地理信息系统在应对自然灾害中的实践思考

张天军

地理信息系统在应对自然灾害中的实践思考

张天军

（黑龙江省减灾中心，黑龙江 哈尔滨 150001）

立足于自然灾害管理系统建设的总体目标，并结合灾害管理实际功能需求、工作操作流程需要、技术难度，在已有基础地理信息资料、相关灾情信息和技术基础上，利用计算机技术、GIS技术的处理技术和方法，构建自然灾害管理系统。该系统实现了科学、准确、快速地对减灾救灾数据资源的统计分析及多维性、可视性展示，提高了减灾科技化水平和工作效率，从而更好地为灾害应急管理提供决策分析与支持。

自然灾害；地理信息系统；减灾救灾；数据资源

近年来，随着国家和社会的迅猛发展，同时，在“大应急”形势的需求下，地理信息系统在防灾减灾救灾中发挥的作用日益突出。在科学技术不断进步的同时，GIS的技术及其应用也不断地成熟和发展起来，全国各省市也都陆续开始依托地理信息系统建立自己的自然灾害管理系统，以便能更好地综合利用涉灾相关数据，提高防灾、减灾、救灾科技化水平，为灾害风险防范、应急救灾指挥和涉灾数据管理等方面提供支持。大部分防灾、减灾、救灾中所涉及的数据资源与地理空间信息有着密切的关系，利用GIS技术能够更加有效地、清晰地、直观地对这些数据资源进行管理并综合分析，最终为防灾减灾救灾部门及其相关领导提供决策辅助。

1 地理信息系统的基本概念及特点

地理信息系统是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，运用系统工程和信息科学理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供管理、决策等所需信息技术的技术系统。简单地说，地理信息系统就是综合处理和分析地理空间数据的一种技术系统。也可以说，地理信息系统是对空间数据进行采集、编辑、存储、分析和输出的计算机信息系统[1]。地理信息系统是一个工具，是一种为地理研究和决策提供服务的信息系统。

地理信息系统可以有效把地理数据的空间信息、多维结构特征以及时序特征等方面完整地展现出来，能够使数据客观地表达。同时，地理信息系统能够进行空间分析，根据分析结果，提供决策辅助，通过其方便的信息共享方式，更好地为人们的生产、生活提供支撑。它可以广泛应用于防灾减灾救灾、气候监测、环境保护、农业管理、林业管理等各个方面。

利用地理信息系统技术，人们只需要动动鼠标，就可以查询到想要知道的地理空间信息，包括这地方有什么、它周围有什么、怎么去这里、如何去这里等。

2 地理信息系统在自然灾害应急管理中的应用

在“大应急”形势下，做到系统、科学、有效地管理自然灾害，就必须收集大量涉灾相关数据，并将这些信息的属性数据和空间数据相融合。这样，当灾害发生时，才能清楚地知道灾害发生的位置、灾害发生地的周围环境（道路交通、学校、医院、隐患点等）、附近有无避难所、救灾物资储备库。依据这些基础条件进行分析，可以对灾情作出快速反应，快速、科学地应对灾情，减轻灾害损失，保障人民群众的生命财产安全。基于此，将地理信息系统应用于自然灾害的管理是必要的，也是有科学依据的。

地理信息系统如图1所示。

图1 地理信息系统

2.1 系统的总体目标

首先将多源自然灾害资源数据（洪涝、风雹、干旱、生物灾害、低温冷冻等）和基础地理空间数据有效地进行融合，建立基于GIS技术的面向应急救灾指挥应用系统的基础地理空间框架数据库和自然灾害专题空间数据库，开发基于GIS可视化技术的应急救灾指挥系统，为各级相关领导在自然灾害发生第一时间内科学、合理、有效地进行应急辅助决策分析（危险评估与规划、灾情缓解、预防和准备、快速反应、恢复重建）提供灾害以及城市基础设施地理位置空间分布可视化服务平台技术支撑。

2.2 系统的主要功能

2.2.1 基础地理信息数据的可视化表达与展示功能

采用不用颜色与样式的符号、线条、区域及填充图案等方式，形象、直观地表达行政区划、行政中心、居民区、农田、水文、交通等基础地理空间地图数据。

2.2.2 GIS基本功能

基础操作：图层放大、缩小、自由缩放；点选、圆形选择、矩形选择及多边形选择等。

地图绘制：绘制点、线、面及标注文本等。

布局编辑：布局的放大与缩小、布局显示特性设置、布局对象绘制、布局打印设置以及布局中对象的调整等。

图形属性的互动查询：可实现空间查询，从图到属性的查询，也可以实现由属性到图形的查询。

2.2.3 自然灾害数据接口功能

系统自动化接收多种格式（*.txt、xls、mdb等）灾害数据至系统数据库，与GIS 数据匹配进行定位。

2.2.4 数据综合查询、管理、统计分析及输出功能

综合查询：根据查询项目，提供多种组合条件进行模糊查询，查询结果可以导出至EXCEL表格。

数据管理：对系统数据库进行数据编辑、新增、删除，同时与相应灾害地图数据同步操作（编辑灾害发生地、新增灾害发生地、删除灾害发生地）。

统计分析：对查询结果进行自定义项目、分类统计分析，提供最大值、最小值、平均值、汇总、统计数量等数据。

数据输出：对查询结果及统计分析结果，可以自动化导出至EXCEL表格文件。

2.2.5 自然灾害空间地图可视化表达与展示功能

采用不同颜色的符号样式表达与展示不同种类（干旱、洪涝、风雹、生物灾害、低温冷冻、雪灾、地震等）自然灾害发生地点专题数据，形象、直观、一目了然。

2.2.6 GIS空间分析功能

各级行政行政中心定位：依据各级行政中心全名或者名称部分内容，进行模糊查询、定位显示。

公路定位：依据各等级公路名称或者名称部分内容，进行模糊查询、定位显示。

人口聚集地定位：依据各等级行政区划（乡、镇、县、市）名称或者名称部分内容，进行模糊查询、定位显示。

空间地理搜索分析：依据上述三种定位查询，可以继续以查询结果为基准进行一定距离范围空间搜索查询、统计、分析及输出。

2.2.7 GIS专题分析功能

依据一项或者多项相关灾害指标数据，基于GIS地图数据可以制作多种方式专题图（范围专题图、等级符号专题图、点密度专题图、独立值专题图、饼图、直方图、格网专题图）显示。

2.2.8 GIS地图输出功能

系统GIS地图及专题图可以直接输出至打印机或者多种格式（WMF、JPEG、BMP、GIF、PNG、PSD、TIF）图像文件。

3 结束语

将地理信息系统技术应用于自然灾害应急管理系统，可以提升自然灾害管理系统处理灾情的应急水平，可以使防灾减灾救灾相关资源数据的展示无论从空间上还是从时间序列上更加清楚明了。这种把灾害相关信息和基础地理信息相结合而产生的结果，通过可视化的图形、图像方式呈现给决策管理人员，从而为决策的制订提供了辅助支持，并且提高了灾害应急管理工作的效率。自然灾害应急管理系统将评价分析、模拟预测模型与地理信息系统集成为一体，不仅提高了模型的应用水平，也拓宽了地理信息系统的应用范围。

总之，在自然灾害应急管理系统中，GIS在涉灾相关数据管理、可视化、决策辅助支持等方面发挥了重要的作用。由于技术的发展，将过去基本上都是一些二维GIS的应用可以拓展到三维，为灾害过程的分析提供了有力支撑。自然灾害应急管理系统是一个多维的、实时的、综合的系统，因此，在技术发展的同时，GIS还要与RS（Remote Sensing）有机集成，利用卫星遥感数据，制作与发布相应的产品以及对灾情的应急监测与评估。这样才能更好地为自然灾害管理提供更高层次的辅助决策支持。

［1］汤国安，闾国年.地理信息系统教程［M］.北京：高等教育出版社，2007.

［2］王廷，曹俊茹，袁兴明.基于GIS的城市防灾减灾决策系统设计［J］.山东理工大学学报（自然科学版），2012（1）：37-40.

［3］欧其健.浅谈地理信息应急服务能力的提高［J］.测绘与空间地理信息，2012，35（6）：127-129.

P208

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.17.064

2095－6835（2019）17－0137－02

〔编辑：王霞〕