地理信息系統(tǒng)在地質(zhì)災(zāi)害中的應(yīng)用

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摘要：本文首先詳細(xì)介紹了地理信息系統(tǒng)和地質(zhì)災(zāi)害的概念和特點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上對(duì)比分析了傳統(tǒng)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)手段和地理信息系統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)、評(píng)估及防治方面的優(yōu)缺點(diǎn)，通過(guò)本文的研究，能夠在未來(lái)地址災(zāi)害監(jiān)測(cè)，評(píng)估等方面提供信息技術(shù)和手段。

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；地質(zhì)災(zāi)害；特點(diǎn)；應(yīng)用

0引言

地理信息系統(tǒng)作為一門新興綜合交叉學(xué)科，正從分散的、單一功能發(fā)展為多功能的共享信息系統(tǒng)，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到農(nóng)業(yè)，氣象，林業(yè)，地礦，災(zāi)害等多個(gè)領(lǐng)域。通過(guò)搜集具有空間信息的相關(guān)數(shù)據(jù)，綜合利用地理信息系統(tǒng)的分析功能，對(duì)所獲得的空間數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，以便能夠?yàn)楣芾碚哌M(jìn)行決策提供科學(xué)的可到的數(shù)據(jù)支持。本文通過(guò)對(duì)地理信息系統(tǒng)和地質(zhì)災(zāi)害特點(diǎn)進(jìn)行分析，研究地理信息系統(tǒng)如何在地質(zhì)災(zāi)害領(lǐng)域中得到充分利用。

1地理信息系統(tǒng)的概述及特點(diǎn)

地理信息系統(tǒng)科學(xué)是地理學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)交叉學(xué)科，它是在計(jì)算機(jī)的軟件和硬件支持下，對(duì)搜集到的具有地理空間和屬性信息的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，通過(guò)人為或人工智能的方式解決問(wèn)題，是集成數(shù)據(jù)搜集，管理，處理，分析，決策為一體的一門綜合的技術(shù)科學(xué)，目前已經(jīng)廣泛的應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域中。地理信息系統(tǒng)具有三維空間性，時(shí)間動(dòng)態(tài)性和多源海量數(shù)據(jù)分析和處理的特點(diǎn)。其重要特征是在計(jì)算機(jī)軟硬件的支持下，能夠?qū)⒍嘣吹倪b感數(shù)據(jù)，地理數(shù)據(jù)，地圖數(shù)據(jù)以及其他的社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)（空間化）進(jìn)行處理和分析，對(duì)具有不同屬性信息和空間信息的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類處理，按照給定的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的科學(xué)化管理；另外，構(gòu)建地理空間決策模型是地理信息系統(tǒng)的一個(gè)重要特征之一，它可以將標(biāo)準(zhǔn)化處理后的數(shù)據(jù)按照模型的需求進(jìn)行輸入，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬和預(yù)測(cè)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)資源、環(huán)境和社會(huì)等因素之間的對(duì)比和相關(guān)分析，為決策者在未來(lái)情景模式變化下的地理要素變化提供科學(xué)依據(jù)。

2地質(zhì)災(zāi)害的概念及特點(diǎn)

地質(zhì)災(zāi)害是指在自然或者人為因素的作用下形成的，對(duì)人類生命財(cái)產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境造成破壞和損失的不良地質(zhì)作用或地質(zhì)現(xiàn)象。主要有崩塌、滑坡、泥石流、地裂縫、地面沉降、地面塌陷等，對(duì)人類社會(huì)的生存環(huán)境產(chǎn)生重要影響的災(zāi)害。

（1）崩塌：

是指陡坡上的巖土體，受到內(nèi)力和外力相互作用，導(dǎo)致其穩(wěn)定性遭到破壞，突然脫離母體向下崩落的地質(zhì)現(xiàn)象。

（2）滑坡：

是指斜坡上的土體或巖體，由于受到自然因素（地震，暴雨等）或人為因素（爆破）的影響下，沿著一定的滑動(dòng)面，整體地或部分土體或巖石沿滑動(dòng)面向下滑動(dòng)的現(xiàn)象。

（3）泥石流：

是指受到各種自然因素（暴雨）或人為因素（森林砍伐等）綜合作用下，在山區(qū)或溝谷中出現(xiàn)的，含有大量泥沙和石塊等固體物質(zhì)的洪流，是高濃度的固體和液體的混合顆粒流。

（4）地面塌陷：

地面塌陷是指地表巖、土體在自然或人為因素作用下向下產(chǎn)生陷落，并在地面形成塌陷坑（洞）的一種動(dòng)力地質(zhì)現(xiàn)象。

（5）地裂縫：

地表巖、土體在自然或人為因素作用下，產(chǎn)生開裂，并在地面形成一定長(zhǎng)度和寬度裂縫的現(xiàn)象。

（6）地面沉降：

在自然因素和人為因素作用下形成的地面垂直下降的現(xiàn)象。人為因素主要指開釆地下水、油氣資源以及局部性荷載等。地質(zhì)災(zāi)害通常具有必然性或不可避免性、周期性、群發(fā)性、與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的互饋性、可防御性和防治的長(zhǎng)期性等特點(diǎn)。必然性：地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生是在自然或人為因素以及多種地質(zhì)災(zāi)害形成條件和影響因素疊加作用，它的發(fā)生是各種要素漸進(jìn)累積的結(jié)果。周期性：地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的規(guī)模、頻率及破壞程度隨時(shí)間發(fā)生有規(guī)律的強(qiáng)弱交替變化的現(xiàn)象。研究地質(zhì)災(zāi)害的周期性特點(diǎn),對(duì)于認(rèn)識(shí)地質(zhì)災(zāi)害活動(dòng)規(guī)律,進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)具有十分重要的意義。群發(fā)性：一個(gè)地區(qū)或區(qū)域內(nèi)大量地質(zhì)災(zāi)害同時(shí)并發(fā)的現(xiàn)象。如強(qiáng)烈地震常在震中及周圍地區(qū)引發(fā)大量的地裂縫以及崩塌、滑坡、地面塌陷；大面積的暴雨、洪水常引發(fā)數(shù)以千萬(wàn)計(jì)的崩塌、滑坡、泥石流。群發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量多、分布廣,不但破壞損失嚴(yán)重,而且防治尤其困難。與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的互饋性：在地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)，地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生嚴(yán)重的阻礙；而穩(wěn)定的地質(zhì)環(huán)境，則能促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。可防御性：雖然許多地質(zhì)災(zāi)害都具有突發(fā)性，但通過(guò)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害類型及成因的綜合分析，能夠防止某些地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生或?qū)⑵湓斐傻膿p失降到最小。防治的長(zhǎng)期性：地質(zhì)災(zāi)害的治理，需要經(jīng)過(guò)幾年甚至十幾年才能達(dá)到治理效果。

3地理信息系統(tǒng)在地質(zhì)災(zāi)害中的應(yīng)用

地理信息系統(tǒng)在地質(zhì)災(zāi)害中的運(yùn)用主要包括，對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)，地質(zhì)災(zāi)害的快速評(píng)估、地質(zhì)災(zāi)害的模擬，地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測(cè)以及地質(zhì)災(zāi)害防治等方面。

（1）地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè):

單純依靠傳統(tǒng)的地面調(diào)查的方法監(jiān)測(cè)地質(zhì)災(zāi)害，不僅周期長(zhǎng)、費(fèi)用高、見效慢，有些地方交通不便，特別是地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)地區(qū)，地面調(diào)查工作難度較大，危險(xiǎn)性高，且難以準(zhǔn)確判斷[1]；利用地理信息系統(tǒng)技術(shù)，通過(guò)獲得到的多源遙感數(shù)據(jù)，通過(guò)人機(jī)交互方式對(duì)受災(zāi)地區(qū)進(jìn)行解譯同，可以準(zhǔn)確、直觀、全面、多角度、快速的觀察和研究地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生和發(fā)展過(guò)程，以便降低災(zāi)害對(duì)生命財(cái)產(chǎn)的損失，為科學(xué)決策提供及時(shí)可靠的數(shù)據(jù)。

（2）地質(zhì)災(zāi)害損失快速評(píng)估:

地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生后，可能造成道路及通訊的中斷，人員及設(shè)備很難及時(shí)到達(dá)災(zāi)害中心，對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害程度及造成的損失不能及時(shí)掌握，直接影響救援及物資的投放[2]；利用地理信息系統(tǒng)海量的地理信息數(shù)據(jù)，可以解譯并對(duì)比分析地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生前及發(fā)生后的遙感影像，能夠快速確定地質(zhì)災(zāi)害中心區(qū)域破壞程度及損失，對(duì)后續(xù)救援及治理具有重要指導(dǎo)意義。

（3）地址災(zāi)害模擬:

依據(jù)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的條件，將可能發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害地理要素逐個(gè)加入到地理信息系統(tǒng)中，通過(guò)地理信息的空間疊加和判別功能，并結(jié)合地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的臨界值，對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生和發(fā)展過(guò)程進(jìn)行判斷，采用地理信息系統(tǒng)構(gòu)建的場(chǎng)景，模擬地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生、發(fā)展、形成的過(guò)程，模擬地質(zhì)災(zāi)害產(chǎn)生后對(duì)周邊環(huán)境的影響，全方位、多角度挖掘?yàn)?zāi)害信息，為地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)提供科學(xué)依據(jù)。

（4）地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè):

利用傳統(tǒng)方法對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測(cè)不但費(fèi)時(shí)，費(fèi)力，對(duì)突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害往往預(yù)測(cè)比較困難；利用地理信息系統(tǒng)，通過(guò)收集同一地區(qū)特別是地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)不同時(shí)段的氣象、水文、土壤、巖石等資料，利用計(jì)算機(jī)及相關(guān)軟件，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)及數(shù)字模型[3]，通過(guò)模擬該地區(qū)環(huán)境地質(zhì)條件特征及發(fā)展變化趨勢(shì)，能夠模擬甚至預(yù)測(cè)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生[4]。

（5）地質(zhì)災(zāi)害防治:

傳統(tǒng)的地質(zhì)災(zāi)害防治方法，其重點(diǎn)主要放在了“治”上，通過(guò)工程及技術(shù)手段對(duì)地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行綜合治理，通常需要投入大量的人力、物力和財(cái)力，有時(shí)達(dá)到的效果并不理想；利用地理信息系統(tǒng)，將地質(zhì)災(zāi)害區(qū)的地學(xué)特征及信息進(jìn)行搜集、整理、輸入，通過(guò)地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模擬及模型分析，對(duì)于預(yù)測(cè)可能發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的地區(qū)進(jìn)行人工干預(yù)，將可能誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的因素進(jìn)行綜合處理，能夠減少甚至避免地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生[5]。

4結(jié)論

利用地理信息系統(tǒng)的空間性、動(dòng)態(tài)性及海量數(shù)據(jù)的處理能力，通過(guò)搜集地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)氣象、水文、土壤、巖石等資料，建立數(shù)據(jù)庫(kù)及數(shù)字模型，通過(guò)對(duì)數(shù)字模型的反演，能夠預(yù)測(cè)災(zāi)害、指導(dǎo)救援，因此將利用技術(shù)手段避免地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生成為可能。但由于不同地區(qū)引起地質(zhì)災(zāi)害的原因不能完全一致，因此建立的地質(zhì)災(zāi)害反演與預(yù)測(cè)模型也不盡相同，如何將同一預(yù)測(cè)模型應(yīng)用到不同的地區(qū)，將是值得探索的。

參考文獻(xiàn):

[1]黃世秀.GIS在環(huán)境地質(zhì)研究中的應(yīng)用[J].資源調(diào)查與環(huán)境,2010,(1).

[2]徐慧芳.地理信息系統(tǒng)在地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估中的應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì),2009,(1).

[3]盧以堂.地理信息系統(tǒng)及其在地質(zhì)災(zāi)害研究中的應(yīng)用[J].中國(guó)水運(yùn)2008,(1).

[4]余波,陳占恒.水電工程地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中的遙感技術(shù)應(yīng)用[J].貴州水電發(fā)電,2004,(5):18-22.

[5]李焯芬,陳虹.雨水滲透與香港滑坡災(zāi)害[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì),1997,24(4);34-38.

作者：李艷清 單位：吉林省地礦勘察設(shè)計(jì)研究院