地理信息系統(tǒng)在地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估中的應(yīng)用

張近鳳　張花翠　劉亞鋒

摘要：本文在簡要介紹地理信息系統(tǒng)以及地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估的基礎(chǔ)上，分析了地理信息系統(tǒng)在地質(zhì)災(zāi)害中的應(yīng)用，結(jié)合具體實(shí)例，采用地理模型分析方法，對(duì)區(qū)域坡度、坡向等地理因素定量化，直觀反映區(qū)域地形地貌特征，為地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估提供動(dòng)態(tài)空間信息和地形分析數(shù)據(jù)，為地質(zhì)災(zāi)害的評(píng)估和決策部門提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；地質(zhì)災(zāi)害；災(zāi)害評(píng)估

隨著國家和相關(guān)部門對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的重視程度逐漸增加，地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估的目標(biāo)也隨之不斷提高，其中包括提出了更高的要求、更高的準(zhǔn)備度、更高的災(zāi)害預(yù)測(cè)能力和防治能力。地理信息系統(tǒng)是常用的地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估系統(tǒng)，其特殊的價(jià)值和作用也得到了較為明顯的顯示，因此，在地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估中采用地理信息系統(tǒng)對(duì)災(zāi)害進(jìn)行評(píng)估和預(yù)防應(yīng)引起相關(guān)部門的高度重視。

一、地理信息系統(tǒng)與地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估的基本概念

1、地理信息系統(tǒng)基本概念

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System）簡稱GIS，是一種新技術(shù)學(xué)科，它實(shí)現(xiàn)了信息、空間與地球三種科學(xué)之間的信息交叉，此外，該學(xué)科還結(jié)合了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)科學(xué)和遙感技術(shù)、現(xiàn)代化的信息工程技術(shù)和現(xiàn)代地理學(xué)的基礎(chǔ)理論與實(shí)踐方法。地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)是現(xiàn)代的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、先進(jìn)的可視化地圖以及進(jìn)行地理信息空間分析的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)一些特定的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的處理，這些數(shù)據(jù)包括具有地理特征的數(shù)據(jù)、具有表征地學(xué)現(xiàn)象屬性的數(shù)據(jù)等等。地理信息系統(tǒng)的功能也包含諸多方面，主要體現(xiàn)在采集和存儲(chǔ)信息、對(duì)信息進(jìn)行管理和檢索、實(shí)現(xiàn)信息的查詢和分析、顯示和輸出數(shù)據(jù)、定期進(jìn)行數(shù)據(jù)的維護(hù)和更新。地理信息系統(tǒng)對(duì)將區(qū)域內(nèi)的多種要素有機(jī)的融合在一起，對(duì)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)。

2、地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估基本概念

所謂的地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估是一種評(píng)估手段，評(píng)估對(duì)象就是對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的活動(dòng)程度以及其破損的情況，此外，地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估還能對(duì)潛在地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)。地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估的主要內(nèi)容包括以下兩點(diǎn)：第一，對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生區(qū)域及其周圍的危險(xiǎn)區(qū)域的受災(zāi)體遭到危害的程度的預(yù)測(cè)進(jìn)行評(píng)價(jià)和分析；第二，在完成對(duì)危險(xiǎn)體和受災(zāi)情況的預(yù)測(cè)和評(píng)估的基礎(chǔ)上，對(duì)災(zāi)害所造成的損失進(jìn)行進(jìn)一步的實(shí)際預(yù)測(cè)和評(píng)估。進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估的基本目的就是量化的反映出地質(zhì)災(zāi)害的普遍存在的特點(diǎn)，以及地質(zhì)災(zāi)害對(duì)區(qū)域的整體破損情況，其反映出的指標(biāo)是綜合性和單向性的。這就為地質(zhì)災(zāi)害的防治、規(guī)劃、部署和實(shí)施工作提供依據(jù)。

二、地理信息系統(tǒng)應(yīng)用在地質(zhì)災(zāi)害中的主要體現(xiàn)

就我國目前的地理信息系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀來看，其應(yīng)用主要體現(xiàn)在規(guī)劃國土和城市、測(cè)量地籍、進(jìn)行農(nóng)作物產(chǎn)量估產(chǎn)、監(jiān)測(cè)森林實(shí)時(shí)狀態(tài)、勘察水資源以及開發(fā)資源潛力等諸多領(lǐng)域。地理信息系統(tǒng)應(yīng)用在地質(zhì)災(zāi)害中主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1、評(píng)價(jià)與管理地質(zhì)災(zāi)害。

將地理信息系統(tǒng)的各項(xiàng)功能充分結(jié)合在一起并加以利用，根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害的具體情況編制相應(yīng)的地質(zhì)災(zāi)害空間信息管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查基礎(chǔ)資料的有效管理，將地質(zhì)災(zāi)害的空間分布信息進(jìn)行確定，將其作評(píng)估地質(zhì)災(zāi)害危害度評(píng)價(jià)的有效手段和憑證。除此之外，可對(duì)地質(zhì)災(zāi)害與影響因素之間存在的內(nèi)在關(guān)系進(jìn)行分析，并根據(jù)具體的地質(zhì)災(zāi)害情況提出具體的措施來減輕和防治地質(zhì)災(zāi)害，預(yù)測(cè)危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)潛在危害。

2、區(qū)分評(píng)價(jià)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性

在收集大量的區(qū)域基礎(chǔ)地質(zhì)環(huán)境資料之后，通過使用地理信息系統(tǒng)對(duì)基礎(chǔ)資料進(jìn)行有效的處理，確保提高數(shù)據(jù)更加可靠、準(zhǔn)確。同時(shí)，通過選取合適的評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)指標(biāo)，恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)用數(shù)學(xué)分析模型，將研究區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性作為等級(jí)劃分的依據(jù)，從而為地質(zhì)災(zāi)害的管理和防治提供依據(jù)。

3、實(shí)現(xiàn)地理信息系統(tǒng)與專家系統(tǒng)相結(jié)合

在地理信息系統(tǒng)與專家系統(tǒng)相結(jié)合的應(yīng)用中，地理信息系統(tǒng)在其中發(fā)揮的主要作用是對(duì)時(shí)空數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的管理、對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行空間分析。而專家系統(tǒng)是對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)程度和破損程度進(jìn)行預(yù)測(cè)和判定。將兩者進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，既可以將專家的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行有效的推廣，又能夠盡量減少相關(guān)工作人員在室外的人工作業(yè)工作量，提升了區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)管理的可能性。

三、GIS在地質(zhì)災(zāi)害中的實(shí)際應(yīng)用案例

1、研究區(qū)基本狀況介紹

本次研究的位置是寶塔區(qū)，其作為陜西省延安市人民政府所在地，是陜北地區(qū)政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心。地處黃河中游，位居黃土高原中部，區(qū)內(nèi)屬丘陵溝壑地形，海拔在800～1400m之間。該區(qū)屬暖溫帶氣候，氣溫多變，溫差較大。年均降水量550mm。近年來，旱、澇、霜、雹等自然災(zāi)害齊聚于此，加之不合理的人文開挖等活動(dòng)造成地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，受災(zāi)損失慘重。通過收集該區(qū)地質(zhì)災(zāi)害基礎(chǔ)資料，采用地理數(shù)學(xué)模型分析方法，對(duì)區(qū)域內(nèi)潛在的地質(zhì)災(zāi)害以及工程建設(shè)可能引發(fā)或加劇地質(zhì)災(zāi)害及其危險(xiǎn)性進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，對(duì)該區(qū)地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估具有重要意義。

2、研究方法

通過收集該區(qū)高程數(shù)據(jù)，制作數(shù)字高程模型（DEM）（本次研究采用mapgis軟件），反映坡度、坡向等因子在內(nèi)的線性和非線性組合的空間分布，使用數(shù)據(jù)化的方法測(cè)量也就是坡度和坡向。

3、研究結(jié)果

通過以上方法，可制作出該區(qū)域三維地形圖、標(biāo)高分析圖，以及基于數(shù)字高程模型進(jìn)行坡度分析和坡向分析。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，該區(qū)地形復(fù)雜，存在滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的潛在危險(xiǎn)性較大，其中，以滑坡和崩塌災(zāi)害為主，主要分布在人口集中與工程活動(dòng)強(qiáng)烈的延河及其支流南川、杜甫川兩岸的斜坡地帶。對(duì)該區(qū)工程建設(shè)和建成后可能引發(fā)或加劇的地質(zhì)災(zāi)害及其危險(xiǎn)性，相關(guān)部門可根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果提出科學(xué)有效的防范措施。

四、結(jié)論

目前，地理信息管理系統(tǒng)在地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估中得到了廣泛應(yīng)用，其應(yīng)用的價(jià)值在于可以在實(shí)際工作中成功的進(jìn)行地形分析以及災(zāi)害的預(yù)測(cè)和評(píng)估，縮減了傳統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中存在的諸多不確定性因素，相比而言，更加直觀、更加精準(zhǔn)，這是地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的必然趨勢(shì)。

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