謝華 胡裕軍 王瓊 郭華偉 王紅

摘要：GIS的核心是空間數(shù)據(jù)管理和分析功能，本文介紹了GIS技術(shù)在防震減災(zāi)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：GIS；防震減災(zāi)；監(jiān)測；評估

地理信息系統(tǒng)（GIS，Geographic Information System）是一門綜合性學(xué)科，結(jié)合地理學(xué)與地圖學(xué)以及遙感和計算機科學(xué)，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在不同的領(lǐng)域，是用于輸入、存儲、查詢、分析和顯示地理數(shù)據(jù)的計算機系統(tǒng)。GIS是一種基于計算機的工具，它可以對空間信息進行分析和處理，簡言之，就是對地球上存在的現(xiàn)象和發(fā)生的事件進行成圖和分析。GIS技術(shù)把地圖這種獨特的視覺化效果和地理分析功能與一般的數(shù)據(jù)庫操作集成在一起。隨著計算機技術(shù)的日益發(fā)展和普及，地理信息系統(tǒng)以及在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來的“數(shù)字地球”、“數(shù)字城市”在人們的生產(chǎn)和生活中起著越來越重要的作用。GIS的應(yīng)用遍及環(huán)境、石油、地質(zhì)、公安、急救、市政管理、城市規(guī)劃、地震災(zāi)害損失預(yù)測和軍事等眾多領(lǐng)域。

一、地理信息系統(tǒng)概述

地震是一種毀滅性的的自然災(zāi)害，抗震救災(zāi)的研究非常復(fù)雜，不僅涉及的時空尺度大，學(xué)科門類多，而且需要分析大量數(shù)據(jù)。GIS是一種具有信息系統(tǒng)空間專業(yè)形式的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。其在地震科學(xué)研究中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，主要應(yīng)用于地震區(qū)劃、地震易損性分析、地震危險性分析、防震減災(zāi)對策和震后救災(zāi)等方面。

在防震減災(zāi)工作中，防震減災(zāi)管理信息系統(tǒng)是極其重要的組成部分，該系統(tǒng)是一個服務(wù)于應(yīng)急響應(yīng)、災(zāi)情動態(tài)跟蹤、數(shù)據(jù)分析、對策生成、輔助決策、應(yīng)急指揮的完善系統(tǒng)。在整個系統(tǒng)中，涉及大量的需要GIS支持的工作，包括：應(yīng)急指揮、迅速將獲取的信息與存儲的數(shù)據(jù)組織起來、粗略估計地震破壞的分布、做出搶救傷員、撲救次生災(zāi)害、疏散安置人員等最佳路徑選擇，各種公用設(shè)施如生命線系統(tǒng)搶修，加強重要保衛(wèi)、發(fā)放救災(zāi)物質(zhì)的動態(tài)方案等，供指揮部門參考。

GIS以其強大的空間分析和管理能力，在防震減災(zāi)中的作用是非常巨大的，從空間數(shù)據(jù)管理、信息查詢、模型結(jié)果可視化，到災(zāi)情評估、網(wǎng)上信息發(fā)布、大屏幕系統(tǒng)等。防震減災(zāi)決策的正確性有賴于對相關(guān)信息把握的全面、及時和準確，這些信息包括：地理環(huán)境、社會經(jīng)濟狀況、災(zāi)情、救災(zāi)物資、人員分布等，其中多數(shù)主語空間信息。

作為多源的防震減災(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，可與現(xiàn)場采集、無人機、天網(wǎng)等手段進行技術(shù)對接，通過預(yù)先評估地震災(zāi)害范圍、受災(zāi)重點區(qū)域、受災(zāi)人口、經(jīng)濟損失等，可為抗震救災(zāi)指揮決策提供科學(xué)依據(jù)，最大限度地保障市民生命財產(chǎn)安全。

二、GIS技術(shù)在防震減災(zāi)系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、實現(xiàn)以空間分析為基礎(chǔ)的防震減災(zāi)信息的綜合分析。

空間查詢與分析是GIS的核心。GIS為綜合分析各種防震減災(zāi)信息提供了現(xiàn)代化的手段。利用疊加分析，可將任意選擇的要素進行空間疊加分析，以幫助進行專題分析。利用緩沖區(qū)分析，可進行點、線、面的緩沖分析。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)信息等，不僅為搶險救災(zāi)決策提供有力的輔助手段，同時還為城市規(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。

2、專題圖的生產(chǎn)及應(yīng)用。

GIS提供了強大的制圖功能，可繪制任意給定區(qū)域的單要素專題圖或多要素專題圖如重點庫站分布圖，對重點庫站進行震害評估；地震損失評估圖，對震害估計直接經(jīng)濟損失、可能的人員傷亡、需要安置人員的分布；醫(yī)療設(shè)施分布圖，依據(jù)各醫(yī)院搶救能力和傷員的分布劃分各醫(yī)院的責(zé)任分區(qū)及每個醫(yī)院的搶救方案；消防設(shè)施分布圖，強烈地震發(fā)生后，一般都伴有火災(zāi)，依據(jù)次生災(zāi)害源的分布、震害估計和速報起火點實測氣候條件、交通網(wǎng)絡(luò)通行能力、供水網(wǎng)絡(luò)功能的估計，形成消防滅火作戰(zhàn)方案和事故處理方案；受災(zāi)人口分布圖，依據(jù)震害、需要安置人口和安置場所的分布、交通網(wǎng)絡(luò)的功能、余震趨勢估計，制定疏散安置方案；供水設(shè)施分布圖，根據(jù)供水網(wǎng)絡(luò)的震害和總的搶修順序決策，制定修復(fù)方案；店里設(shè)施分布圖，依據(jù)震害分布、店里網(wǎng)絡(luò)功能、交能網(wǎng)絡(luò)行告能力等的估計和救災(zāi)物資分布，形成電力系統(tǒng)修復(fù)方案；通訊設(shè)施分布圖依據(jù)震害分布、通訊網(wǎng)絡(luò)尚具有功能、交通網(wǎng)絡(luò)功能等的估計和物資的分布，形成修復(fù)方案等。

3、災(zāi)后重建。

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問題（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，而安全則為災(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)劃工作才得以開展。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)劃中起到至關(guān)重要的作用。

4、地震災(zāi)害預(yù)測。

在日常情況下，可模擬、設(shè)定地震對正常生產(chǎn)、生活的沖擊，改進防震減災(zāi)應(yīng)急預(yù)案，使預(yù)案更具有可操作性，還可以將規(guī)劃中的重大工程項目如水庫核電站臨時性地加入此信息系統(tǒng)，估計出的地震造成的損害、以及傷亡情況，來綜合評價該重大項目的適宜性、可行性。

三、結(jié)語

我國是一個地震多發(fā)國家，準確高效地開展地震預(yù)報、監(jiān)測、救災(zāi)工作十分重要。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、抗震救災(zāi)、災(zāi)害預(yù)測、輔助決策及應(yīng)急指揮等各個方面取得了很好的應(yīng)有效果。隨著WebGIS、3D GIS在地震領(lǐng)域的普及及深入應(yīng)用，GIS的綜合應(yīng)有將向多維、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更多更大的貢獻。

參考文獻：

[1]周斌，基于GIS的防震減災(zāi)接收機信息管理及輔助決策系統(tǒng) 西北地震學(xué)報 2003，25（1）365-369

2、邊復(fù)苓 余潔，地理信息系統(tǒng)原理和方法 北京：測繪出版社，1996

作者簡介：謝華（1974-），女，32022部隊高級工程師，從事攝影測量與遙感專業(yè)工作.