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地理信息系統(tǒng)在應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害中的實(shí)踐思考

張?zhí)燔?/p>

（黑龍江省減災(zāi)中心，黑龍江 哈爾濱 150001）

立足于自然災(zāi)害管理系統(tǒng)建設(shè)的總體目標(biāo)，并結(jié)合災(zāi)害管理實(shí)際功能需求、工作操作流程需要、技術(shù)難度，在已有基礎(chǔ)地理信息資料、相關(guān)災(zāi)情信息和技術(shù)基礎(chǔ)上，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、GIS技術(shù)的處理技術(shù)和方法，構(gòu)建自然災(zāi)害管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了科學(xué)、準(zhǔn)確、快速地對(duì)減災(zāi)救災(zāi)數(shù)據(jù)資源的統(tǒng)計(jì)分析及多維性、可視性展示，提高了減災(zāi)科技化水平和工作效率，從而更好地為災(zāi)害應(yīng)急管理提供決策分析與支持。

自然災(zāi)害；地理信息系統(tǒng)；減災(zāi)救災(zāi)；數(shù)據(jù)資源

近年來(lái)，隨著國(guó)家和社會(huì)的迅猛發(fā)展，同時(shí)，在“大應(yīng)急”形勢(shì)的需求下，地理信息系統(tǒng)在防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)中發(fā)揮的作用日益突出。在科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步的同時(shí)，GIS的技術(shù)及其應(yīng)用也不斷地成熟和發(fā)展起來(lái)，全國(guó)各省市也都陸續(xù)開(kāi)始依托地理信息系統(tǒng)建立自己的自然災(zāi)害管理系統(tǒng)，以便能更好地綜合利用涉災(zāi)相關(guān)數(shù)據(jù)，提高防災(zāi)、減災(zāi)、救災(zāi)科技化水平，為災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)防范、應(yīng)急救災(zāi)指揮和涉災(zāi)數(shù)據(jù)管理等方面提供支持。大部分防災(zāi)、減災(zāi)、救災(zāi)中所涉及的數(shù)據(jù)資源與地理空間信息有著密切的關(guān)系，利用GIS技術(shù)能夠更加有效地、清晰地、直觀地對(duì)這些數(shù)據(jù)資源進(jìn)行管理并綜合分析，最終為防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)部門及其相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)提供決策輔助。

1 地理信息系統(tǒng)的基本概念及特點(diǎn)

地理信息系統(tǒng)是以地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，在計(jì)算機(jī)軟硬件的支持下，運(yùn)用系統(tǒng)工程和信息科學(xué)理論，科學(xué)管理和綜合分析具有空間內(nèi)涵的地理數(shù)據(jù)，以提供管理、決策等所需信息技術(shù)的技術(shù)系統(tǒng)。簡(jiǎn)單地說(shuō)，地理信息系統(tǒng)就是綜合處理和分析地理空間數(shù)據(jù)的一種技術(shù)系統(tǒng)。也可以說(shuō)，地理信息系統(tǒng)是對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、編輯、存儲(chǔ)、分析和輸出的計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)[1]。地理信息系統(tǒng)是一個(gè)工具，是一種為地理研究和決策提供服務(wù)的信息系統(tǒng)。

地理信息系統(tǒng)可以有效把地理數(shù)據(jù)的空間信息、多維結(jié)構(gòu)特征以及時(shí)序特征等方面完整地展現(xiàn)出來(lái)，能夠使數(shù)據(jù)客觀地表達(dá)。同時(shí)，地理信息系統(tǒng)能夠進(jìn)行空間分析，根據(jù)分析結(jié)果，提供決策輔助，通過(guò)其方便的信息共享方式，更好地為人們的生產(chǎn)、生活提供支撐。它可以廣泛應(yīng)用于防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)、氣候監(jiān)測(cè)、環(huán)境保護(hù)、農(nóng)業(yè)管理、林業(yè)管理等各個(gè)方面。

利用地理信息系統(tǒng)技術(shù)，人們只需要?jiǎng)觿?dòng)鼠標(biāo)，就可以查詢到想要知道的地理空間信息，包括這地方有什么、它周圍有什么、怎么去這里、如何去這里等。

2 地理信息系統(tǒng)在自然災(zāi)害應(yīng)急管理中的應(yīng)用

在“大應(yīng)急”形勢(shì)下，做到系統(tǒng)、科學(xué)、有效地管理自然災(zāi)害，就必須收集大量涉災(zāi)相關(guān)數(shù)據(jù)，并將這些信息的屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)相融合。這樣，當(dāng)災(zāi)害發(fā)生時(shí)，才能清楚地知道災(zāi)害發(fā)生的位置、災(zāi)害發(fā)生地的周圍環(huán)境（道路交通、學(xué)校、醫(yī)院、隱患點(diǎn)等）、附近有無(wú)避難所、救災(zāi)物資儲(chǔ)備庫(kù)。依據(jù)這些基礎(chǔ)條件進(jìn)行分析，可以對(duì)災(zāi)情作出快速反應(yīng)，快速、科學(xué)地應(yīng)對(duì)災(zāi)情，減輕災(zāi)害損失，保障人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全?；诖?，將地理信息系統(tǒng)應(yīng)用于自然災(zāi)害的管理是必要的，也是有科學(xué)依據(jù)的。

地理信息系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 地理信息系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)的總體目標(biāo)

首先將多源自然災(zāi)害資源數(shù)據(jù)（洪澇、風(fēng)雹、干旱、生物災(zāi)害、低溫冷凍等）和基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)有效地進(jìn)行融合，建立基于GIS技術(shù)的面向應(yīng)急救災(zāi)指揮應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)地理空間框架數(shù)據(jù)庫(kù)和自然災(zāi)害專題空間數(shù)據(jù)庫(kù)，開(kāi)發(fā)基于GIS可視化技術(shù)的應(yīng)急救災(zāi)指揮系統(tǒng)，為各級(jí)相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)在自然災(zāi)害發(fā)生第一時(shí)間內(nèi)科學(xué)、合理、有效地進(jìn)行應(yīng)急輔助決策分析（危險(xiǎn)評(píng)估與規(guī)劃、災(zāi)情緩解、預(yù)防和準(zhǔn)備、快速反應(yīng)、恢復(fù)重建）提供災(zāi)害以及城市基礎(chǔ)設(shè)施地理位置空間分布可視化服務(wù)平臺(tái)技術(shù)支撐。

2.2 系統(tǒng)的主要功能

2.2.1 基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的可視化表達(dá)與展示功能

采用不用顏色與樣式的符號(hào)、線條、區(qū)域及填充圖案等方式，形象、直觀地表達(dá)行政區(qū)劃、行政中心、居民區(qū)、農(nóng)田、水文、交通等基礎(chǔ)地理空間地圖數(shù)據(jù)。

2.2.2 GIS基本功能

基礎(chǔ)操作：圖層放大、縮小、自由縮放；點(diǎn)選、圓形選擇、矩形選擇及多邊形選擇等。

地圖繪制：繪制點(diǎn)、線、面及標(biāo)注文本等。

布局編輯：布局的放大與縮小、布局顯示特性設(shè)置、布局對(duì)象繪制、布局打印設(shè)置以及布局中對(duì)象的調(diào)整等。

圖形屬性的互動(dòng)查詢：可實(shí)現(xiàn)空間查詢，從圖到屬性的查詢，也可以實(shí)現(xiàn)由屬性到圖形的查詢。

2.2.3 自然災(zāi)害數(shù)據(jù)接口功能

系統(tǒng)自動(dòng)化接收多種格式（*.txt、xls、mdb等）災(zāi)害數(shù)據(jù)至系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，與GIS 數(shù)據(jù)匹配進(jìn)行定位。

2.2.4 數(shù)據(jù)綜合查詢、管理、統(tǒng)計(jì)分析及輸出功能

綜合查詢：根據(jù)查詢項(xiàng)目，提供多種組合條件進(jìn)行模糊查詢，查詢結(jié)果可以導(dǎo)出至EXCEL表格。

數(shù)據(jù)管理：對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)編輯、新增、刪除，同時(shí)與相應(yīng)災(zāi)害地圖數(shù)據(jù)同步操作（編輯災(zāi)害發(fā)生地、新增災(zāi)害發(fā)生地、刪除災(zāi)害發(fā)生地）。

統(tǒng)計(jì)分析：對(duì)查詢結(jié)果進(jìn)行自定義項(xiàng)目、分類統(tǒng)計(jì)分析，提供最大值、最小值、平均值、匯總、統(tǒng)計(jì)數(shù)量等數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)輸出：對(duì)查詢結(jié)果及統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，可以自動(dòng)化導(dǎo)出至EXCEL表格文件。

2.2.5 自然災(zāi)害空間地圖可視化表達(dá)與展示功能

采用不同顏色的符號(hào)樣式表達(dá)與展示不同種類（干旱、洪澇、風(fēng)雹、生物災(zāi)害、低溫冷凍、雪災(zāi)、地震等）自然災(zāi)害發(fā)生地點(diǎn)專題數(shù)據(jù)，形象、直觀、一目了然。

2.2.6 GIS空間分析功能

各級(jí)行政行政中心定位：依據(jù)各級(jí)行政中心全名或者名稱部分內(nèi)容，進(jìn)行模糊查詢、定位顯示。

公路定位：依據(jù)各等級(jí)公路名稱或者名稱部分內(nèi)容，進(jìn)行模糊查詢、定位顯示。

人口聚集地定位：依據(jù)各等級(jí)行政區(qū)劃（鄉(xiāng)、鎮(zhèn)、縣、市）名稱或者名稱部分內(nèi)容，進(jìn)行模糊查詢、定位顯示。

空間地理搜索分析：依據(jù)上述三種定位查詢，可以繼續(xù)以查詢結(jié)果為基準(zhǔn)進(jìn)行一定距離范圍空間搜索查詢、統(tǒng)計(jì)、分析及輸出。

2.2.7 GIS專題分析功能

依據(jù)一項(xiàng)或者多項(xiàng)相關(guān)災(zāi)害指標(biāo)數(shù)據(jù)，基于GIS地圖數(shù)據(jù)可以制作多種方式專題圖（范圍專題圖、等級(jí)符號(hào)專題圖、點(diǎn)密度專題圖、獨(dú)立值專題圖、餅圖、直方圖、格網(wǎng)專題圖）顯示。

2.2.8 GIS地圖輸出功能

系統(tǒng)GIS地圖及專題圖可以直接輸出至打印機(jī)或者多種格式（WMF、JPEG、BMP、GIF、PNG、PSD、TIF）圖像文件。

3 結(jié)束語(yǔ)

將地理信息系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用于自然災(zāi)害應(yīng)急管理系統(tǒng)，可以提升自然災(zāi)害管理系統(tǒng)處理災(zāi)情的應(yīng)急水平，可以使防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)相關(guān)資源數(shù)據(jù)的展示無(wú)論從空間上還是從時(shí)間序列上更加清楚明了。這種把災(zāi)害相關(guān)信息和基礎(chǔ)地理信息相結(jié)合而產(chǎn)生的結(jié)果，通過(guò)可視化的圖形、圖像方式呈現(xiàn)給決策管理人員，從而為決策的制訂提供了輔助支持，并且提高了災(zāi)害應(yīng)急管理工作的效率。自然災(zāi)害應(yīng)急管理系統(tǒng)將評(píng)價(jià)分析、模擬預(yù)測(cè)模型與地理信息系統(tǒng)集成為一體，不僅提高了模型的應(yīng)用水平，也拓寬了地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。

總之，在自然災(zāi)害應(yīng)急管理系統(tǒng)中，GIS在涉災(zāi)相關(guān)數(shù)據(jù)管理、可視化、決策輔助支持等方面發(fā)揮了重要的作用。由于技術(shù)的發(fā)展，將過(guò)去基本上都是一些二維GIS的應(yīng)用可以拓展到三維，為災(zāi)害過(guò)程的分析提供了有力支撐。自然災(zāi)害應(yīng)急管理系統(tǒng)是一個(gè)多維的、實(shí)時(shí)的、綜合的系統(tǒng)，因此，在技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，GIS還要與RS（Remote Sensing）有機(jī)集成，利用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，制作與發(fā)布相應(yīng)的產(chǎn)品以及對(duì)災(zāi)情的應(yīng)急監(jiān)測(cè)與評(píng)估。這樣才能更好地為自然災(zāi)害管理提供更高層次的輔助決策支持。

［1］湯國(guó)安，閭國(guó)年.地理信息系統(tǒng)教程［M］.北京：高等教育出版社，2007.

［2］王廷，曹俊茹，袁興明.基于GIS的城市防災(zāi)減災(zāi)決策系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.山東理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012（1）：37-40.

［3］歐其健.淺談地理信息應(yīng)急服務(wù)能力的提高［J］.測(cè)繪與空間地理信息，2012，35（6）：127-129.

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A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.17.064

2095－6835（2019）17－0137－02

〔編輯：王霞〕