是隨時發(fā)生變化的，很難為指揮員掌握并按最新情況做出決定。地理信息及在地理信息基礎(chǔ)上形成的GIS就可以解決這一問題。GIS利用數(shù)據(jù)庫操作系統(tǒng)整理現(xiàn)。有信息，并保證各種數(shù)據(jù)庫集成，在一些必要的信息獲得補充后，各部門還能實現(xiàn)信息共享。

五、在災(zāi)后重建中的應(yīng)用

災(zāi)后重建規(guī)劃工作是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要考慮的問題紛繁復(fù)雜，總結(jié)起來，災(zāi)后重建規(guī)劃工作需重點解決以下三個方面：(1)安全問題。地震災(zāi)區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，災(zāi)后更是形成了斷層，滑坡、崩塌、堰塞湖等地質(zhì)災(zāi)害以及潛在的地質(zhì)災(zāi)害危險區(qū)；(2)安置問題。群眾不能一日無家，要盡快解決群眾的安置問題；(3)地區(qū)發(fā)展問題。安全則為災(zāi)后重建的重中之重，只有在安全問題解決之后，后續(xù)其他的規(guī)劃工作才能得以開展。由于歷史原因，現(xiàn)有的規(guī)劃圖均為紙質(zhì)地圖或CAD圖，因而無法開展直觀高效的地形分析及空間分析，GIS作為強大的空間分析工具，其可在災(zāi)后的重建、選址和規(guī)劃中具有至關(guān)重要的作用。

GIS系統(tǒng)可分析地震災(zāi)害發(fā)生規(guī)律：將采集的以往地震災(zāi)害數(shù)據(jù)采集處理后，集成到GIS系統(tǒng)中，可對原本抽象的位置信息進行直觀的分析。同時，運用GIS系統(tǒng)評估災(zāi)害治理工程規(guī)模：通過GIS周邊分析和緩沖分析方法，可對每一關(guān)鍵點位的周邊位置信息進行計算。災(zāi)害治理工程的規(guī)模除去建設(shè)精確范圍，其地域影響面也不同，可使用GIS緩沖分析建立緩沖區(qū)，進行工程規(guī)模模擬計算。通過GIS地理信息系統(tǒng)，原來抽象的地址災(zāi)害位置信息和規(guī)模數(shù)據(jù)，可以直觀集約的在電子地圖中展示、應(yīng)用和分析，提供了災(zāi)害空間信息數(shù)據(jù)的處理平臺載體。

六、地理信息系統(tǒng)在未來地震救災(zāi)中的發(fā)展趨勢和展望

近20年來，幾乎每一次計算機信息技術(shù)的重要進展都帶動地理信息系統(tǒng)技術(shù)的重大進步，如空間數(shù)據(jù)管理、網(wǎng)絡(luò)GIS、三維GIS等技術(shù)，同樣GIS技術(shù)的重大進步也必然導(dǎo)致GIS在地震領(lǐng)域的進一步深入，因而網(wǎng)絡(luò)GIS、三維GIS必然作為GIS在地震領(lǐng)域的發(fā)展趨勢引起各領(lǐng)域?qū)W者廣泛的重視。WebGIS又稱為萬維網(wǎng)地理信息系統(tǒng)，是建立在Web技術(shù)上的一種特殊環(huán)境下的地理信息系統(tǒng)。WebGIS在Internet或Internat網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下存儲、處理、分析、顯示及應(yīng)用空間信息?？臻g數(shù)據(jù)包括帶有空間位置特征的圖像、圖形數(shù)據(jù)和與此相關(guān)的文本數(shù)據(jù)。國際學(xué)術(shù)界把基于萬維網(wǎng)的地理信息系統(tǒng)稱之為WebGIS?，F(xiàn)有地震部門及研究機構(gòu)存在的GIS系統(tǒng)均為封閉、獨立的單機系統(tǒng)，因而不能實現(xiàn)信息的共享，系統(tǒng)的利用率低、成本高、更新維護困難。

WebGIS具有空間信息共享及協(xié)同工作能力，可擴大地震GIS系統(tǒng)信息來源，并在降低地學(xué)數(shù)據(jù)獲取成本的同時提高數(shù)據(jù)的利用率和實效性，因而對于GIS在地震領(lǐng)域的應(yīng)用深度及廣度均具有重要意義。GIS對現(xiàn)實世界中的現(xiàn)象和空間物體進行數(shù)字化和抽象表示，盡管我們所處的世界和其中的物體是三維的，但大多數(shù)商業(yè)化GIS軟件通常都減去空間數(shù)據(jù)的第三維信息并將其投影到兩維，其主要原因之一是完備的真三維GIS的實現(xiàn)極為復(fù)雜。與二維GIS相比，三維GIS可虛擬重建災(zāi)區(qū)虛擬地理環(huán)境，還可對空間對象開展三維空間分析和操作，因而更適宜于開展地震分析、預(yù)測、預(yù)報、抗震、減災(zāi)、災(zāi)害預(yù)測、輔助決策及應(yīng)急指揮等各個方面工作。

我國是一個地震多發(fā)的國家，因而準(zhǔn)確、高效地開展地震預(yù)報、監(jiān)測、救災(zāi)工作具有十分重要的應(yīng)用價值及現(xiàn)實意義。GIS具有其他技術(shù)手段所不具備的空間數(shù)據(jù)管理及空間分析功能，并在地震分析、預(yù)測、預(yù)報、抗震、減災(zāi)、災(zāi)害預(yù)測、輔助決策及應(yīng)急指揮等各個方面均并且取得了較好的應(yīng)用效果。GIS已經(jīng)廣泛滲透到了多種學(xué)科領(lǐng)域，從比較簡單的、單一功能的、分散的系統(tǒng)發(fā)展到多功能的、共享的綜合性信息系統(tǒng)，并向多媒體GIS、智能化、三維、虛擬現(xiàn)實及網(wǎng)絡(luò)方向發(fā)展，新的地理信息系統(tǒng)將運用專家系統(tǒng)知識，進行分析、預(yù)報和輔助決策。隨著WebGIS、3D GIS在地震領(lǐng)域的普及及深入應(yīng)用，GIS在地震領(lǐng)域的應(yīng)用將會越來越廣泛，其綜合應(yīng)用不僅可從二維、靜態(tài)分析向多維、動態(tài)、網(wǎng)絡(luò)方向發(fā)展，為我國防震減災(zāi)技術(shù)水平的提高和工作的深化做出大的貢獻。