地理信息年系統(tǒng)(GIS)在地質(zhì)災害中的應用-高榮

吉林大學在職工程碩士班《地理信息系統(tǒng)》讀書報告233-地理信息系統(tǒng)(GIS)在地質(zhì)災害中的應用高榮根據(jù)我單位具體承擔工作的實際，結(jié)合吉林大學在職工程碩士班《地理信息系統(tǒng)》課程要求，完成此報告。由于個人水平有限，錯誤之處敬請指正。摘要：地質(zhì)災害是一種與人類活動密切相關(guān)的地質(zhì)活動過程，地質(zhì)災害評估是地質(zhì)災害防治的重要環(huán)節(jié)之一，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的地質(zhì)災害評估方法已不能滿足當前工作的需要，數(shù)字制圖技術(shù)和3s技術(shù)的飛速發(fā)展，使得地質(zhì)災害信息實時和可視化處理成為可能，GIS是地質(zhì)災害研究中的重要工具，將GIS應用于地質(zhì)災害評估工作中，通過建立地質(zhì)災害評估數(shù)學模型，使GIS和傳統(tǒng)地質(zhì)災害評估方法相結(jié)合，將大幅度提高地質(zhì)災害評估的效率，實現(xiàn)地質(zhì)災害評估的計算機管理，提高地質(zhì)災害管理的信息化水平，為決策管理部門提供正確及時的信息，對于減輕地質(zhì)災害造成的損失，制定正確的抗災、救災政策提供重要的輔助決策支持作用。GIS正處于急劇變化與發(fā)展之中。目前，國內(nèi)外利用地理信息系統(tǒng)，主要用于國土和城市規(guī)劃，地籍測量，農(nóng)作物估產(chǎn)，森林動態(tài)監(jiān)測，水土流失，地下水資源管理和礦產(chǎn)資源勘測，潛力分析及開發(fā)等眾多領(lǐng)域。而GIS在地質(zhì)災害的應用也在不斷擴大，現(xiàn)在其在地質(zhì)災害的應用主要表現(xiàn)在這幾方面：一、GIS在地震上的應用GIS在地震中的應用表現(xiàn)在，地震分析、預報、預報、抗震、減災、救災、災后評估。最主要表現(xiàn)在預報，災害評估和減災。1、地震的預報地震是眾多自然災害中對經(jīng)濟發(fā)展和社會穩(wěn)定危害最為嚴重的一種災害。至今地震預報仍然是一個世界性難題。目前,進行地震預報的主要依據(jù)還是各種地震前兆,專家們根據(jù)發(fā)生的各種現(xiàn)象及經(jīng)驗進行地震預報。由計算機來進行數(shù)據(jù)的自動采集、異常的自動判別,然后再根據(jù)地理信息系統(tǒng)提供的豐富信息進行地震預測,可以更客觀、更系統(tǒng)地進行推理和智能決策。如：地震預報智能決策支持系統(tǒng)。2、地震災害的損失評估這是GIS在地震災害中的最主要的應用。一次破壞性地震所造成的災害評估主要是由房屋建筑破壞情況、人員傷亡情況和經(jīng)濟損失預估等決定的。而這些評估又要依賴于對各類建筑物的調(diào)查和相應的人口分布情況。對建筑物的調(diào)查要特別注重它的結(jié)構(gòu)類型、建筑質(zhì)量、設防標準等,并在此基礎(chǔ)上進行結(jié)構(gòu)的易損性分析。GIS為大區(qū)域的地震破壞和損失研究的實施提供了理想的平臺,在GIS下以方便地評估大震發(fā)生導致的社會經(jīng)濟影響。3、地震后的減災在地震后快速做出的決策是減少地震損失的很重要的途徑，利用GIS提供的，最短路徑等空間分析，為領(lǐng)導的決策提供客觀直接的意見。利用GIS做出的應急決策主要表現(xiàn)在這幾方面：①救災方案;②人員避震疏散;③各危險品貯存點的危險程度警告及防保措施;④地震火災輔助決策等等?？梢哉f,在震后數(shù)小時內(nèi),這幾個方面是與人們的生命安全密切相關(guān)的。二、GIS在崩塌、滑坡中的應用GIS在崩塌、滑坡中的應用主要表現(xiàn)在災前的風險評估。一般地質(zhì)災害可以分為災前孕育階段一一災害活動階段一一災后恢復階段。對于突發(fā)性的地質(zhì)災害，如崩塌、滑坡，其災害活動階段往往非常短暫。這類災害的評估主要是災前的風險評估與災后損失評估，從防災減災工作角度，為了爭取主動，防范于未然，災前風險評估尤為重要，是我們工作和研究的重點。1、、崩塌、滑坡的災前風險評估將GIS引入崩塌、滑坡災害危險性評價，主要是考慮到GIS的空間數(shù)據(jù)管理能力和其強大的空間數(shù)據(jù)分析能力，將其作為地質(zhì)災害危險性評價的分析工具，來加速崩塌、滑坡危險性評價的過程，提高危險性評價的精度。同時由于GIS獨特的空間分析功能，和超強的數(shù)據(jù)分析能力使得在崩塌、滑坡地質(zhì)災害危險性評價過程中又衍生出一些只有GIS才能完成的評價方法，而且，這種充分利用GIS功能的危險性評價方法還在不斷的產(chǎn)生。GIS支持下的崩塌、滑坡地質(zhì)災害危險性評價的目的是區(qū)分出不同危險性等級區(qū)域，并通過危險性制圖來反映。利用GIS進行地質(zhì)災害危險性評價，需要充分利用GIS的空間疊加分析功能將每個影響崩塌、滑坡的因素用一張專題地圖來表示?；谑噶康目臻g疊加分析中，多個專題圖層相互疊加產(chǎn)生了新的多邊形并且附帶了原來多個專題圖的屬性;基于柵格的空間疊加分析中，每一個圖層對應的柵格之間作相應的四則運算或者是函數(shù)運算，得到一張新的柵格專題圖，為各因素層運算之后的結(jié)果。基于GIS的崩塌、滑坡危險性評價方法，實質(zhì)上是針對輸入的各評價因素層所做的某種函數(shù)云疊加運算，疊加運算的結(jié)果即是危險性評價的結(jié)果。本質(zhì)上可以將這種危險性評價表示為多個圖層的函數(shù)。三、GIS在泥石流中的應用GIS在泥石流的應用主要在泥石流的危險性評價和泥石流預警。全國有災害性泥石流溝1萬多條,滑坡數(shù)萬處,它們嚴重影響著廣大山區(qū)社會經(jīng)濟的發(fā)展。為了減輕滑坡和泥石流災害的影響,需要制定災害管理的整體戰(zhàn)略。這樣的戰(zhàn)略涉及三個方面:災害預防、災害預警和災害減輕。不過，在泥石流方面，一般RS和GIS結(jié)合應用于泥石流，這樣才能有很好的效果。1、泥石流的危險性評價對地質(zhì)圖進行數(shù)字化處理可以獲得巖性分布圖和斷層分布圖,進而量算每一種巖石的分布面積和百分比以及斷層的長度;通過航片解譯或野外調(diào)查,計算崩塌區(qū)的面積。通過對地形圖進行數(shù)字化或者通過航片或衛(wèi)片的處理,可以獲得數(shù)字高程模型,從可以提取小流域坡度、面積、溝谷坡降等因子,并計算泥石流區(qū)形狀因子的值。植被因子用正規(guī)化植被因子表示,可以通過衛(wèi)星影象的處理得到。選擇影響泥石流發(fā)生的因子;通過遙感獲取數(shù)據(jù),利用對每個因子進行處理,建立包含各因子的數(shù)據(jù)庫;用統(tǒng)計方法確定個因子對泥石流形成的貢獻,建立泥石流危險度評價模型,計算泥石流危險度的值并進行評價，從而做出泥石流的危險性評價。2、泥石流預警正確和有效的泥石流預警可以極大地減少生命和財產(chǎn)的損失。正確和有效的泥石流預警可以極大地減少生命和財產(chǎn)的損失。但泥石流監(jiān)測預報還存在著預報的非確定性、預報模式難以推廣、預報沒有涉及災害損失以及沒有成分利用氣象資源等問題。利用和技術(shù),可以幫助我們建立更加精確的泥石流預報模式,并對泥石流的災害損失進行有效的預報。利用GIS可以建立泥石流空間數(shù)據(jù)倉庫,通過空間數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對泥石流的激發(fā)因素、爆發(fā)時間和規(guī)模與環(huán)境背景條件的相關(guān)關(guān)系進行定量分析,以幫助我們更加深入地研究泥石流的形成機理,建立相對精確的泥石流預報模式。在泥石流形成機理、泥石流預報模式研究的基礎(chǔ)上,可以建立泥石流預警的知識庫,最終建立泥石流預警專家系統(tǒng),達到泥石流預警的智能化和自動化。四、GIS在地面沉降中的應用GIS在地面沉降的應用主要表現(xiàn)在地面沉降的預測。地面沉降成為制約城市發(fā)展的一個重要的因素。嚴重的地面沉降可造成地表和地下排水不暢、建筑地基下陷等災害，對人類工參考文獻[1]