關于地理信息系統的發展及在地質災害方面的應用作用分析

魯國防

（甘肅煤炭地質勘查院，甘肅 蘭州 730000）

隨著社會的不斷發展和進步、人口的迅速增長和工業活動的增加，使得地質災害發生的頻率和影響的范圍越來越大，已經嚴重地威脅到了人類的正常活動和生命安全。因此需要開展地質災害方面的研究，幫助人們減少在災害中的損失，保障人們生命財產的安全。地理信息系統自21世紀以來，在地質災害研究方面取得了飛速的發展。各個國家利用地理信息系統開展的地質災害研究越來越多，應用水平也在不斷地提高。

1 地理信息系統的特點及其功能

地理信息系統作為一門新興的技術性學科，它使計算機和地理進行了完美的結合，通過計算機強大的計算能力，將收集到的地理信息和空間信息進行分析和處理，然后反饋給相應的設備，在通過人工智能系統去進行問題的解決。它是一項集數據搜集、處理分析、決策為一體的綜合性學科。因為其強大的數據處理和分析能力，被廣泛地應用于各個領域中。

地理信息系統具有獨特的三維空間性和時間動態性，并且它可以對搜集到的大量數據進行分析和處理，它利用計算機強大的內存和運算能力，將獲取到的地理數據、地圖數據和其他的各種社會數據進行歸類整理，按照制定的標準，再對這些數據進行處理，以此實現對這些數據的科學化管理和應用。同時地理信息系統還可以構建出地理空間決策模型，它可以將處理過后的數據進行分析和預測，幫助決策者做出一系列的分析，進而對地理因素未來的變化進行有效的預測。

地理信息系統的功能主要可以分為以下三類。第一個功能就是地圖管理功能，地理信息系統因為結合了計算機系統，所以具有很大的空間內存，它可以將搜集到的地圖資源信息存儲到地理信息系統的數據庫當中，然后還可以根據地圖資源的更新變化來進行及時的更改和更新，相比較于傳統的題圖，具有更高的參考價值和準確性，對地質災害工作的發展有著一定的推動作用。第二個功能就是空間分析與查詢，地理信息系統具有空間定位的功能，它可以通過建立數據庫對地圖資源信息進行收集和處理，然后制作成地理信息圖像，這樣就可以通過地理信息系統對相關的地理信息的數據進行查詢。第三個功能就是地理模型預測。地理信息系統的核心是數據庫里面收集的地理信息，在對不同的區域進行分析的時候，可以利用其地理空間信息來實現地理模型的預測，這個功能可以通過對數據庫內地理信息的分析，對某個未知結果進行預測和判斷，因此可以對地質災害的可能性進行預測。

圖1 地理信息系統獲取的標高分析圖

2 地理信息系統的發展

我國地理信息系統的發展起步較晚，與其他的發達國家還有一定的差距，但是它的發展十分地穩定、快速。自從地理信息系統在國內被應用以來，取得了較大的成就，其發展階段可以大概地分為起步階段、試驗階段和全面發展三個階段。

我國在20世紀70年代才開始嘗試將電子計算機應用到測量、制圖以及遙感領域中，然后經過一系列的研究和不斷的實踐，國家測繪局得到了部分的地形測量圖和航空攝影圖，這也為地理信息系統數據庫的建立和發展打下了基礎和鋪墊。之后國內著名的陳述彭教授提出了地理信息系統這個概念。

在之后的20世紀80年代，隨著遙感技術的大力發展和研究，地理信息系統也進入了試驗的階段，并且成立了一個專門的機構用于研究地理信息系統應用。這個階段研究的內容更多的是偏向于理論知識和數據的收集，其中包括數據的規范化、數據的標準化、建立空間數據庫、分析算法與數據處理和應用軟件的開發等。

80年代末我國的經濟開始穩定的發展，中國地理信息系統也開始走上全面發展的道路。隨著沿海地區經濟的快速發展和外資的引進，土地資源變得越來越重要，發展地理信息系統的應用成為重中之重。因此，中國地理信息系統也進入了全面發展階段，大量的資金投入和人才的培養也促進了地理信息系統的全面發展。

3 地質災害的概念及特點

地質災害并不全是因為大自然的運動而產生的，它也有可能是在人為因素的作用下形成的，這些不良的地質現象會對人類的生存條件和環境造成嚴重的破壞。主要有山體滑坡、泥石流、地面沉降等。這些地質災害都會給自然環境和人們的正常生活帶來嚴重的影響，而且它們都有著以下的特點。地質災害的發生有著一定的必然性，地質災害的發生是在多種因素的影響和累積下所導致的，這些現象是不能安全避免的。地質災害的發生還有著一定的周期性，它發生的規模和破壞程度會隨時間有規律地進行強弱交替，研究它的周期性特點，可以幫助人們認識了解災害活動的規律，對于進行預防和預測有著重大的意義。而且很多的地質災害具有群發性，比如在大地震的時候，就會引起崩塌、滑坡等多種地質災害，這樣群發性的地質災害不僅破壞力強，給人們的生命財產造成嚴重的威脅，而且進行防治也是十分的困難。同時地質災害具有可防御性，雖然地質災害的發生十分的突然，但是通過對地質災害類型及成因的綜合分析，就可以在很大的程度上將地質災害造成的損失降到最小，通過一系列的研究和治理，也可以使地質災害發生的次數逐漸地減少。

4 地理信息系統在地質災害中的應用

4.1 地質災害監測

傳統的地質災害監測只能依靠地面調查的方法去進行，這樣的監測方法周期長、消耗的費用也高，而且監測的效果不好，一些偏遠的地區和地質災害頻發的地區調查的難度很大，而且監測人員都生命安全得不到足夠的保障，并且難以進行準確的判斷。利用地理信息系統技術，可以通過無人機或者衛星獲得大量的遙感數據，在通過計算機將這些數據進行處理和分析，這樣就可以快速直觀地了解到地質災害的發生和發展過程，同時進行后續情況的預測，降低災害對自然環境和人民生命財產的影響，為之后的決策和救援活動提供及時科學的數據支持。

4.2 地質災害損失評估

地質災害在發生之后，一般會造成嚴重的道路和通訊的中斷，使得救援人員和設備很難到達災害的中心，對于災害造成的損失和災害的嚴重程度不能及時地掌握，由此影響到救援活動的指揮和進行。利用地理信息系統海量的地理信息數據，可以快速地將災害前和災害后的遙感影像進行對比分析，從而快速的確定災害發生的中心和災害造成的破壞程度，對地質災害造成的損失進行評估，對之后的救援和治理活動有著重要的指導意義。

4.3 地質災害模擬

利用地理信息系統還可以對地質災害進行模擬，依據地質災害發生的原因，將各種的要素逐個加入到地理信息系統中，運用其強大的計算能力和分析能力，對地質災害發生、發展、形成的過程進行模擬，同時模擬出地質災害發生后周邊環境的變化和災害的破壞程度，為地質災害的預報工作提供科學合理的理論依據。

4.4 地質災害預測

傳統的地質災害預測不僅會消耗大量的時間和資金，而且對于突發性的地質災害往往不能夠準確的預測。利用地理信息系統收集地質災害頻發區的天氣、水流、土壤等資料，再利用計算機強大的計算能力以及之前存儲的各種數據信息進行對比和計算，對該地區的地理環境和地質條件的發展進行預測模擬，由此可以得知發生地質災害的概率，并且通過科學合理的方法去降低這個概率，減少地質災害的發生。

4.5 地質災害防治

地質災害的防治主要是在通過工程及技術手段對地質災害進行綜合治理，這樣的防治方法不僅投入大而且效果很差，根本不能對地質災害進行有效地防治。通過地理信息系統，我們可以將地質災害頻發區的各種地理信息和社會信息進行搜集和分析處理，建立起的數據模擬及模型分析，對地質災害發生的情況進行預測，從而提前地進行人工干預，將有可能導致地質災害發生的因素進行及時的處理，從而降低地質災害發生的概率甚至于避免此類事件的發生。

5 結語

地質災害的發生一般都具有很強的突發性，而且造成的情況十分嚴重，不僅會破壞大自然的環境還會對居住在當地的人們帶來嚴重的威脅。運用地理信息系統可以很方便地進行地質災害的預測、監測、防范，幫助救援人員制定出合理科學的救援方案，保障了災區人民的生命財產安全。這個系統對于我國這樣疆域廣闊的國家而言是十分重要的，我們應加強對該技術的創新和提高，更好地為國家和人民服務。