魯國防

（甘肅煤炭地質(zhì)勘查院，甘肅 蘭州 730000）

隨著社會的不斷發(fā)展和進步、人口的迅速增長和工業(yè)活動的增加，使得地質(zhì)災害發(fā)生的頻率和影響的范圍越來越大，已經(jīng)嚴重地威脅到了人類的正?；顒雍蜕踩Ｒ虼诵枰_展地質(zhì)災害方面的研究，幫助人們減少在災害中的損失，保障人們生命財產(chǎn)的安全。地理信息系統(tǒng)自21世紀以來，在地質(zhì)災害研究方面取得了飛速的發(fā)展。各個國家利用地理信息系統(tǒng)開展的地質(zhì)災害研究越來越多，應用水平也在不斷地提高。

1 地理信息系統(tǒng)的特點及其功能

地理信息系統(tǒng)作為一門新興的技術(shù)性學科，它使計算機和地理進行了完美的結(jié)合，通過計算機強大的計算能力，將收集到的地理信息和空間信息進行分析和處理，然后反饋給相應的設(shè)備，在通過人工智能系統(tǒng)去進行問題的解決。它是一項集數(shù)據(jù)搜集、處理分析、決策為一體的綜合性學科。因為其強大的數(shù)據(jù)處理和分析能力，被廣泛地應用于各個領(lǐng)域中。

地理信息系統(tǒng)具有獨特的三維空間性和時間動態(tài)性，并且它可以對搜集到的大量數(shù)據(jù)進行分析和處理，它利用計算機強大的內(nèi)存和運算能力，將獲取到的地理數(shù)據(jù)、地圖數(shù)據(jù)和其他的各種社會數(shù)據(jù)進行歸類整理，按照制定的標準，再對這些數(shù)據(jù)進行處理，以此實現(xiàn)對這些數(shù)據(jù)的科學化管理和應用。同時地理信息系統(tǒng)還可以構(gòu)建出地理空間決策模型，它可以將處理過后的數(shù)據(jù)進行分析和預測，幫助決策者做出一系列的分析，進而對地理因素未來的變化進行有效的預測。

地理信息系統(tǒng)的功能主要可以分為以下三類。第一個功能就是地圖管理功能，地理信息系統(tǒng)因為結(jié)合了計算機系統(tǒng)，所以具有很大的空間內(nèi)存，它可以將搜集到的地圖資源信息存儲到地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫當中，然后還可以根據(jù)地圖資源的更新變化來進行及時的更改和更新，相比較于傳統(tǒng)的題圖，具有更高的參考價值和準確性，對地質(zhì)災害工作的發(fā)展有著一定的推動作用。第二個功能就是空間分析與查詢，地理信息系統(tǒng)具有空間定位的功能，它可以通過建立數(shù)據(jù)庫對地圖資源信息進行收集和處理，然后制作成地理信息圖像，這樣就可以通過地理信息系統(tǒng)對相關(guān)的地理信息的數(shù)據(jù)進行查詢。第三個功能就是地理模型預測。地理信息系統(tǒng)的核心是數(shù)據(jù)庫里面收集的地理信息，在對不同的區(qū)域進行分析的時候，可以利用其地理空間信息來實現(xiàn)地理模型的預測，這個功能可以通過對數(shù)據(jù)庫內(nèi)地理信息的分析，對某個未知結(jié)果進行預測和判斷，因此可以對地質(zhì)災害的可能性進行預測。

圖1 地理信息系統(tǒng)獲取的標高分析圖

2 地理信息系統(tǒng)的發(fā)展

我國地理信息系統(tǒng)的發(fā)展起步較晚，與其他的發(fā)達國家還有一定的差距，但是它的發(fā)展十分地穩(wěn)定、快速。自從地理信息系統(tǒng)在國內(nèi)被應用以來，取得了較大的成就，其發(fā)展階段可以大概地分為起步階段、試驗階段和全面發(fā)展三個階段。

我國在20世紀70年代才開始嘗試將電子計算機應用到測量、制圖以及遙感領(lǐng)域中，然后經(jīng)過一系列的研究和不斷的實踐，國家測繪局得到了部分的地形測量圖和航空攝影圖，這也為地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的建立和發(fā)展打下了基礎(chǔ)和鋪墊。之后國內(nèi)著名的陳述彭教授提出了地理信息系統(tǒng)這個概念。

在之后的20世紀80年代，隨著遙感技術(shù)的大力發(fā)展和研究，地理信息系統(tǒng)也進入了試驗的階段，并且成立了一個專門的機構(gòu)用于研究地理信息系統(tǒng)應用。這個階段研究的內(nèi)容更多的是偏向于理論知識和數(shù)據(jù)的收集，其中包括數(shù)據(jù)的規(guī)范化、數(shù)據(jù)的標準化、建立空間數(shù)據(jù)庫、分析算法與數(shù)據(jù)處理和應用軟件的開發(fā)等。

80年代末我國的經(jīng)濟開始穩(wěn)定的發(fā)展，中國地理信息系統(tǒng)也開始走上全面發(fā)展的道路。隨著沿海地區(qū)經(jīng)濟的快速發(fā)展和外資的引進，土地資源變得越來越重要，發(fā)展地理信息系統(tǒng)的應用成為重中之重。因此，中國地理信息系統(tǒng)也進入了全面發(fā)展階段，大量的資金投入和人才的培養(yǎng)也促進了地理信息系統(tǒng)的全面發(fā)展。

3 地質(zhì)災害的概念及特點

地質(zhì)災害并不全是因為大自然的運動而產(chǎn)生的，它也有可能是在人為因素的作用下形成的，這些不良的地質(zhì)現(xiàn)象會對人類的生存條件和環(huán)境造成嚴重的破壞。主要有山體滑坡、泥石流、地面沉降等。這些地質(zhì)災害都會給自然環(huán)境和人們的正常生活帶來嚴重的影響，而且它們都有著以下的特點。地質(zhì)災害的發(fā)生有著一定的必然性，地質(zhì)災害的發(fā)生是在多種因素的影響和累積下所導致的，這些現(xiàn)象是不能安全避免的。地質(zhì)災害的發(fā)生還有著一定的周期性，它發(fā)生的規(guī)模和破壞程度會隨時間有規(guī)律地進行強弱交替，研究它的周期性特點，可以幫助人們認識了解災害活動的規(guī)律，對于進行預防和預測有著重大的意義。而且很多的地質(zhì)災害具有群發(fā)性，比如在大地震的時候，就會引起崩塌、滑坡等多種地質(zhì)災害，這樣群發(fā)性的地質(zhì)災害不僅破壞力強，給人們的生命財產(chǎn)造成嚴重的威脅，而且進行防治也是十分的困難。同時地質(zhì)災害具有可防御性，雖然地質(zhì)災害的發(fā)生十分的突然，但是通過對地質(zhì)災害類型及成因的綜合分析，就可以在很大的程度上將地質(zhì)災害造成的損失降到最小，通過一系列的研究和治理，也可以使地質(zhì)災害發(fā)生的次數(shù)逐漸地減少。

4 地理信息系統(tǒng)在地質(zhì)災害中的應用

4.1 地質(zhì)災害監(jiān)測

傳統(tǒng)的地質(zhì)災害監(jiān)測只能依靠地面調(diào)查的方法去進行，這樣的監(jiān)測方法周期長、消耗的費用也高，而且監(jiān)測的效果不好，一些偏遠的地區(qū)和地質(zhì)災害頻發(fā)的地區(qū)調(diào)查的難度很大，而且監(jiān)測人員都生命安全得不到足夠的保障，并且難以進行準確的判斷。利用地理信息系統(tǒng)技術(shù)，可以通過無人機或者衛(wèi)星獲得大量的遙感數(shù)據(jù)，在通過計算機將這些數(shù)據(jù)進行處理和分析，這樣就可以快速直觀地了解到地質(zhì)災害的發(fā)生和發(fā)展過程，同時進行后續(xù)情況的預測，降低災害對自然環(huán)境和人民生命財產(chǎn)的影響，為之后的決策和救援活動提供及時科學的數(shù)據(jù)支持。

4.2 地質(zhì)災害損失評估

地質(zhì)災害在發(fā)生之后，一般會造成嚴重的道路和通訊的中斷，使得救援人員和設(shè)備很難到達災害的中心，對于災害造成的損失和災害的嚴重程度不能及時地掌握，由此影響到救援活動的指揮和進行。利用地理信息系統(tǒng)海量的地理信息數(shù)據(jù)，可以快速地將災害前和災害后的遙感影像進行對比分析，從而快速的確定災害發(fā)生的中心和災害造成的破壞程度，對地質(zhì)災害造成的損失進行評估，對之后的救援和治理活動有著重要的指導意義。

4.3 地質(zhì)災害模擬

利用地理信息系統(tǒng)還可以對地質(zhì)災害進行模擬，依據(jù)地質(zhì)災害發(fā)生的原因，將各種的要素逐個加入到地理信息系統(tǒng)中，運用其強大的計算能力和分析能力，對地質(zhì)災害發(fā)生、發(fā)展、形成的過程進行模擬，同時模擬出地質(zhì)災害發(fā)生后周邊環(huán)境的變化和災害的破壞程度，為地質(zhì)災害的預報工作提供科學合理的理論依據(jù)。

4.4 地質(zhì)災害預測

傳統(tǒng)的地質(zhì)災害預測不僅會消耗大量的時間和資金，而且對于突發(fā)性的地質(zhì)災害往往不能夠準確的預測。利用地理信息系統(tǒng)收集地質(zhì)災害頻發(fā)區(qū)的天氣、水流、土壤等資料，再利用計算機強大的計算能力以及之前存儲的各種數(shù)據(jù)信息進行對比和計算，對該地區(qū)的地理環(huán)境和地質(zhì)條件的發(fā)展進行預測模擬，由此可以得知發(fā)生地質(zhì)災害的概率，并且通過科學合理的方法去降低這個概率，減少地質(zhì)災害的發(fā)生。

4.5 地質(zhì)災害防治

地質(zhì)災害的防治主要是在通過工程及技術(shù)手段對地質(zhì)災害進行綜合治理，這樣的防治方法不僅投入大而且效果很差，根本不能對地質(zhì)災害進行有效地防治。通過地理信息系統(tǒng)，我們可以將地質(zhì)災害頻發(fā)區(qū)的各種地理信息和社會信息進行搜集和分析處理，建立起的數(shù)據(jù)模擬及模型分析，對地質(zhì)災害發(fā)生的情況進行預測，從而提前地進行人工干預，將有可能導致地質(zhì)災害發(fā)生的因素進行及時的處理，從而降低地質(zhì)災害發(fā)生的概率甚至于避免此類事件的發(fā)生。

5 結(jié)語

地質(zhì)災害的發(fā)生一般都具有很強的突發(fā)性，而且造成的情況十分嚴重，不僅會破壞大自然的環(huán)境還會對居住在當?shù)氐娜藗儙韲乐氐耐{。運用地理信息系統(tǒng)可以很方便地進行地質(zhì)災害的預測、監(jiān)測、防范，幫助救援人員制定出合理科學的救援方案，保障了災區(qū)人民的生命財產(chǎn)安全。這個系統(tǒng)對于我國這樣疆域廣闊的國家而言是十分重要的，我們應加強對該技術(shù)的創(chuàng)新和提高，更好地為國家和人民服務。