GIS在洪災(zāi)危害防治中之作用

王煜

摘 要： GIS對抗洪的洪災(zāi)的主要評估要素是風(fēng)險評估要素的，并且對于導(dǎo)致洪水的主要發(fā)生的導(dǎo)致災(zāi)難的因素的穩(wěn)定性以及災(zāi)難帶給周圍事物的損失率都決定于降雨和河網(wǎng)密度等數(shù)據(jù)指標(biāo)都是應(yīng)該進(jìn)行單個分析的。

關(guān)鍵詞： GIS洪水風(fēng)險;治理系統(tǒng)開發(fā)

【中圖分類號】TP319 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A ? ? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.29.159

1 洪水風(fēng)險及風(fēng)險治理的含義

另外洪水是指江河水量迅猛增加并且水位加劇上漲的自然現(xiàn)象。洪水的形成往往受氣候、下墊面等自然因素和人為因素的影響，在其發(fā)生、發(fā)展和演變過程中包含著必然性的一面，也包含著隨機(jī)性的一面，人們很難精確地預(yù)知其發(fā)生的時間、地點和大小。

洪水災(zāi)難風(fēng)險治理是指人們在與洪水斗爭的過程中，既要適當(dāng)控制洪水改造自然，又要適應(yīng)洪水與自然共存，利用各種工程措施和非工程措施，將洪水災(zāi)難損失降低到不影響人類的可持續(xù)發(fā)展進(jìn)程，以最低的成本實現(xiàn)最大安全保障這樣一個防洪減災(zāi)的總體目標(biāo)。

2 GIS與組件式GIS

2.1 獨立開發(fā)

指不依靠于任何GIS工具軟件，從空間數(shù)據(jù)的采集、編輯到數(shù)據(jù)的處理分析及結(jié)果輸出，所有的算法都由開發(fā)者獨立設(shè)計，然后選用某種程序設(shè)計語言，如VisualC、Delphi等，在一定的操作系統(tǒng)平臺上編程實現(xiàn)。這種方式的好處在于無須依靠任何商業(yè)GIS工具軟件，獨立性強(qiáng)，但是，能力、時間、財力方面的限制使其開發(fā)出來的產(chǎn)品很難在功能上與商業(yè)化GIS工具軟件相比，而且在購買GIS工具軟件上省下的錢可能還抵不上開發(fā)者在開發(fā)過程中絞盡腦汁所花的代價。

2.2 單純二次開發(fā)

指完全借助于GIS工具軟件提供的開發(fā)語言進(jìn)行應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)。GIS工具軟件大多提供了可供用戶進(jìn)行二次開發(fā)的宏語言，如ESRI的ArcView提供了Avenue語言，MapInfo公司研制的MapInfoProfessional提供MapBasic語言等等。用戶可以利用這些宏語言，以原GIS工具軟件為開發(fā)平臺，開發(fā)出自己的針對不同應(yīng)用對象的應(yīng)用程序。這種方式省時省心，但進(jìn)行二次開發(fā)的宏語言，作為編程語言只能算是二流的，功能極弱，用它們來開發(fā)應(yīng)用程序往往不盡如人意。

2.3 集成二次開發(fā)

集成二次開發(fā)是指利用專業(yè)的GIS工具軟件，如Arc-View、MapInfo等，實現(xiàn)GIS的基本功能，以通用軟件開發(fā)工具尤其是可視化開發(fā)工具，如Delphi、VisualC、VisualBasic、PowerBuilder等為開發(fā)平臺，進(jìn)行二者的集成開發(fā)。組件式GIS的基本思想是把GIS的各大功能模塊劃分為幾個控件，每個控件完成不同的功能。各個GIS控件之間，以及GIS控件與其他非GIS控件之間，可以方便地通過可視化的軟件開發(fā)工具集成起來，形成最終的GIS應(yīng)用?？丶缤欢迅魇礁鳂拥姆e木，他們分別實現(xiàn)不同的功能（包括GIS和非GIS功能），根據(jù)需要把實現(xiàn)各種功能的“積木”搭建起來，就構(gòu)成應(yīng)用系統(tǒng)。

3 洪水風(fēng)險

3.1 洪水風(fēng)險計算

洪水風(fēng)險計算模型采用無結(jié)構(gòu)不規(guī)則網(wǎng)格的二維非恒定流水動力學(xué)模型，在設(shè)計網(wǎng)格時，利用地圖工作空間添加、編輯網(wǎng)格，既可以考慮地形地物以及阻水建筑物的影響，又可以充分利用GIS的制圖與圖形檢查糾錯功能，提高工作效率。網(wǎng)格圖略。

3.2 洪水風(fēng)險圖制作

洪水風(fēng)險圖是了解區(qū)域內(nèi)遭受洪水災(zāi)難的危險性大小的一種直觀科學(xué)的地圖。它是依據(jù)流速、沉沒水深和沉沒歷時等參數(shù)，將灘地、分蓄洪區(qū)或受洪水影響范圍劃分為危險區(qū)、重災(zāi)區(qū)、輕災(zāi)區(qū)、安全區(qū)等區(qū)域。依據(jù)不同的用途，洪水風(fēng)險圖可以劃分為基本風(fēng)險圖、專題風(fēng)險圖和綜合風(fēng)險圖?；撅L(fēng)險圖是將洪水基本要素（如沉沒范圍、水深、歷時、流速等）在行政區(qū)劃圖上表示。

3.3 洪水風(fēng)險信息查詢

該系統(tǒng)包含三種方式查詢堤防潰決洪水風(fēng)險計算的結(jié)果。

按經(jīng)緯度查詢時，系統(tǒng)首先從用戶輸入界面中獲取經(jīng)度值和緯度值，然后根據(jù)“網(wǎng)格號”這一關(guān)聯(lián)字段在“網(wǎng)格洪水風(fēng)險計算結(jié)果信息”數(shù)據(jù)庫中匹配，找到相關(guān)的基本信息和洪水風(fēng)險信息。按縣區(qū)查詢時，系統(tǒng)首先從用戶輸入界面中獲取所要查詢的縣區(qū)名稱，然后根據(jù)根據(jù)“縣區(qū)名稱”這一關(guān)聯(lián)字段在“縣區(qū)洪水風(fēng)險計算結(jié)果信息”數(shù)據(jù)庫中匹配，找到相關(guān)的基本信息和洪水風(fēng)險信息。

按網(wǎng)格查詢時，系統(tǒng)首先從用戶輸入界面中獲取所要查詢的網(wǎng)格編號，然后在“網(wǎng)格”圖層中查詢該網(wǎng)格位置，并建立動態(tài)圖層閃爍顯示該網(wǎng)格的位置;最后，再根據(jù)“網(wǎng)格號”這一關(guān)聯(lián)字段在“網(wǎng)格洪水風(fēng)險計算結(jié)果信息”數(shù)據(jù)庫中匹配，找到相關(guān)的基本信息和洪水風(fēng)險信息。

3.4 洪災(zāi)經(jīng)濟(jì)損失計算與查詢

洪災(zāi)經(jīng)濟(jì)損失計算是根據(jù)沿黃區(qū)域的社會經(jīng)濟(jì)特征及社會經(jīng)濟(jì)調(diào)查資料的完備性對其財產(chǎn)進(jìn)行分類，利用GIS工具，將二維非恒定流水動力學(xué)模型的不規(guī)則網(wǎng)格與電子地圖配準(zhǔn)，使不規(guī)則網(wǎng)格具有空間地理位置。根據(jù)行政區(qū)域與網(wǎng)格空間地理位置的關(guān)系，找到每一個網(wǎng)格所屬的行政區(qū)域，并根據(jù)不同洪水潰堤計算方案下的網(wǎng)格的水力學(xué)特征數(shù)據(jù)（水深、流速、歷時、洪水到達(dá)時間），生成不同計算方案下的行政區(qū)域內(nèi)的沉沒范圍、沉沒水深分布、沉沒歷時分布和流速分布等。根據(jù)每一方案下不同沉沒區(qū)域，計算每個受淹網(wǎng)格的面積與實際面積的比例，將行政區(qū)域內(nèi)的各類資產(chǎn)按此比例分割到每個網(wǎng)格上。調(diào)查受影響區(qū)域內(nèi)典型區(qū)域以往的災(zāi)難損失情況，估算樣本分類財產(chǎn)的損失率，或根據(jù)經(jīng)驗確定分類財產(chǎn)的洪災(zāi)損失率。根據(jù)每個網(wǎng)格的沉沒水深和沉沒歷時，與洪災(zāi)損失率數(shù)據(jù)庫的記錄中的沉沒水深范圍和沉沒歷時范圍進(jìn)行比較，求算出各個網(wǎng)格的分類資產(chǎn)在沉沒條件下的損失值及損失率，逐步向上疊加，求出各個區(qū)內(nèi)某類財產(chǎn)的總直接經(jīng)濟(jì)損失及平均損失率，再通過所有受淹縣區(qū)的分類財產(chǎn)的損失合計求取全部受淹區(qū)域內(nèi)所有財產(chǎn)的總的直接經(jīng)濟(jì)損失，再按經(jīng)驗系數(shù)法估算間接損失，洪災(zāi)間接經(jīng)濟(jì)損失與直接經(jīng)濟(jì)損失之和即為洪災(zāi)的總損失。

4 結(jié)語

洪水風(fēng)險治理是個較新的概念，本文只是提出了粗略的看法，還需要在今后的研究中逐步深入。組件式GIS與專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)合，是應(yīng)用型GIS未來發(fā)展的方向。GIS在洪災(zāi)風(fēng)險治理系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)中的應(yīng)用必將越來越廣泛。

參考文獻(xiàn)

[1] 王宏彥，崔麗潔.GIS技術(shù)在水文水資源領(lǐng)域的應(yīng)用[J].東北水利水電，2012，（10）.

[2] 王朝利，孫劍峰，傅清祥.GIS應(yīng)用系統(tǒng)實現(xiàn)中的幾個技術(shù)問題[J].福州大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2010，（02）.

[3] 張劍平.地理信息系統(tǒng)與Maplnfo應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，2009.