【摘要】地理信息系統(tǒng)（GIS）在災(zāi)害應(yīng)急管理中扮演著至關(guān)重要角色，可提高災(zāi)害響應(yīng)和恢復(fù)的效率與效果。文中全面分析了GIS的核心功能，重點(diǎn)關(guān)注其在災(zāi)害預(yù)防、響應(yīng)、恢復(fù)和風(fēng)險減緩中的應(yīng)用。通過對多個災(zāi)害案例深入研究，揭示了GIS在災(zāi)害風(fēng)險評估、實(shí)時數(shù)據(jù)處理、資源優(yōu)化分配及災(zāi)后重建規(guī)劃中的關(guān)鍵作用。此外，文中還探討了GIS技術(shù)在災(zāi)害應(yīng)急管理中面臨的挑戰(zhàn)及其在未來發(fā)展?jié)摿?。研究得出結(jié)論，GIS是提升災(zāi)害應(yīng)急管理效率和效能的重要工具，對于制定更有效的災(zāi)害應(yīng)對策略至關(guān)重要。

【關(guān)鍵詞】地理信息系統(tǒng)；災(zāi)害應(yīng)急管理；風(fēng)險評估

【中圖分類號】TU42" " " "【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A" " " "【文章編號】1673-6028（2024）04-0019-03

0" 引言

災(zāi)害應(yīng)急管理是全球面臨的重大挑戰(zhàn)之一，其效率和效果直接影響到生命財產(chǎn)安全和社會穩(wěn)定。隨著技術(shù)的進(jìn)步，地理信息系統(tǒng)（GIS）已成為災(zāi)害應(yīng)急管理中不可或缺的工具。GIS通過提供精確的空間數(shù)據(jù)和分析，幫助管理者更好地理解和響應(yīng)各種自然和人為災(zāi)害。文章旨在深入探討GIS在災(zāi)害管理全周期內(nèi)的應(yīng)用，包括災(zāi)害預(yù)防、響應(yīng)和恢復(fù)階段。首先回顧GIS基本功能和在災(zāi)害管理中的傳統(tǒng)應(yīng)用，然后分析其在風(fēng)險評估、資源配置和災(zāi)后重建中的特定作用。此外，還考察了GIS在當(dāng)前環(huán)境下的局限性，并對其未來發(fā)展趨勢進(jìn)行預(yù)測。通過對GIS在災(zāi)害應(yīng)急管理中作用的全面審視，旨在為制定有效的災(zāi)害應(yīng)對策略提供理論支持和實(shí)踐指導(dǎo)。

1" GIS技術(shù)的基礎(chǔ)和歷史應(yīng)用

1.1" GIS技術(shù)的基礎(chǔ)和原理

地理信息系統(tǒng)（GIS）是一種集成工具，用于捕獲、存儲、分析和展示地理數(shù)據(jù)。GIS技術(shù)的核心在于其能力，可將現(xiàn)實(shí)世界的復(fù)雜情況轉(zhuǎn)化為易于理解的地理模型。這一轉(zhuǎn)化過程涉及多個層面：空間數(shù)據(jù)的獲取，包括衛(wèi)星遙感、地面調(diào)查和公共數(shù)據(jù)庫；數(shù)據(jù)的存儲和管理，GIS使用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)來組織大量的地理信息；數(shù)據(jù)分析，GIS通過各種算法和分析工具，如緩沖區(qū)分析、覆蓋分析和網(wǎng)絡(luò)分析，提供對空間數(shù)據(jù)的深入洞察；數(shù)據(jù)的可視化，GIS通過制圖和3D建模，將分析結(jié)果轉(zhuǎn)換為直觀的圖形和地圖，便于理解和交流。GIS的這些功能使其成為一個強(qiáng)大的決策支持系統(tǒng)，尤其適用于需要空間數(shù)據(jù)和地理分析的領(lǐng)域。

GIS的基礎(chǔ)始于20世紀(jì)60年代，當(dāng)時加拿大地理學(xué)家羅杰·湯姆林森開發(fā)了世界上第一個真正的地理信息系統(tǒng)。自那以后，隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，GIS經(jīng)歷了從大型機(jī)操作到個人電腦應(yīng)用，再到如今的云計算和移動技術(shù)的轉(zhuǎn)變。在這個過程中，GIS的應(yīng)用也從最初的地理和土地使用規(guī)劃，擴(kuò)展到了包括城市規(guī)劃、環(huán)境管理、交通規(guī)劃、公共衛(wèi)生、農(nóng)業(yè)和災(zāi)害管理等多個領(lǐng)域[1]。

1.2" GIS在中國災(zāi)害管理中的應(yīng)用案例

GIS技術(shù)在我國的災(zāi)害管理中發(fā)揮了顯著作用，特別是在應(yīng)對自然災(zāi)害和突發(fā)公共事件時。例如，在2020年長江流域發(fā)生歷史性洪水時，GIS技術(shù)被廣泛用于監(jiān)測洪水發(fā)展、評估受災(zāi)情況，并指導(dǎo)防洪救災(zāi)工作。利用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)和地面監(jiān)測，GIS幫助決策者實(shí)時跟蹤洪水動態(tài)，識別高風(fēng)險區(qū)域，并協(xié)調(diào)救援資源。這種實(shí)時地理信息分析對于有效進(jìn)行人員疏散和減少經(jīng)濟(jì)損失至關(guān)重要。在2019年四川長寧地震中，GIS在災(zāi)害響應(yīng)和恢復(fù)工作中也發(fā)揮了重要作用。地震發(fā)生后，GIS被用于快速評估受災(zāi)區(qū)域的地形和建筑狀況，為救援隊(duì)伍提供了寶貴信息。GIS數(shù)據(jù)幫助決策者確定救援優(yōu)先級，規(guī)劃救援路徑，并監(jiān)測災(zāi)區(qū)的恢復(fù)進(jìn)展。GIS的應(yīng)用不僅提高了救援行動的效率，也保障了救援工作的安全性。此外，GIS在中國公共衛(wèi)生應(yīng)急管理中也扮演著重要角色。在COVID-19疫情期間，中國各級政府利用GIS技術(shù)進(jìn)行疫情監(jiān)控和資源調(diào)配。通過地理信息系統(tǒng)，相關(guān)部門能夠?qū)崟r追蹤病毒傳播趨勢，評估醫(yī)療資源需求，以及規(guī)劃隔離區(qū)和治療設(shè)施的布局。這些GIS應(yīng)用在控制疫情蔓延、優(yōu)化資源分配方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用[2]。

2" GIS在災(zāi)害預(yù)防和響應(yīng)中的角色

2.1" 風(fēng)險評估、預(yù)測和規(guī)劃

GIS在災(zāi)害預(yù)防的階段扮演著極其重要的角色，特別是在風(fēng)險評估、預(yù)測和規(guī)劃方面。通過GIS技術(shù)，可以有效收集和分析影響災(zāi)害發(fā)生和影響的各種地理和環(huán)境因素。例如，在洪水風(fēng)險評估中，GIS能夠整合降雨數(shù)據(jù)、河流流量、地形和土地利用情況等多源信息，以識別潛在的洪水易發(fā)區(qū)。這種綜合分析不僅能預(yù)測洪水可能發(fā)生的地點(diǎn)，還能預(yù)測其潛在的影響程度，為防洪措施制定和應(yīng)急預(yù)案準(zhǔn)備提供科學(xué)依據(jù)。在地震風(fēng)險評估方面，GIS用于分析地震帶、歷史地震數(shù)據(jù)、地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及建筑物的抗震設(shè)計，以評估特定區(qū)域的地震危險性。這些信息對于城市規(guī)劃、建筑設(shè)計和緊急疏散路線的規(guī)劃至關(guān)重要。GIS還能用于模擬不同規(guī)模地震對城市基礎(chǔ)設(shè)施和居民生活潛在影響，幫助政府和相關(guān)機(jī)構(gòu)優(yōu)化資源配置，提前準(zhǔn)備應(yīng)對措施。除了自然災(zāi)害，GIS在人為災(zāi)難的風(fēng)險評估中也發(fā)揮著重要作用。例如，在工業(yè)事故風(fēng)險評估中，GIS可以用來分析工業(yè)區(qū)的地理分布、潛在危險物質(zhì)的存儲和運(yùn)輸路線，以及周邊居民區(qū)的分布情況。這些信息對于制定應(yīng)急響應(yīng)計劃、評估潛在的健康風(fēng)險和環(huán)境影響至關(guān)重要。

2.2" 災(zāi)害發(fā)生時的實(shí)時數(shù)據(jù)分析和決策支持

災(zāi)害發(fā)生時，GIS技術(shù)在實(shí)時數(shù)據(jù)分析和決策支持方面展現(xiàn)出其獨(dú)特的優(yōu)勢。通過GIS，可以快速收集災(zāi)害現(xiàn)場的實(shí)時數(shù)據(jù)，如災(zāi)區(qū)的氣象條件、交通狀況、基礎(chǔ)設(shè)施損壞情況以及人口分布等。這些信息對于災(zāi)害響應(yīng)的指揮和協(xié)調(diào)至關(guān)重要。例如，在臺風(fēng)或風(fēng)暴過后，GIS可以幫助評估受影響區(qū)域的損害程度，實(shí)時更新道路和交通狀況，指導(dǎo)救援隊(duì)伍和物資的迅速部署。在火災(zāi)和森林火災(zāi)的管理中，GIS用于監(jiān)測火勢的擴(kuò)散路徑和速度，評估火災(zāi)對周圍社區(qū)和生態(tài)系統(tǒng)的潛在威脅。通過GIS，可以動態(tài)地調(diào)整救援策略和資源分配，優(yōu)化消防部隊(duì)的部署。同時，GIS還能協(xié)助管理人員制定有效的疏散路線，確保民眾的安全撤離。在地震或洪水等災(zāi)害發(fā)生后，GIS的實(shí)時數(shù)據(jù)分析能力對于快速確定受災(zāi)最嚴(yán)重區(qū)、評估基礎(chǔ)設(shè)施損壞情況和救援資源需求非常關(guān)鍵。這些信息不僅加快了救援行動的速度，還提高了救援效率，確保了資源的有效利用。此外，GIS在災(zāi)后的損害評估中也扮演著重要角色，幫助政府和救援組織制定恢復(fù)計劃和分配恢復(fù)資源[3]。

3" GIS在災(zāi)害恢復(fù)和減緩策略中的應(yīng)用

3.1" 災(zāi)后重建規(guī)劃與分析

在災(zāi)害發(fā)生后，GIS在災(zāi)后重建規(guī)劃和分析方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。GIS提供了一種系統(tǒng)性的方法來評估災(zāi)害帶來的損害，并規(guī)劃有效的重建策略。通過整合災(zāi)后的空間數(shù)據(jù)，包括受災(zāi)建筑物、基礎(chǔ)設(shè)施損毀情況，以及環(huán)境影響等，GIS能夠幫助決策者和規(guī)劃者全面了解災(zāi)區(qū)實(shí)際狀況。這些信息是制定重建優(yōu)先級、資源分配以及長期恢復(fù)計劃的基礎(chǔ)。在實(shí)際操作中，GIS用于創(chuàng)建災(zāi)害影響的詳細(xì)地圖，這些地圖不僅展示了受影響區(qū)域的地理分布，還能夠顯示不同區(qū)域的損害程度。例如，在地震或洪水之后，GIS可以用來識別受損最嚴(yán)重的區(qū)域，以及需要優(yōu)先重建的基礎(chǔ)設(shè)施。此外，GIS還能夠分析災(zāi)區(qū)的人口分布和社會經(jīng)濟(jì)狀況，確保重建工作能夠充分考慮到最脆弱群體的需求。GIS在災(zāi)后重建中的另一個關(guān)鍵應(yīng)用是環(huán)境恢復(fù)。在自然災(zāi)害，如洪水或山體滑坡后，GIS被用來評估對自然環(huán)境的影響，識別生態(tài)系統(tǒng)受損的關(guān)鍵區(qū)域，并規(guī)劃恢復(fù)措施。通過分析土壤侵蝕、植被損害以及水質(zhì)變化等數(shù)據(jù)，GIS幫助制定有效的環(huán)境恢復(fù)計劃，促進(jìn)受災(zāi)區(qū)的生態(tài)平衡和可持續(xù)發(fā)展[4]。

3.2" 長期風(fēng)險減緩和管理策略

GIS在災(zāi)害恢復(fù)階段的另一項(xiàng)關(guān)鍵應(yīng)用是長期風(fēng)險減緩和管理策略的制定。通過分析歷史災(zāi)害數(shù)據(jù)和當(dāng)前的環(huán)境狀況，GIS能夠幫助識別未來可能再次遭受災(zāi)害的高風(fēng)險區(qū)域。這種預(yù)測對于指導(dǎo)城市規(guī)劃、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及制定有效的災(zāi)害準(zhǔn)備計劃至關(guān)重要。在城市規(guī)劃方面，GIS被用來設(shè)計更加抗災(zāi)的城市布局。通過分析地震、洪水或其他災(zāi)害的潛在影響，GIS可以指導(dǎo)建筑位置的選擇、基礎(chǔ)設(shè)施的布局以及疏散路線的設(shè)計。此外，GIS還能夠幫助規(guī)劃防洪堤、地震安全區(qū)以及其他減輕災(zāi)害影響的措施。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，GIS用于制定長期的土地管理和作物種植策略，以減少自然災(zāi)害如干旱和洪水對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響。通過分析土壤類型、降水模式和作物種植歷史，GIS可以幫助農(nóng)民和農(nóng)業(yè)規(guī)劃者選擇更適合的作物種類和種植方式，提高農(nóng)業(yè)的抗災(zāi)能力[5]。最后，在公共衛(wèi)生領(lǐng)域，GIS對于疾病流行病學(xué)研究和公共衛(wèi)生策略的制定也至關(guān)重要。GIS可以用來分析疾病傳播的地理模式，識別高風(fēng)險區(qū)域，并幫助衛(wèi)生部門優(yōu)化資源分配和預(yù)防策略。通過這些應(yīng)用，GIS不僅在災(zāi)后重建工作中發(fā)揮作用，也在長期的災(zāi)害風(fēng)險減緩和管理中扮演著關(guān)鍵角色。GIS的這些功能確保了災(zāi)害恢復(fù)工作的效率和有效性，同時為未來可能發(fā)生的災(zāi)害提供了更好的準(zhǔn)備。

4" 挑戰(zhàn)與未來發(fā)展

4.1" GIS在災(zāi)害管理中的限制和挑戰(zhàn)

盡管GIS在災(zāi)害管理中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，但它也面臨著一系列的限制和挑戰(zhàn)。首先，數(shù)據(jù)質(zhì)量和可用性是一個重要問題。災(zāi)害管理中的決策質(zhì)量高度依賴于數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和時效性。在某些情況下，如偏遠(yuǎn)地區(qū)，高質(zhì)量的地理數(shù)據(jù)可能難以獲得。此外，即使數(shù)據(jù)可用，數(shù)據(jù)的采集、處理和更新也可能耗時耗力，這限制了GIS在快速發(fā)展的災(zāi)害情況下應(yīng)用效果。其次，GIS的有效應(yīng)用需要專業(yè)技能和資源。操作復(fù)雜的GIS軟件需要專業(yè)的訓(xùn)練，而且高級的GIS分析可能需要昂貴的硬件和軟件資源。這對資源有限的地區(qū)和組織來說，可能是一個難以克服的障礙。因此，提高GIS技術(shù)的可訪問性和用戶友好性是當(dāng)前一個重要挑戰(zhàn)。此外，隱私和安全問題也是GIS應(yīng)用中一個關(guān)注點(diǎn)。在收集和分析與個人位置相關(guān)數(shù)據(jù)時，需要平衡效率和隱私權(quán)的保護(hù)。特別是在處理災(zāi)害數(shù)據(jù)時，如何確保敏感信息的安全，防止數(shù)據(jù)泄露或?yàn)E用，是GIS技術(shù)面臨的另一個挑戰(zhàn)。

4.2" 技術(shù)創(chuàng)新對未來災(zāi)害應(yīng)急管理的影響

未來，技術(shù)創(chuàng)新預(yù)計將對災(zāi)害應(yīng)急管理產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，GIS作為這一領(lǐng)域的核心技術(shù)之一，將繼續(xù)發(fā)揮重要作用。隨著人工智能（AI）和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的發(fā)展，GIS的數(shù)據(jù)分析能力將得到顯著提升。這些技術(shù)可以幫助自動識別模式和趨勢，從而更快速和準(zhǔn)確地預(yù)測災(zāi)害風(fēng)險和影響。例如，通過分析歷史氣象數(shù)據(jù)和實(shí)時環(huán)境變化，AI增強(qiáng)的GIS能夠更準(zhǔn)確地預(yù)測自然災(zāi)害，如洪水或風(fēng)暴的發(fā)展趨勢。另一個重要的技術(shù)發(fā)展是云計算和大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用。這些技術(shù)使得處理和分析大量復(fù)雜的地理數(shù)據(jù)成為可能，提高了GIS在災(zāi)害管理中的效率和靈活性。云計算還為不同組織和機(jī)構(gòu)之間的數(shù)據(jù)共享提供了平臺，有助于實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域、跨國界的災(zāi)害管理合作。此外，移動技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的發(fā)展也為GIS在災(zāi)害管理中的應(yīng)用打開了新的可能性。隨著越來越多的設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)時地理數(shù)據(jù)的獲取變得更加容易和廣泛。這使得GIS能夠?qū)崟r監(jiān)測災(zāi)害情況，為救援行動提供實(shí)時指導(dǎo)。最后，隨著虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)的進(jìn)步，GIS數(shù)據(jù)的可視化和交互性將得到進(jìn)一步提升。這些技術(shù)能夠創(chuàng)建更直觀的災(zāi)害模擬和應(yīng)急演練場景，幫助提高災(zāi)害應(yīng)對的效果和決策者的培訓(xùn)質(zhì)量。

5" 結(jié)語

在探討GIS在災(zāi)害應(yīng)急管理中的多重角色之后，可知，GIS已經(jīng)成為現(xiàn)代災(zāi)害管理不可或缺的工具。從風(fēng)險評估、預(yù)測和規(guī)劃到災(zāi)害發(fā)生時的實(shí)時數(shù)據(jù)分析和決策支持，再到災(zāi)后的重建規(guī)劃和長期風(fēng)險減緩策略的制定，GIS在每個環(huán)節(jié)都發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。通過提供精確的地理信息和分析，GIS幫助提高了災(zāi)害響應(yīng)的效率，優(yōu)化了資源分配，并減少了災(zāi)害對人民生命和財產(chǎn)的影響。未來的技術(shù)創(chuàng)新，如人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算、移動技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展，這些技術(shù)的融合將擴(kuò)展GIS的功能和應(yīng)用范圍。使GIS成為一個更加強(qiáng)大、靈活和用戶友好的系統(tǒng)，為應(yīng)對復(fù)雜和不斷變化的災(zāi)害環(huán)境提供更有效的工具。綜上所述，GIS將繼續(xù)在預(yù)防災(zāi)害、保護(hù)生命財產(chǎn)和促進(jìn)社會可持續(xù)發(fā)展方面發(fā)揮越來越重要的作用。

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[作者簡介]蒙秀（1989—），女，廣西博白人，大學(xué)本科，工程師，研究方向：測繪與地理信息。