GIS 技術在地質災害預測中的應用

李星星

(中電科衛星導航運營服務有限公司，河北 石家莊050000)

導致地質災害發生的原因多來自于自然因素及人為因素，一些人類的工程建設和礦產開發活動都是導致地質災害發生的重要原因。一旦地質災害發生，必然會對人們的生命財產安全帶來較大的威脅。由于一直以來人類對地質災害的預測方面效果不明顯。近年來隨著科學技術的發展，將GIS 技術在地質災害預測中進行應用取得了一定的成效，可以實現對地質災害的有效預測，這對于降低地質災害對人們所造成的危害具有極為重要的意義。

1 GIS 技術概述

1.1 GIS 技術概念

GIS 技術也可稱為地理信息系統，其是依托于計算機技術，并運用系統工程技術和信息技術，通過收集、分析、整理和儲存各個區域中的空間信息和地質結構信息，并運用相應的方式來對具體的信息進行展現，這是一種能夠將視覺效果和地理分析功能實現集成運用的技術手段，而且功能多樣，在多個領域都有著廣泛的應用。

1.2 GIS 技術功能

1.2.1 地圖管理功能

GIS 空間內存較大，其通過將收集到的地圖資源信息在數據庫中進行存儲，并結合實際情況變化來對其加以調整，與傳統地圖相比更具靈活性和精確性，這也使其對地質災害預測工作的發展具有積極的推動作用。

1.2.2 空間分析與查詢功能

GIS 技術在空間定位方面具有較強的優勢，具體通過建立數據庫，并針對信息資源進行收集、整理和分析，將其處理成地理信息圖像。在具體實現空間轉換過程中，還能夠運用GIS 技術來查詢相關的地理信息數據。

1.2.3 地理模型預測功能

地理信息作為GIS 技術的核心所在，其針對于各個地域進行分析，并利用當地的地理空間信息來完成地理模型預測。即通過分析地理信息，并以此為基礎來預測和判斷某個未知結果。將其在實際中進行應用，即可以通過具體勘察當地的礦產資源、水文情況及資源開發利用情況等來對該區域發生地質災害的可能性進行預測。

1.2.4 三維功能

三維功能是基于二維基礎上發展而來，其更具精確度和整體性，能夠針對相關區域各部分的實際情況更直觀的反映出來。三維功能的實現需要通過建立三維模型，并在三維場景中建立相應的圖片信息，并經過處理后，實現對現場的模擬。

1.2.5 自動監測功能

GIS 自動監測功能的實現離不開各種檢測儀器的支持。當地質災害發生時，通過各種檢測儀器采集相關檢測區域的災害點信息，并向后臺數據庫中進行傳輸，并對采集到的這些信息進行分析，可以實現有對該區域地質災害的有效監測。

2 GIS 技術在地質災害預測中的應用

2.1 GIS 多源數據庫的建立

利用GIS 技術進行地質災害預測過程中，其不僅工程量十分巨大，而且需要大量的信息數據支持。通過針對不同來源的信息進行整合和組織分析，從而了解地質災害發生前的現象及預兆，以此來實現對地質災害的預測。因此需要利用GIS 技術來建立多源信息數據庫，并定期對數據庫內的數據進行更新，這樣可以進一步提升地質災害預測的準確性。在具體數據庫建立過程中，由于數據庫工作體系的完整性直接關系到信息資源的輸送。因此對于異地異質數據需要經過格式化轉變后再輸入數據庫，并經過數據庫分析數據的準確性后再進行處理。對于準確性較高的數據則可以直接入庫，準確度低的信息則要經過具體的測量計算，在保證其準確性后才能入庫。航測和遙感數據在入庫前需要對影像進行矯正、增強及轉化為正射影像等預處理。由于原始數據來源較為多樣，對于這種異質異源的數據要建立統一的數據庫進行分層管理分析。

2.2 地質災害多發區實時監控

針對于地質災害多發和易發地區，通過對該地區的地質災害資料和信息進行收集，構建具體的圖表圖像，并通過與GIS 多源數據庫相結合，從而實現對地質情況的實時監測。在實時監控過程中，可以運用GIS 技術來對被監測區域內致災因子進行分析，并利用GIS 技術來構建該區域的地質模型，針對構建的GIS 地質模型進行綜合評判，以此來對地質災害進行預測。進一步確定是否需要避災，一旦需要避災還應制定具體的避災方案。

2.3 區域地質災害風險分析

目前在科學技術的帶動下，GIS 技術加快了智能化和全面空間分析化的發展，并在實際應用中通過建立各類綜合性、專業性和集成性的地學分析模型來開展工作，在空間建模方面具有較強的優勢。地質災害是地表在一定時間限度和空間范圍內產生的，其產生離不開觸發因子及災害孕育環境，即與空間信息存在緊密的聯系。利用GIS 技術來對各類地質災害信息進行管理，并針對時間和空間層面上實現對環境因素和地質災害發生關系進行分析，以此來評價可能出現的地質災害危害及地質災害發生的概率。基于GIS 的地質災害風險分析，將地質災害風險分析模型與GIS 技術相結合，更好的發揮出了GIS 的各項功能，快速便捷的解決利用其他信息技術無法解決的問題。特別是在監測預警系統的應用，通過對地質災害監測信息進行采集、存儲、管理和檢索，并通過對災害坡體破壞的臨界外力進行分析，對該區域爆發的閾值進行研究，并設定閾值，進而對地質災害進行風險性分析，也可以進行小區域超前預報，通過建立單體地質災害模型，對單體地質災害發生過程進行跟蹤預報。因此在具體應用過程中，GIS 地質災害風險分析通過依托具體的地質資料和災害變化情況來對地質災害進行風險分析，提高風險分析的準確性和客觀性。

2.4 區域地質災害危險性評價

在實際地質災害預測過程中，需要一套完善的區域地質災害危險性評價體系，這是預測地質災害的重要手段，因此在實際工作中宜借助于GIS 技術來完成具體的構建工作。GIS 區域地質災害危險性評價體系的構建是一項大規模、內容復雜的系統工程，在實際建設時一般采用經驗型和理論型兩種方法用于區域地質災害危險性評價的空間分析。對于經驗型則需要以數據作為驅動，需要在掌握大量地質災害信息的基礎上進行。這種類型使用較為廣泛，通過對某一區域大量的地質災害信息進行收集和分析，并以此為基礎通過建立相應的數學評價模型，針對于該區域各任意大小的評價單元危險性進行計算，參照相關的標準來對不同區域地質災害危險性等級進行劃分。但在具體應用過程中，基于各種地質因素自身的不確定性及各地質因素之間相互作用的復雜性，因此空間預測問題一直受基礎資料收集不全和無法有效處理利用的制約。對于采用的理論型的分析方法，是在借助于地質運動相關理念的基礎上，并通過與相應預測模型相結合，以此來完成對區域地質災害危險性的評估。在實際GIS 區域地質災害危險性評價體系具體應用過程中，其能夠將專業特點與具體問題相結合，并以此為基礎來實現對空間評價預測模型的二次開發，這也使區域地質災害危險性評價預測結構更具直觀性，對于地質災害預測工作的開展更為有利。

結束語

在科學技術快速發展的新形勢下，近年來GIS 技術取得了較快的發展，并加快了向網絡化、虛擬現實、多媒體和三維方向的發展步伐。在具體應用GIS 技術進行地質災害預測過程中，通過獲取到的各種數據來實現對地質災害的實時監控和預測，當地質災害發生時，不僅可以提前做好應對措施，而且也能夠進一步降低地質災害對人類生命財產安全造成的損失。并且隨著GIS 技術的快速發展，并與其他相關技術的集成，這也必然會促進地質災害預測分析系統質量的提升，使GIS 技術在地質災害預測中的優勢更好的發揮出來，取得更好的應用效果。