地理信息系統（GIS）在地震災害中的應用

謝華 胡裕軍 王瓊 郭華偉 王紅

摘要：GIS的核心是空間數據管理和分析功能，本文介紹了GIS技術在防震減災中的應用。

關鍵詞：GIS；防震減災；監測；評估

地理信息系統（GIS，Geographic Information System）是一門綜合性學科，結合地理學與地圖學以及遙感和計算機科學，已經廣泛的應用在不同的領域，是用于輸入、存儲、查詢、分析和顯示地理數據的計算機系統。GIS是一種基于計算機的工具，它可以對空間信息進行分析和處理，簡言之，就是對地球上存在的現象和發生的事件進行成圖和分析。GIS技術把地圖這種獨特的視覺化效果和地理分析功能與一般的數據庫操作集成在一起。隨著計算機技術的日益發展和普及，地理信息系統以及在此基礎上發展起來的“數字地球”、“數字城市”在人們的生產和生活中起著越來越重要的作用。GIS的應用遍及環境、石油、地質、公安、急救、市政管理、城市規劃、地震災害損失預測和軍事等眾多領域。

一、地理信息系統概述

地震是一種毀滅性的的自然災害，抗震救災的研究非常復雜，不僅涉及的時空尺度大，學科門類多，而且需要分析大量數據。GIS是一種具有信息系統空間專業形式的數據管理系統。其在地震科學研究中已經得到了廣泛應用，主要應用于地震區劃、地震易損性分析、地震危險性分析、防震減災對策和震后救災等方面。

在防震減災工作中，防震減災管理信息系統是極其重要的組成部分，該系統是一個服務于應急響應、災情動態跟蹤、數據分析、對策生成、輔助決策、應急指揮的完善系統。在整個系統中，涉及大量的需要GIS支持的工作，包括：應急指揮、迅速將獲取的信息與存儲的數據組織起來、粗略估計地震破壞的分布、做出搶救傷員、撲救次生災害、疏散安置人員等最佳路徑選擇，各種公用設施如生命線系統搶修，加強重要保衛、發放救災物質的動態方案等，供指揮部門參考。

GIS以其強大的空間分析和管理能力，在防震減災中的作用是非常巨大的，從空間數據管理、信息查詢、模型結果可視化，到災情評估、網上信息發布、大屏幕系統等。防震減災決策的正確性有賴于對相關信息把握的全面、及時和準確，這些信息包括：地理環境、社會經濟狀況、災情、救災物資、人員分布等，其中多數主語空間信息。

作為多源的防震減災信息集成平臺，可開展地震損失統計及分布、人員傷亡統計及分布、需安置人員統計及分布、重點基礎設施分布，醫療及消防設施分布評估等，可與現場采集、無人機、天網等手段進行技術對接，通過預先評估地震災害范圍、受災重點區域、受災人口、經濟損失等，可為抗震救災指揮決策提供科學依據，最大限度地保障市民生命財產安全。

二、GIS技術在防震減災系統中的應用

1、實現以空間分析為基礎的防震減災信息的綜合分析。

空間查詢與分析是GIS的核心。GIS為綜合分析各種防震減災信息提供了現代化的手段。利用疊加分析，可將任意選擇的要素進行空間疊加分析，以幫助進行專題分析。利用緩沖區分析，可進行點、線、面的緩沖分析。通過在極震區周圍建立緩沖區，可對緩沖區內各要素進行統計，如統計緩沖區內社會經濟信息、搶險救災信息等，不僅為搶險救災決策提供有力的輔助手段，同時還為城市規劃、保險行業保費估算提供非常重要的依據。網絡分析包括通過對生命線工程的管道進行網絡連通性分析，資源供給網絡劃分、資源調撥及道路網絡分析最佳路徑分析。

2、專題圖的生產及應用。

GIS提供了強大的制圖功能，可繪制任意給定區域的單要素專題圖或多要素專題圖如重點庫站分布圖，對重點庫站進行震害評估；地震損失評估圖，對震害估計直接經濟損失、可能的人員傷亡、需要安置人員的分布；醫療設施分布圖，依據各醫院搶救能力和傷員的分布劃分各醫院的責任分區及每個醫院的搶救方案；消防設施分布圖，強烈地震發生后，一般都伴有火災，依據次生災害源的分布、震害估計和速報起火點實測氣候條件、交通網絡通行能力、供水網絡功能的估計，形成消防滅火作戰方案和事故處理方案；受災人口分布圖，依據震害、需要安置人口和安置場所的分布、交通網絡的功能、余震趨勢估計，制定疏散安置方案；供水設施分布圖，根據供水網絡的震害和總的搶修順序決策，制定修復方案；店里設施分布圖，依據震害分布、店里網絡功能、交能網絡行告能力等的估計和救災物資分布，形成電力系統修復方案；通訊設施分布圖依據震害分布、通訊網絡尚具有功能、交通網絡功能等的估計和物資的分布，形成修復方案等。

3、災后重建。

災后重建規劃工作是一項復雜的系統工程，需要考慮的問題紛繁復雜，總結起來，災后重建規劃工作需重點解決以下三個方面問題（1）安全問題。地震災區地質條件復雜，災后更是形成了斷層，滑坡、崩塌、堰塞湖等地質災害危險區；（2）安置問題。群眾不能一日無家，要盡快解決群眾的安置問題；（3）地區發展問題，而安全則為災后重建的重中之重，只有在安全問題解決之后，后續其他的規劃工作才得以開展。GIS作為強大的空間分析工具，其可在災后的重建、選址和規劃中起到至關重要的作用。

4、地震災害預測。

在日常情況下，可模擬、設定地震對正常生產、生活的沖擊，改進防震減災應急預案，使預案更具有可操作性，還可以將規劃中的重大工程項目如水庫核電站臨時性地加入此信息系統，估計出的地震造成的損害、以及傷亡情況，來綜合評價該重大項目的適宜性、可行性。

三、結語

我國是一個地震多發國家，準確高效地開展地震預報、監測、救災工作十分重要。GIS具有其他技術手段所不具備的空間數據管理及空間分析功能，并在地震分析、預測、預報、抗震救災、災害預測、輔助決策及應急指揮等各個方面取得了很好的應有效果。隨著WebGIS、3D GIS在地震領域的普及及深入應用，GIS的綜合應有將向多維、動態、網絡方向發展，為我國防震減災技術水平的提高和工作的深化做出更多更大的貢獻。

參考文獻：

[1]周斌，基于GIS的防震減災接收機信息管理及輔助決策系統 西北地震學報 2003，25（1）365-369

2、邊復苓 余潔，地理信息系統原理和方法 北京：測繪出版社，1996

作者簡介：謝華（1974-），女，32022部隊高級工程師，從事攝影測量與遙感專業工作.