关于地理信息系统的发展及在地质灾害方面的应用作用分析

鲁国防

（甘肃煤炭地质勘查院，甘肃 兰州 730000）

随着社会的不断发展和进步、人口的迅速增长和工业活动的增加，使得地质灾害发生的频率和影响的范围越来越大，已经严重地威胁到了人类的正常活动和生命安全。因此需要开展地质灾害方面的研究，帮助人们减少在灾害中的损失，保障人们生命财产的安全。地理信息系统自21世纪以来，在地质灾害研究方面取得了飞速的发展。各个国家利用地理信息系统开展的地质灾害研究越来越多，应用水平也在不断地提高。

1 地理信息系统的特点及其功能

地理信息系统作为一门新兴的技术性学科，它使计算机和地理进行了完美的结合，通过计算机强大的计算能力，将收集到的地理信息和空间信息进行分析和处理，然后反馈给相应的设备，在通过人工智能系统去进行问题的解决。它是一项集数据搜集、处理分析、决策为一体的综合性学科。因为其强大的数据处理和分析能力，被广泛地应用于各个领域中。

地理信息系统具有独特的三维空间性和时间动态性，并且它可以对搜集到的大量数据进行分析和处理，它利用计算机强大的内存和运算能力，将获取到的地理数据、地图数据和其他的各种社会数据进行归类整理，按照制定的标准，再对这些数据进行处理，以此实现对这些数据的科学化管理和应用。同时地理信息系统还可以构建出地理空间决策模型，它可以将处理过后的数据进行分析和预测，帮助决策者做出一系列的分析，进而对地理因素未来的变化进行有效的预测。

地理信息系统的功能主要可以分为以下三类。第一个功能就是地图管理功能，地理信息系统因为结合了计算机系统，所以具有很大的空间内存，它可以将搜集到的地图资源信息存储到地理信息系统的数据库当中，然后还可以根据地图资源的更新变化来进行及时的更改和更新，相比较于传统的题图，具有更高的参考价值和准确性，对地质灾害工作的发展有着一定的推动作用。第二个功能就是空间分析与查询，地理信息系统具有空间定位的功能，它可以通过建立数据库对地图资源信息进行收集和处理，然后制作成地理信息图像，这样就可以通过地理信息系统对相关的地理信息的数据进行查询。第三个功能就是地理模型预测。地理信息系统的核心是数据库里面收集的地理信息，在对不同的区域进行分析的时候，可以利用其地理空间信息来实现地理模型的预测，这个功能可以通过对数据库内地理信息的分析，对某个未知结果进行预测和判断，因此可以对地质灾害的可能性进行预测。

图1 地理信息系统获取的标高分析图

2 地理信息系统的发展

我国地理信息系统的发展起步较晚，与其他的发达国家还有一定的差距，但是它的发展十分地稳定、快速。自从地理信息系统在国内被应用以来，取得了较大的成就，其发展阶段可以大概地分为起步阶段、试验阶段和全面发展三个阶段。

我国在20世纪70年代才开始尝试将电子计算机应用到测量、制图以及遥感领域中，然后经过一系列的研究和不断的实践，国家测绘局得到了部分的地形测量图和航空摄影图，这也为地理信息系统数据库的建立和发展打下了基础和铺垫。之后国内著名的陈述彭教授提出了地理信息系统这个概念。

在之后的20世纪80年代，随着遥感技术的大力发展和研究，地理信息系统也进入了试验的阶段，并且成立了一个专门的机构用于研究地理信息系统应用。这个阶段研究的内容更多的是偏向于理论知识和数据的收集，其中包括数据的规范化、数据的标准化、建立空间数据库、分析算法与数据处理和应用软件的开发等。

80年代末我国的经济开始稳定的发展，中国地理信息系统也开始走上全面发展的道路。随着沿海地区经济的快速发展和外资的引进，土地资源变得越来越重要，发展地理信息系统的应用成为重中之重。因此，中国地理信息系统也进入了全面发展阶段，大量的资金投入和人才的培养也促进了地理信息系统的全面发展。

3 地质灾害的概念及特点

地质灾害并不全是因为大自然的运动而产生的，它也有可能是在人为因素的作用下形成的，这些不良的地质现象会对人类的生存条件和环境造成严重的破坏。主要有山体滑坡、泥石流、地面沉降等。这些地质灾害都会给自然环境和人们的正常生活带来严重的影响，而且它们都有着以下的特点。地质灾害的发生有着一定的必然性，地质灾害的发生是在多种因素的影响和累积下所导致的，这些现象是不能安全避免的。地质灾害的发生还有着一定的周期性，它发生的规模和破坏程度会随时间有规律地进行强弱交替，研究它的周期性特点，可以帮助人们认识了解灾害活动的规律，对于进行预防和预测有着重大的意义。而且很多的地质灾害具有群发性，比如在大地震的时候，就会引起崩塌、滑坡等多种地质灾害，这样群发性的地质灾害不仅破坏力强，给人们的生命财产造成严重的威胁，而且进行防治也是十分的困难。同时地质灾害具有可防御性，虽然地质灾害的发生十分的突然，但是通过对地质灾害类型及成因的综合分析，就可以在很大的程度上将地质灾害造成的损失降到最小，通过一系列的研究和治理，也可以使地质灾害发生的次数逐渐地减少。

4 地理信息系统在地质灾害中的应用

4.1 地质灾害监测

传统的地质灾害监测只能依靠地面调查的方法去进行，这样的监测方法周期长、消耗的费用也高，而且监测的效果不好，一些偏远的地区和地质灾害频发的地区调查的难度很大，而且监测人员都生命安全得不到足够的保障，并且难以进行准确的判断。利用地理信息系统技术，可以通过无人机或者卫星获得大量的遥感数据，在通过计算机将这些数据进行处理和分析，这样就可以快速直观地了解到地质灾害的发生和发展过程，同时进行后续情况的预测，降低灾害对自然环境和人民生命财产的影响，为之后的决策和救援活动提供及时科学的数据支持。

4.2 地质灾害损失评估

地质灾害在发生之后，一般会造成严重的道路和通讯的中断，使得救援人员和设备很难到达灾害的中心，对于灾害造成的损失和灾害的严重程度不能及时地掌握，由此影响到救援活动的指挥和进行。利用地理信息系统海量的地理信息数据，可以快速地将灾害前和灾害后的遥感影像进行对比分析，从而快速的确定灾害发生的中心和灾害造成的破坏程度，对地质灾害造成的损失进行评估，对之后的救援和治理活动有着重要的指导意义。

4.3 地质灾害模拟

利用地理信息系统还可以对地质灾害进行模拟，依据地质灾害发生的原因，将各种的要素逐个加入到地理信息系统中，运用其强大的计算能力和分析能力，对地质灾害发生、发展、形成的过程进行模拟，同时模拟出地质灾害发生后周边环境的变化和灾害的破坏程度，为地质灾害的预报工作提供科学合理的理论依据。

4.4 地质灾害预测

传统的地质灾害预测不仅会消耗大量的时间和资金，而且对于突发性的地质灾害往往不能够准确的预测。利用地理信息系统收集地质灾害频发区的天气、水流、土壤等资料，再利用计算机强大的计算能力以及之前存储的各种数据信息进行对比和计算，对该地区的地理环境和地质条件的发展进行预测模拟，由此可以得知发生地质灾害的概率，并且通过科学合理的方法去降低这个概率，减少地质灾害的发生。

4.5 地质灾害防治

地质灾害的防治主要是在通过工程及技术手段对地质灾害进行综合治理，这样的防治方法不仅投入大而且效果很差，根本不能对地质灾害进行有效地防治。通过地理信息系统，我们可以将地质灾害频发区的各种地理信息和社会信息进行搜集和分析处理，建立起的数据模拟及模型分析，对地质灾害发生的情况进行预测，从而提前地进行人工干预，将有可能导致地质灾害发生的因素进行及时的处理，从而降低地质灾害发生的概率甚至于避免此类事件的发生。

5 结语

地质灾害的发生一般都具有很强的突发性，而且造成的情况十分严重，不仅会破坏大自然的环境还会对居住在当地的人们带来严重的威胁。运用地理信息系统可以很方便地进行地质灾害的预测、监测、防范，帮助救援人员制定出合理科学的救援方案，保障了灾区人民的生命财产安全。这个系统对于我国这样疆域广阔的国家而言是十分重要的，我们应加强对该技术的创新和提高，更好地为国家和人民服务。