摘 要：地震是對人類造成最大人身和財產(chǎn)損失的地質(zhì)災(zāi)害之一，我國處于城市化的高峰期，城市人口多，重要的企事業(yè)單位多集中在城市，因此地震一旦降臨城市，將對城市帶來不可估量的財產(chǎn)損失。地理信息系統(tǒng)（GIS）是在地理學(xué)、地圖學(xué)和計算機科學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)上，對一個地區(qū)的詳盡地理信息進行輸入和處理的計算機系統(tǒng)，在科技日益發(fā)展的今天，GIS技術(shù)已經(jīng)比較成熟。將該技術(shù)運用于城市地震預(yù)警體系，是城市預(yù)警體系日益成熟和發(fā)展的標志，也是科技不斷創(chuàng)新和發(fā)展的結(jié)果。

關(guān)鍵詞：GIS；城市地震預(yù)警系統(tǒng)；應(yīng)用

引言

地震是地殼在內(nèi)、外應(yīng)力作用下，集聚的構(gòu)造應(yīng)力突然釋放，產(chǎn)生震動彈性波，從震源向四周傳播引起的地面顫動。它是地球上經(jīng)常發(fā)生的一種自然現(xiàn)象，地殼快速釋放能量造成的地表振動，對地表生物和建筑的摧毀力度是極大的。地震也是目前人們無法避免和準確預(yù)測的自然災(zāi)害之一，比起氣候災(zāi)害，人們更難預(yù)測地震發(fā)生的準確時間、地點和發(fā)生的強度，因而地震對人們的生命財產(chǎn)安全造成的威脅程度又增強了一步。我國擁有世界上最多的人口，在城市化速度急劇加快的今天，我國城市人口密度達到了有史以來最大的程度。許多企事業(yè)單位和地域資產(chǎn)都聚集在城市，因而地震如果發(fā)生在城市，不僅對城市財產(chǎn)造成毀滅性的打擊，對整個國民經(jīng)濟和城市居民的人身安全也帶來了巨大的威脅。因此，如何加強城市地震預(yù)警體系的建設(shè)，加強對地震前的安全預(yù)警，使人們在地震時能夠贏得逃生的時間和機會，盡量減少地震對城市的摧毀和破壞，是當今政府和科學(xué)界普遍研究的話題。GIS的演進和計算機科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，為地震預(yù)警系統(tǒng)的研究和改進提供了有力的技術(shù)保障，使地震預(yù)警系統(tǒng)的建設(shè)更加具有科學(xué)性和針對性。那么，什么是GIS，它在地震預(yù)警系統(tǒng)中到底能起到什么作用呢？又該如何改進這種技術(shù)用以造福人類呢？本文將通過GIS的工作原理等方面，對這些問題做出一一闡述。

1 GIS的概念

GIS是基于計算機為計算和分析工具，基于地理學(xué)、地圖學(xué)和計算機科學(xué)理論基礎(chǔ)上對研究地域的地理空間信息進行儲存、處理、顯示和編輯、分析、輸出和應(yīng)用的地理信息系統(tǒng)。隨著計算機科學(xué)技術(shù)和衛(wèi)星技術(shù)的不斷發(fā)展，GIS技術(shù)在結(jié)合計算機運算的信息系統(tǒng)日漸被人們在研究氣象和地質(zhì)災(zāi)害中所接受。

地理信息系統(tǒng)在最近30年內(nèi)有了飛躍式的發(fā)展，如今的利用面幾乎覆蓋了包括城市交通物流、地質(zhì)自然災(zāi)害探究、農(nóng)林牧副漁業(yè)等的所有領(lǐng)域，為當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展和城市規(guī)劃以及資源開發(fā)和災(zāi)害的預(yù)警都起到了非常積極的作用。

2 地震預(yù)警系統(tǒng)

2.1 工作原理

地震時地殼的劇烈運動所產(chǎn)生的地震波從地殼到地表需要經(jīng)歷6371km的路程，因此在地震發(fā)生時，人們不能立刻知道地震的存在，地震也不會對地表造成巨大的損害。地震預(yù)警系統(tǒng)的工作原理就是利用地震波探測工具探測出地震發(fā)生時剎那間的地震波，然后傳到計算機，計算機迅速對地震波做出計算和分析，在地震波上升到地表前對地震發(fā)生的烈度進行有效的監(jiān)控和計算并對人們發(fā)出預(yù)警。人們可以通過這個時間差額來迅速做出反應(yīng)，盡量減少傷亡和財產(chǎn)損失。例如：地震波從震源到地面的時間大概是20秒，地震預(yù)警系統(tǒng)在3秒內(nèi)測得地震數(shù)據(jù)并發(fā)出了預(yù)警信息，那么收到預(yù)警信息的人們就能有17秒的應(yīng)急時間。

2.2 我國地震預(yù)警系統(tǒng)的現(xiàn)狀分析

我國處于環(huán)太平洋地震帶和喜馬拉雅山地震帶之間，是一個地震災(zāi)害多發(fā)的國家，并且我國的主要城市和工業(yè)生產(chǎn)基地都在地震災(zāi)害頻發(fā)的東部沿海環(huán)太平洋地震帶中，地震給我國國民經(jīng)濟和國民人身安全都帶來嚴重的威脅。

然而盡管我國是地震多發(fā)國家，但是在地震預(yù)警系統(tǒng)的建設(shè)方面卻投入得很少，防御地震災(zāi)害和對地震的預(yù)警機制都很不完善。據(jù)了解，除大亞灣核電站中，我國讓法國人承建了一個由地震監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和人工決策結(jié)合的地震預(yù)警系統(tǒng)外，幾乎都沒有自主建設(shè)過其他監(jiān)控系統(tǒng)，對地震預(yù)警系統(tǒng)的研究也沒有納入到政府的工作日程中，在地震預(yù)警的研究和利用方面，我國幾乎是一片空白，而這些預(yù)警系統(tǒng)早在半個世紀前，國外就有了具體的研究日程和研究成果。這與我國地震多發(fā)、地震造成人員傷亡和財產(chǎn)損失巨大的基本國情不符合，因此，為了保證國民經(jīng)濟持續(xù)有力地發(fā)展和人民生命財產(chǎn)安全，我國地震臺網(wǎng)的建設(shè)和預(yù)警系統(tǒng)的研究必須盡快納入正常軌道上來。[1]

3 城市地震預(yù)警系統(tǒng)

城市地震預(yù)警系統(tǒng)是對城市地震中，對從地震源向震中地表發(fā)射地震波進行有效的檢測和計算，并迅速對地震的可能烈度和摧毀強度做出精確計算得出結(jié)論告知城市居民，為城市居民的逃生贏得時間。由于我國城市人口密集度很高，許多生產(chǎn)資源和生產(chǎn)過程都集中在城市，因而地震對我國的城市特別是沿海的大城市的摧毀程度很大，對我國國民經(jīng)濟也有很嚴重的影響。在這種前提下，城市地震預(yù)警系統(tǒng)在我國顯得尤為重要。

目前我國城市地震預(yù)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括基礎(chǔ)信息查詢、信息管理和對地震的職能分析三個部分，基礎(chǔ)信息查詢主要是基于原來在計算機中輸入的建筑人文歷史資料和建筑資料在系統(tǒng)中調(diào)用和核對；信息管理主要是對原有的信息進行添加和刪除等工作；地震職能分析是在系統(tǒng)中設(shè)置地震模型和根據(jù)地震波的強度確定和顯示地震源的過程。[2]

4 GIS系統(tǒng)在城市地震預(yù)警系統(tǒng)中的運用

4.1 GIS系統(tǒng)能夠為城市地震預(yù)警系統(tǒng)的計算提供大量的空間和屬性存儲，具備滿足數(shù)據(jù)更新、統(tǒng)計、分析和處理的能力，為預(yù)警系統(tǒng)提供便利的計算工具。

4.2 GIS能夠為預(yù)警系統(tǒng)提供立體化可視模擬圖像，并能夠為地震的分析和準確計算提供合理化的一體化統(tǒng)計計算分析結(jié)果。

4.3 GIS的衛(wèi)星和遙感系統(tǒng)能夠?qū)Τ鞘械卣鹪吹慕?jīng)緯度位置和海拔高度做出準確的運算，與地震預(yù)警系統(tǒng)的結(jié)合能夠為地震預(yù)警系統(tǒng)提供更加便捷和準確的判斷結(jié)果。

4.4 GIS在預(yù)警系統(tǒng)的決策化過程中，能夠為預(yù)警系統(tǒng)的決策提供準確的圖層顯示和數(shù)據(jù)分析，為預(yù)警系統(tǒng)提供多重的決策功能從而保證決策的科學(xué)性。

4.5 GIS可以結(jié)合衛(wèi)星對災(zāi)害發(fā)生地的交通情況和基礎(chǔ)建筑情況進行科學(xué)分析，為人們提供合理的避險路線和逃生方法。

因而，結(jié)合了GIS系統(tǒng)的地震預(yù)警系統(tǒng)，能夠更加準確地判斷出地震源的位置，從而經(jīng)過計算機繁雜的計算得出科學(xué)合理的應(yīng)急結(jié)論，從而為城市人員和財產(chǎn)的轉(zhuǎn)移贏得寶貴的時間。其次由于結(jié)合了更加科學(xué)的運算工具和分析工具，地震預(yù)警系統(tǒng)也能夠?qū)Φ卣鹱龀龈泳珳实呐袛唷?/p>

5 建立基于GIS上的城市地震預(yù)警系統(tǒng)需要注意的問題

5.1 首先，要對該城市的所有地理信息進行探查和了解，并將獲得的地理信息和數(shù)據(jù)準確無誤地輸入到地理信息系統(tǒng)中。

5.2 要在GIS的工作背景下建立起對整個城市地震災(zāi)害的立體分析模型，以便在災(zāi)害發(fā)生時，在使用GIS時能夠準確的把握各項基本信息。

6 結(jié)束語

我國城市（特別是東部沿海城市）對地震的免疫能力較弱，而一旦地震對該地區(qū)造成威脅，將對我國整個國民經(jīng)濟帶來嚴重后果，因此，要不斷加強對城市地區(qū)地震災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)的建設(shè)?；贕IS的城市地震災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)能夠有效地將地理信息系統(tǒng)將預(yù)警系統(tǒng)相結(jié)合，為災(zāi)害的發(fā)生和破壞程度都提供一個準確的參考數(shù)據(jù)，要不斷加強基于GIS的城市地震災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)的投入力度，改進地震災(zāi)害預(yù)警技術(shù)，為災(zāi)害應(yīng)急提供寶貴的時間。

參考文獻

[1]蔣勇軍.城市自然災(zāi)害的綜合區(qū)劃及評估[J].西南師范大學(xué)學(xué)報自然科學(xué)版.2012（10）.

[2]李?？〉?中國自然災(zāi)害應(yīng)急管理研究進展與對策[J].自然災(zāi)害學(xué)報.2009（10）.

[3]徐勇等.基于GIS的防震減災(zāi)系統(tǒng)研究與設(shè)計[J].防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報.2012（3）.