趙 強

(宿州學(xué)院,安徽 宿州 234000)

地理信息系統(tǒng)在減災(zāi)當(dāng)中的具體應(yīng)用研究

趙 強

(宿州學(xué)院,安徽 宿州 234000)

地理信息系統(tǒng)是一種建立在地理坐標上的空間信息系統(tǒng)，它主要依靠地學(xué)模型來分析空間數(shù)據(jù)，對地理環(huán)境和自然災(zāi)害信息進行管理。筆者就地理信息系統(tǒng)在地震、洪災(zāi)、森林火災(zāi)中的具體應(yīng)用進行了簡單分析。

地理信息系統(tǒng)；減災(zāi)；應(yīng)用

地理信息系統(tǒng)又被稱為“地學(xué)信息系統(tǒng)”，它是一種空間信息系統(tǒng)并且在空間信息系統(tǒng)中占有十分重要的作用。它主要根據(jù)計算機的硬件、軟件等對地球表層空間中有關(guān)地理分布的數(shù)據(jù)進行收集、儲存以及運算等。近年來，地理信息系統(tǒng)在減輕自然災(zāi)害等各個環(huán)節(jié)和領(lǐng)域得到了重要應(yīng)用。

一、地理信息系統(tǒng)在地震方面的應(yīng)用

對地震災(zāi)害受災(zāi)情況的評估是地震后的一個重要工作，對以后該區(qū)域的規(guī)劃設(shè)計以及救災(zāi)都具有十分重要的意義，我們可以利用地理信息系統(tǒng)預(yù)測我們地震發(fā)生時的場景，并且評估引起的潛在損失。同時，地理信息系統(tǒng)作為一種高科技手段，在地震實際發(fā)生時，能夠充分的分析受災(zāi)的嚴重程度，幫助我們的政府積極的響應(yīng)，分配相關(guān)資源。地理信息系統(tǒng)在地震中的應(yīng)用主要有以下幾個方面。

(一)對地震進行監(jiān)測預(yù)報

地震預(yù)報作為世界性的科學(xué)難題，從現(xiàn)有的地震預(yù)報分析發(fā)現(xiàn)，地震發(fā)生的每個環(huán)節(jié)都與我們的地理位置有著極大的關(guān)系，但是由于其時間上和空間上具有很大的復(fù)雜性也使得我們的地震研究人員很難有效的發(fā)現(xiàn)地震發(fā)生的前兆。因此，如果我們借助地理信息系統(tǒng)(GIS)能夠?qū)?fù)雜的數(shù)據(jù)進行管理和分析，幫助我們的研究人員剖析地震的有關(guān)信息以及分布的規(guī)律，這樣就有助于我們的地震研究人員的監(jiān)測和預(yù)報。目前我國監(jiān)測各類災(zāi)害的主要站臺有38 424個，它們在地理位置上都十分的分散，早期地震預(yù)報都是通過各個站臺的分層進行描述，所以準確率相對較低。而現(xiàn)今我們?nèi)绻柚乩硇畔⑾到y(tǒng)(GIS)將可以對所有的信息進行集中顯示和管理以及進行具體的分析，可以極大地提高動態(tài)信息的精確度，更好的進行地震的監(jiān)測和預(yù)報。

(二)震后進行救援以及地震災(zāi)情評估

地震的破環(huán)性極大，特別是在震后24小時內(nèi)的時間進行人員搶救最為關(guān)鍵。因此，我們可以利用地理信息系統(tǒng)技術(shù)(GIS)、背景數(shù)據(jù)庫、應(yīng)急備災(zāi)數(shù)據(jù)庫等確定一個合理的救災(zāi)投入和有關(guān)資源的配置。同時我們還可以建立基于地理信息系統(tǒng)(GIS)的多源防災(zāi)減災(zāi)信息集成平臺，這個平臺不但能夠評估地震等災(zāi)情以及后面的應(yīng)急等還能夠運用提供氣象、水文等相關(guān)信息，也能夠提供各類專題信息，比如我們的社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)、自然地理情況、地質(zhì)條件等，因此基于多源防災(zāi)減災(zāi)信息當(dāng)中能夠?qū)Φ卣甬?dāng)中的損失以及地震的分布情況進行統(tǒng)計，還有對重點基礎(chǔ)設(shè)施比如醫(yī)院、自來水、公路等分布情況進行評估。

(三)在堰塞湖泄洪中的應(yīng)用

2008年5月12日，我國四川汶川發(fā)生了8級大地震，地震造成了數(shù)以萬計的人員死亡和幾千萬人員受災(zāi)，并且在地震區(qū)經(jīng)常出現(xiàn)滑坡、泥石流等現(xiàn)象，這些現(xiàn)象造成了多個堰塞湖。對于堰塞體較為巨大唐家山堰塞湖，通過對相關(guān)數(shù)據(jù)的不斷監(jiān)測和分析，堰塞湖水從壩頂溢出從而潰壩的可能性很大。專家們通過統(tǒng)計分析附件中所給數(shù)據(jù)，建立唐家山堰塞湖水位高程和蓄水量間的一元線性回歸模型，再利用給出的數(shù)字地圖，提取了泄洪時洪水所經(jīng)過的河道，并選擇幾個主要觀測站點的位置及其高程。利用物理學(xué)中的能量守恒定律，計算出洪水到達下游各地的時間，其中到達北川的時間為16分鐘，到達通口所需的時間為1.22小時，到達綿陽的時間為4.82小時。

在對洪水淹沒區(qū)進行分析時，采用了地理信息系統(tǒng)(GIS)中的緩沖區(qū)分析，空間緩沖區(qū)分析是指根據(jù)分析對象的點線面等實際情況在這些地方建立一些帶狀區(qū)，用來識別這些實體或者主體較鄰近的地方并且受到的輻射范圍影響下，同時便于我們對某個分析的具體決策。這是地理信息系統(tǒng)最為基本的操作能力。洪水淹沒過程是一個很復(fù)雜的過程,受多種因素的影響,在諸多的影響因素中洪水特性和受淹區(qū)的地形地貌是影響洪水淹沒的主要因素。由于我們所研究區(qū)域內(nèi)的地形比較復(fù)雜，利用傳統(tǒng)的方法獲取研究區(qū)域內(nèi)的DEM數(shù)據(jù)并進行洪水淹沒分析是很難做到的。而地理信息系統(tǒng)(GIS)不僅能夠及時的對相關(guān)數(shù)據(jù)進行收集、管理、處理，還能夠利用空間分析的技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等演繹出豐富多彩的系統(tǒng)應(yīng)用功能。因此可以說地理信息系統(tǒng)(GIS)具有強大的空間分析功能，可以快速有效的進行洪水淹沒分析。

根據(jù)緩沖區(qū)分析可知，自堰塞湖至綿陽段，河道附近1公里以內(nèi)的區(qū)域都是淹沒風(fēng)險較大的區(qū)域，需要進行撤離；河道附近2-3公里的區(qū)域都是淹沒風(fēng)險區(qū)域，這些危險區(qū)域，可根據(jù)實際情況進行撤離。危險區(qū)域包括北川縣城、通口鎮(zhèn)、江油部分地區(qū)、綿陽市的油仙區(qū)、涪城區(qū)和三臺縣等。

二、地理信息系統(tǒng)在洪災(zāi)中的具體應(yīng)用

洪災(zāi)已經(jīng)成為了山區(qū)一種常見的綜合性災(zāi)害，這種災(zāi)害給我國帶來了嚴重的破壞和巨大的經(jīng)濟損失。筆者認為地理信息系統(tǒng)在洪災(zāi)中的具體應(yīng)用主要是以下幾個方面。

(一)對洪災(zāi)中的信息進行管理

信息管理就是運用我們的地理信息系統(tǒng)將我們洪災(zāi)中關(guān)于洪水的相關(guān)信息進行管理，比如防洪工程信息、自然環(huán)境信息等都可以通過地理信息系統(tǒng)近分層式管理。同時，進行這樣的管理還能夠?qū)D形進行放大或者縮小對圖形進行分層控制。并且我們?nèi)魧⑦@些基礎(chǔ)性的數(shù)據(jù)進行記錄以及對地圖中的有關(guān)數(shù)據(jù)進行記錄和匹配將能夠?qū)闉?zāi)發(fā)生地的地圖進行最為準確的定位。除此之外，洪災(zāi)中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)得到更新后，能夠有效的將這些數(shù)據(jù)在地圖上得到反映，實現(xiàn)地圖中的信息與我們的數(shù)據(jù)信息一一相對。

(二)計算洪水風(fēng)險

洪水風(fēng)險的計算一般都是采用無結(jié)構(gòu)的不規(guī)則網(wǎng)格進行，它是非恒定流水動力學(xué)模型，我們在進行網(wǎng)格設(shè)計時，我們往往可以采用添加地圖空間的做法來編輯網(wǎng)格，這樣不但考慮到了地形的影響也考慮到了水的阻止對建筑物的影響，并且還能夠充分的利用GIS等工具對制作的圖形進行糾錯提高計算洪水風(fēng)險的效率。

(三)制作洪水風(fēng)險圖

洪水風(fēng)險圖是我們了解一個區(qū)域遭受洪災(zāi)情況的一個區(qū)域性地圖。它根據(jù)我們洪水的流動速度以及被淹沒區(qū)域的水深和淹沒時間等為基本參數(shù)，將大大小小的區(qū)域分為危險區(qū)、重災(zāi)區(qū)、輕災(zāi)區(qū)、安全區(qū)等基本區(qū)域。由于用途不同，洪水風(fēng)險圖的類別也不近相同，主要有基本風(fēng)險圖、綜合風(fēng)險圖、專題風(fēng)險圖等。如果我們運用地理信息系統(tǒng)(GIS)將可以制作出一套具有洪水基本要素、災(zāi)害損失信息、防洪信息等的風(fēng)險圖。

三、地理信息系統(tǒng)在森林火災(zāi)中的具體應(yīng)用

森林火災(zāi)的發(fā)生能夠?qū)θ说纳敭a(chǎn)以及森林資源的破壞起到極大的危害作用，是造成現(xiàn)今我國森林資源損失的重要原因。特別是近年來隨著全球氣候的變暖森林火災(zāi)廣泛增加，各個國家都在運用先進技術(shù)進行森林火災(zāi)的防范管理，這對保護森林資源有重要意義。

(一)林火信息管理

森林火災(zāi)的發(fā)生是一個極為正常的自然現(xiàn)象，它的發(fā)生與很多因素有關(guān)，這其中有自然因素，也有人為因素。比如自然因素當(dāng)中的氣象條件、森林的分布、地形等。因此，森林防火通常面臨著極其復(fù)雜的環(huán)境和多種多樣的信息，我們要做好森林防火必須要在這些基礎(chǔ)上進行森林火災(zāi)的預(yù)防。但是我們要掌握這些復(fù)雜的信息并不是我們?nèi)怂茏龅降?，再加上森林火?zāi)具有一定的突發(fā)性，這就要求我們的防火者必須要在很短的時間內(nèi)進行火災(zāi)的判斷，并能夠采取措施進行火災(zāi)的防止。要做好這個決策就要求我們必須要適時掌握森林火災(zāi)現(xiàn)場的情況以及具備豐富的專業(yè)知識。因此，作為一個防范森林火災(zāi)的決策者必須要依靠現(xiàn)今的高科學(xué)技術(shù)來作為輔助判斷。而我們的地理信息系統(tǒng)(GIS)就可以將森林火災(zāi)的各個情況進行收集和管理并能夠隨時的通過圖像等表現(xiàn)出來，這就為我們森林火災(zāi)的撲救和防范提供了極大的參考作用。

(二)現(xiàn)場報告與林火的定位

地理信息系統(tǒng)具有一定的查詢功能，能夠?qū)ι只馂?zāi)不明的地方利用GIS進行模糊查詢，也可以對森林火災(zāi)發(fā)生的位置進行定位，或者其可以通過衛(wèi)星等報告具體的火災(zāi)發(fā)生的經(jīng)緯度等，然后在GIS數(shù)據(jù)上進行報告定位，最后呈現(xiàn)給我們火災(zāi)救災(zāi)的決策者。

(三)火災(zāi)后損失評估

森林火場的損失的評估是森林火場災(zāi)情的一個重要部分，它依靠火災(zāi)的面積以及森林的面積等數(shù)據(jù)進行評估，因此要對森林火災(zāi)后的損失進行評估就是要對森林損失進行分析和統(tǒng)計。損失評估的指標很多，包括損失面積、蓄積等等，今后還將融入碳匯損失分析。通過損失評估可以及時快速的發(fā)布森林火災(zāi)災(zāi)后損失評價，指導(dǎo)災(zāi)后生態(tài)系統(tǒng)重建修復(fù)、火燒跡地清理等工作提供指導(dǎo)。

總之，我們?nèi)粼诂F(xiàn)今的自然災(zāi)害的救援以及監(jiān)測當(dāng)中，將地理信息系統(tǒng)進行充分的運用，這將極大的提高自然災(zāi)害的防災(zāi)及減災(zāi)的能力，為我們遇到自然災(zāi)害進行應(yīng)急提高了一個水平。同時，我們還可以運用地理信息系統(tǒng)對自然災(zāi)害中的災(zāi)情用圖像等方式傳給我們的管理決策人員，提高自然災(zāi)害的防災(zāi)減災(zāi)能力，同樣這種方式也提高了地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。

[1]倪永軍,呂高峰,黃世敏,等. 基于GIS的城市道路交通系統(tǒng)震害預(yù)測與連通性分析[J]. 四川大學(xué)學(xué)報(工程科學(xué)版),2007,(S1).

[2] 符圣聰,江靜貝,黃世敏. 地震時供水管網(wǎng)的可靠性和功能分析(下)[J]. 工程抗震與加固改造,2007,(2).

[3] 管友海,王素珍. 青島市地震應(yīng)急指揮決策支持軟件的設(shè)計與開發(fā)[J]. 地震,2007,(1).

[4] 符圣聰,江靜貝,黃世敏. 地震時供水管網(wǎng)的可靠性和功能分析(上)[J]. 工程抗震與加固改造,2007,(1).

[5] 趙思健,熊利亞,任愛珠. 基于GIS的城市地震次生火災(zāi)仿真系統(tǒng)[J]. 防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報,2007,(1).

2095-4654(2015)03-0022-03

2015-01-02

P208

A