基于GIS技术的地质灾害应用研究

李辉

摘 要：地理信息系统（GIS）是一种空间信息处理技术系统，不仅在各类学科及人类生产生活、经济建设中发挥着基础性的作用，更是为地质灾害、城市规划等深层次研究提供了有利支撑。文章从GIS技术的基本概念入手，通过对其应用现状及发展趋势的简述，在基于GIS技术处理上，结合目前我国地质灾害特点及进展作进一步探析。

关键词：地理信息系统；地质灾害；应用分析

中图分类号：P208 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）16-0163-02

Abstract： Geographic Information System （GIS） is a kind of spatial information processing technology system， which not only plays a fundamental role in various disciplines， human production and life， economic construction， but also provides a favorable support for geological disasters， urban planning and other deep-seated research. This paper starts with the basic concept of GIS technology， through the brief introduction of its application status and development trend， on the basis of GIS technology treatment， combined with the characteristics and progress of geological hazards in our country at present.

Keywords： Geographic Information System （GIS）； Geological hazards； Applied Analysis

由于我國地处环太平洋构造带及喜马拉雅构造带交汇处，加之人为过度索取，导致地质灾害频发。具有类型多样化、突发性强、区域性广等特点，对地区经济发展、社会安定、生产生活起着至关重要的作用。地理信息系统处理核心在于计算机系统，通过对地质灾害参数地搜集、管理、运算，整合各类要素，实现GIS技术与地质灾害研究的交叉应用。本文从GIS概念、现状、趋势出发，基于GIS技术对我国地质灾害信息处理作进一步探究。

1 GIS技术及地质灾害综述

1.1 GIS概念简述

地理信息系统是一门方兴未艾的新技术学科，通过搜集、分析和可视化系统操作，充分利用计算机技术，实现对地理参照数据地快速精确处理，涉及信息涵盖人文经济、地质灾害、大气环境等[1]。虽然处理核心仍然是计算机科学，但区别于其他系统的不同之处在于：GIS的处理对象是空间数据，不仅要对该类数据定位，还要对其按地理坐标编码，建立数据库，实现空间分析。（见图1）主要特征表现为：三维空间性、构建地理空间决策模型，由人员、数据、硬件、软件、过程五个部分组成，分为：专题、区域、地理信息系统工具三大类，目前来说，我国的地理信息系统不断渗透到各个行业，影响着人们的工作及生活方式。

1.2 我国地质灾害简述

地质灾害指在地质环境下，通过致灾动力条件（人为或自然），对人类生存、财产安全造成危害或有可能性灾害后果的地质事件。其分类主要由以下三方面构成：其一，根据地质环境变化分为突变、缓变型。其二，根据成因分为自然、人为以及共同作用三类。其三，根据空间分布分为大陆、海洋两类[2]。常见地质灾害主要有：地壳活动、斜坡岩土体运动、特殊岩土、海岸带、海洋地质等灾害。我国地质灾害呈现种类多样、分布范围广、不可避免性、突发性等特点。

2 GIS在地质灾害研究中的应用

2.1 基于GIS技术的地质灾害应用分析

GIS在地质灾害应用广泛，包括评估、分区、模拟、应急、防治预警多个方面，以下作逐一分析。

地质灾害评估：根据收集、筛选到的地质灾害的相关数据建立数据库信息管理系统。一方面对地质灾害的危险程度进行评估，分析灾害的影响因素，对防灾减灾工作提出可行性建议，另一方面对未来可能发生的灾害进行预报监测[3]。

地质灾害危险性分区：建立详细精确的系统研究模型，利用空间数据库及可视化分析功能，对所灾害发生概率、速率、范围、强度、区域等信息进行有效处理。同时，确定评价预测指标，实现对地质灾害发生频次、程度自动化计算，保证结果的准确性，对该区域地质灾害进行预测，对减灾、防治、预警工作的进一步开展具有深远意义。

地质灾害模拟：建立灾害发生的必然因素及必要条件的基础上，将各要素输入进地理信息系统内，结合灾害发生临界值，构建场景，通过空间叠加及判别对灾害发生全过程进行模拟，从而提高科学防灾能力。

地质灾害应急：灾害发生，需要第一时间进行应急指挥，这时需要有海量有效的数据支持，来帮助指挥者做出快速正确的判断分析。在充分利用GIS技术的前提下，将灾害相关的实时数据输入进数据库，实现统一管理，即时进行应急指挥，从而减轻灾害发生所带来的损失。

地质灾害防治预警：基于GIS技术，对灾害频发区域的地学数据进行采集、提取、整理、分析，利用其叠加功能，创建地质灾害历史数据库，根据分析功能所显示的结果，进行动态评估及发展趋势的预测，从而对灾害发生可能性较大的区域实行人工干预，最大限度地减少灾害发生，提高预警能力。

2.2 基于GIS地质灾害系统的应用现状

近年来，随着GIS技术研究的不断深入，其在地质灾害评价研究中发挥着指导性的作用。根据不同模型进行风险评估，提取地理元数据，分区赋值得到致灾因素，通过加权图层得到易发程度数值，从而为地质灾害防治、预警提供依据。

当前，地理信息系统应用在地质灾害评估研究取得较大进步，能够较好利用可视化软件开发工具及GIS空间数据处理功能，实现对海量地理數据搜集、整理、分析。其应用现状分为以下两方面：一方面，可以根据数据搜集进行地形分析，制作地形分析图，向研究人员清晰明了地提供纷繁复杂的地质情况。另一方面，地质灾害评估范围不断延伸，从技术上提高了评估的信度和效度，降低了工作人员的研究难度[4]。

2.3 现有系统存在不足

当前，我国GIS研究工作起步较晚，虽然取得不错成效，仍有以下几点不足之处：第一，现有系统缺乏统一的组织规划。虽然大多数频发地区建立了地质灾害系统，但是总体来说，相互间的联系较少，数据共享难以实现，灾情发生后，需要综合所属范围内的全部数据，造成信息不能进行及时搜集、筛选、分析，拖延了救灾时间。第二，现有系统实用性不足。GIS技术需要精通地学及计算机编程的综合性人才，而目前这类人才较少，多数局限于单个方面的研究，因此，系统设计的预见预测能力、系统全面开发能力、结合应用实际能力较为薄弱[5]。第三，建设周期过长。整个系统建设需要三年左右，而计算机技术发展更替速度较快，软、硬件也随之快速升级更新，可能导致地质灾害系统刚建设完成就过时了，不仅使得系统不能够得到充分运用，也使得经济效益没有得到最大程度地发挥，造成财力、人力等有限资源的浪费。

2.4 基于GIS地质灾害系统的可行性建议

基于以上，技术人员可做如下尝试：第一，建立多级联动管理系统。采用多层结构模式，实现数据共享。第二，充分利用组件式GIS。技术人员只需将与灾害相关的信息、资料封装成组件嵌入到系统中即可，充分利用该系统无缝集成的特点，最大程度地保证了系统的实用性[6]。第三，构建智能化系统。充分利用卫星气象数据及遥感数据，建立自动化的系统，增加远程会商功能，提高决策的科学性，发挥经济效益。

2.5 基于GIS地质灾害系统的发展趋势

未来，随着计算机技术的不断变革创新以及GIS研究体系更加成熟，将向着GIS虚拟化、智能化的趋势向前发展，提供更加精确的地理数据，制作更加精良的地形分析图，实现基于地理信息系统的地质灾害预警防治工作日臻完善，抓住地质灾害形成规律，提高工作质量及工作效率，搭建起地理信息系统与信息高速公路的桥梁[7]。

3 结束语

当今时代，地理信息系统以一种不可逆转、不可抗拒的力量渗透在各学科、各领域，实现了系统功能单一到多样化、宽领域、深层次的转变。我们应该不断研究和探寻，从现有问题出发，结合当前应用现状，构建智能多级联动系统，充分利用组件式GIS技术，锐意创新以弥补当前工作开展的不足之处，提高自动化水平及科学决策能力，促进GIS技术开启全新视角，协同推进其在地质灾害预报、监测工作方面不断向前进步。

参考文献：

[1]李艳清.地理信息系统在地质灾害研究中的应用研究[J].吉林地质，2016（2）.

[2]曲雪研，李媛，杨旭东，等.中国地质灾害总体特征与形式分析[J].中国地质在灾害与防治学报，2016（4）.

[3]李月华.地理信息系统在地质灾害评估中的应用[J].低碳世界，2017.

[4]曾钱帮，何小萍.地理信息系统的开发工具及其在地质灾害研究中的应用进展[J].工程地质计算机应用，2005（4）.

[5]占辽芳，廖野翔，彭颖霞，等.GIS技术在地质灾害研究中的应用[J].测绘与空间地理信息，2011（1）.

[6]徐慧芳.地理信息系统在地质灾害评估中的应用[J].内蒙古科技与经济，2009（2）.

[7]邓赵辉.地理信息系统的开发技术、现状及发展趋势[J].电子制作，2016.