智能決策支持系統(tǒng)在地質(zhì)災(zāi)害管理中的應(yīng)用探索

摘 要：地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生會對人類的生命和財產(chǎn)構(gòu)成極大的危害，既影響人們的生活，也不利于社會經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展。傳統(tǒng)地質(zhì)災(zāi)害管理在信息獲取方面存在一些不足，一旦發(fā)生災(zāi)害無法及時采取處理措施，因此智能決策支持系統(tǒng)應(yīng)運而生，其強大的數(shù)據(jù)分析和決策能力為地質(zhì)災(zāi)害管理提供了更好的解決辦法與思路，能夠幫助工作人員更準確、及時地獲取相關(guān)的災(zāi)害信息，輔助工作人員進行風險評估、預(yù)警發(fā)布和應(yīng)急響應(yīng)，從而提高地質(zhì)災(zāi)害管理的效率和水平。闡述了智能決策支持系統(tǒng)的定義，介紹了智能決策支持系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)、智能決策支持系統(tǒng)在地質(zhì)災(zāi)害管理中的應(yīng)用，探討了智能決策支持系統(tǒng)在地質(zhì)災(zāi)害管理中的未來發(fā)展。

關(guān)鍵詞：智能決策支持系統(tǒng)；地質(zhì)災(zāi)害管理；傳感器技術(shù)

中圖分類號：P694 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）06–0-03

現(xiàn)如今，很多地區(qū)發(fā)生了各種各樣的自然災(zāi)害，嚴重影響人們的生活和社會生態(tài)。同時，隨著氣候變暖，人類活動頻繁，地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生頻率也呈現(xiàn)出增長趨勢。因此，應(yīng)對地質(zhì)災(zāi)害進行嚴格的管理，保證人們的生命安全。但是，傳統(tǒng)地質(zhì)災(zāi)害管理模式存在一定的不足，出現(xiàn)問題時應(yīng)對不迅速，因此需要引入智能決策支持系統(tǒng)解決地質(zhì)災(zāi)害管理中的問題。該系統(tǒng)不僅集成了地質(zhì)學、計算機科學和數(shù)據(jù)分析技術(shù)，還能夠?qū)Φ刭|(zhì)災(zāi)害產(chǎn)生積極地響應(yīng)，是一種符合當前社會發(fā)展的管理工具。因此，深入對智能決策支持系統(tǒng)在地質(zhì)災(zāi)害管理中的應(yīng)用開展分析，旨在提高地質(zhì)災(zāi)害管理效率，能夠及時對地質(zhì)災(zāi)害問題進行預(yù)防。

1 智能決策支持系統(tǒng)的定義

智能決策支持系統(tǒng)是一種集齊了信息技術(shù)、人工智能、決策科學等領(lǐng)域知識的軟件系統(tǒng)，主要是通過使用數(shù)據(jù)分析模型，建立優(yōu)化算法等方式，為決策者提供更精準全面的信息，輔助他們更好地完成決策。智能決策支持系統(tǒng)可以根據(jù)實際數(shù)據(jù)情況、預(yù)設(shè)的規(guī)則，快速、自動地進行決策推薦，讓工作人員可以通過界面直觀地看到結(jié)果，從而用于理解復(fù)雜的情況，保障其決策的科學性。

2 智能決策支持系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

2.1 數(shù)據(jù)挖掘與分析技術(shù)

數(shù)據(jù)挖掘與分析技術(shù)是智能決策支持系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)之一，根據(jù)對大規(guī)模的數(shù)據(jù)分析挖掘，從中發(fā)現(xiàn)其中的模式與關(guān)聯(lián)，從而幫助工作人員深入理解背后的數(shù)據(jù)信息，為其作出決策提供科學的參考依據(jù)。將數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害管理，可以對地質(zhì)災(zāi)害的趨勢開展分析，也能對其進行風險評估，并對歷史的災(zāi)害數(shù)據(jù)進行挖掘與分析，了解地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的規(guī)律和影響因素，從而為未來的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測提供一定的參考。此外，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)還可以根據(jù)地質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)，構(gòu)建多角度的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警模型，從根源上提高預(yù)警的準確性。

2.2 傳感器技術(shù)

智能決策支持系統(tǒng)中的傳感器技術(shù)可以實時采集地質(zhì)災(zāi)害有關(guān)的環(huán)境參數(shù)與數(shù)據(jù)，包括地震地質(zhì)形態(tài)、氣象條件等變化的信息。將傳感器部署在地表、地下或者空中，覆蓋范圍廣，而且可以實時監(jiān)測地質(zhì)災(zāi)害的動態(tài)變化，從而為決策者提供更精準的信息數(shù)據(jù)支持[1]。同時，借助傳感器技術(shù)，智能決策支持系統(tǒng)可以對地質(zhì)災(zāi)害進行預(yù)警，同時還可以結(jié)合無人機與衛(wèi)星等技術(shù)手段，對地質(zhì)災(zāi)害的影響范圍進行高精度的監(jiān)測與評估，從而為相關(guān)地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)提供科學的參考。

2.3 人工智能算法

人工智能算法可以模擬人類智能，將收集到的大規(guī)模數(shù)據(jù)進行學習與分析，自動處理各數(shù)據(jù)之間的規(guī)律，使得工作人員可以更加準確、及時地作出判斷。人工算法應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害管理中包括地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測預(yù)警、風險評估、應(yīng)急響應(yīng)等。例如，機器學習的預(yù)測模型可以根據(jù)歷史災(zāi)害數(shù)據(jù)開展分析，預(yù)測出未來地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生概率或可能產(chǎn)生的影響范圍，從而作出更加精準的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警。此外，人工智能算法還可以與地質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)和衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)進行多源結(jié)合，方便對地質(zhì)災(zāi)害等進行綜合評估與管理，并為工作人員提供多樣化決策方案。

2.4 虛擬現(xiàn)實技術(shù)

智能決策知識系統(tǒng)中的心理現(xiàn)實技術(shù)可以模擬現(xiàn)實環(huán)境，提供一種沉浸式的體驗。用戶可以結(jié)合三維模擬交互式界面，在虛擬的環(huán)境中進行觀察和模擬，同時也能進行決策推演。將其應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害管理，可以模擬地質(zhì)災(zāi)害情況，并開展相應(yīng)的模擬應(yīng)急訓練，使得地質(zhì)災(zāi)害風險管理可視化。例如，心理現(xiàn)實技術(shù)中的地質(zhì)模擬災(zāi)害系統(tǒng)可以模擬地震、滑坡、泥石流等災(zāi)害，讓工作人員可以親自體驗并觀察災(zāi)害的發(fā)展過程和影響范圍，從而制定更加有針對性的預(yù)防性的策略。此外，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以結(jié)合遙感圖像對地理在海風險進行可視化展示，并對其進行動態(tài)監(jiān)測，從而更好地輔助工作人員作出決策。

3 智能決策支持系統(tǒng)在地質(zhì)災(zāi)害管理中的應(yīng)用

3.1 監(jiān)測與預(yù)警

3.1.1 數(shù)據(jù)采集與傳感技術(shù)

為了更好地在地質(zhì)災(zāi)害管理中應(yīng)用智能決策支持系統(tǒng)，可以利用數(shù)據(jù)采集傳感技術(shù)部署不同的傳感器設(shè)備，實時采集地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)，為智能決策支持系統(tǒng)提供準確的信息。例如，對地震進行監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)時可將地震傳感器部署在地表和地下，從而實時監(jiān)測地震活動，并精準掌握地震的發(fā)生時間、地點等信息，從而為地震預(yù)警系統(tǒng)的建立提供關(guān)鍵的決策信息。對滑坡進行監(jiān)測時，可以利用傾角傳感器或位移傳感器設(shè)備，實時監(jiān)測地表土體位置變化，一旦發(fā)現(xiàn)滑坡跡象，就可以提供預(yù)警，為地質(zhì)災(zāi)害評估提供重要數(shù)據(jù)支撐[2]。

此外，還可以使用一些新興的數(shù)據(jù)采集技術(shù)，如衛(wèi)星遙感技術(shù)，可以高精度獲取地表的數(shù)據(jù)影像，全面監(jiān)測地表的形態(tài)、植被覆蓋情況，從而為地質(zhì)災(zāi)害風險評估提供全面的圖像信息。激光雷達技術(shù)可以對復(fù)雜的地形地貌進行測量，識別地質(zhì)構(gòu)造情況與地形特征，從而幫助工作人員分析地質(zhì)災(zāi)害的形成原因。綜上，這些新興的數(shù)據(jù)采集技術(shù)不僅可以為工作人員提供精準的地質(zhì)災(zāi)害信息，還能夠?qū)崿F(xiàn)對地質(zhì)的多角度監(jiān)測，提高整體的地質(zhì)災(zāi)害管理效率。

3.1.2 預(yù)警模型建立與優(yōu)化

預(yù)警模型是根據(jù)歷史的監(jiān)測數(shù)據(jù)和其他相關(guān)信息，借助不同的算法和模型建立起來的，主要用于預(yù)測地質(zhì)災(zāi)害可能發(fā)生的時間、地點和規(guī)模，并采取相應(yīng)的預(yù)防措施，目的是減少地質(zhì)災(zāi)害造成的損失。例如，地震預(yù)警系統(tǒng)主要是根據(jù)地震監(jiān)測的數(shù)據(jù)和地質(zhì)模型，利用機器學習算法建立起地震發(fā)生的預(yù)警模型，一旦檢測到地震信號，系統(tǒng)就會立即發(fā)動預(yù)警，向可能受到地震影響的區(qū)域發(fā)送警報，從而讓居民有更多的時間逃跑和避難。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，地震預(yù)警系統(tǒng)也在逐漸優(yōu)化，整體的預(yù)警準確性和時效性大大得到提高，這對于避免地震災(zāi)害工作有積極的推動作用。此外，根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造情況、當?shù)氐牡貐^(qū)地貌情況，可以使用傳感器監(jiān)測土壤含水量情況、地表位移參數(shù)，全面監(jiān)測滑坡形成的過程，一旦有風險就會提前發(fā)出預(yù)警信號，減少傷亡和損失。

由此可見，預(yù)警模型的建立與優(yōu)化不僅是依賴數(shù)據(jù)算法，還要不斷地進行實地驗證與改進，與實際發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害事件進行對比，對模型參數(shù)進行優(yōu)化，從而提高地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警的準確性，為地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防和救援工作提供更加科學的依據(jù)。

3.2 應(yīng)急響應(yīng)與救援

3.2.1 應(yīng)急資源調(diào)配

在地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生后，應(yīng)急資源調(diào)配系統(tǒng)可以迅速調(diào)配應(yīng)急資源，有效地減少災(zāi)害造成的損失。智能決策支持系統(tǒng)可以借助整合多方的信息，運用優(yōu)化算法，實現(xiàn)對應(yīng)急資源的智能調(diào)配，從而提高救援的效率。

在地震發(fā)生后，智能決策系統(tǒng)可以根據(jù)地震地區(qū)的情況，實時分析各類應(yīng)急資源的儲存與分布情況，利用相關(guān)算法確定最佳的資源調(diào)配方案，讓救援人員、醫(yī)療設(shè)備、食物等可以快速到達受災(zāi)地區(qū)進行支援，從而減少地震后帶來的損失[3]。在發(fā)生泥石流災(zāi)害后，智能決策支持系統(tǒng)可以根據(jù)監(jiān)測和模擬結(jié)果，確定受災(zāi)區(qū)域的物資需求情況，并結(jié)合實際進行應(yīng)急資源調(diào)配。系統(tǒng)可以使用衛(wèi)星圖像和無人機對受災(zāi)地區(qū)的情況進行監(jiān)測，確定地形的變化情況，從而為救援人員提供更加精準的救援路線。系統(tǒng)還可以根據(jù)大數(shù)據(jù)對受災(zāi)群眾的實際需求情況進行分析，從而調(diào)配對他們更加有用的人力、物力和資源，提高整體的救援效率。

可見，應(yīng)急資源調(diào)配功能可以提高整體的救援效率，減少資源的浪費，確保每項應(yīng)急物資都可以滿足災(zāi)區(qū)的需求。通過智能的調(diào)配，在災(zāi)害發(fā)生后，應(yīng)急資源調(diào)配功能還可以為受災(zāi)群眾提供及時有效的援助，最大限度地減少人員傷亡與財產(chǎn)損失。

3.2.2 救援路徑規(guī)劃與優(yōu)化

在地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生后，交通、通信信號往往也會中斷，救援隊伍需要最快地推出救援規(guī)劃，才能盡量減少人員傷亡，避免時間與資源的浪費。智能決策支持系統(tǒng)可以利用地圖信息、交通狀況，并結(jié)合人工智能技術(shù)，根據(jù)地質(zhì)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，智能化規(guī)劃救援路徑，方便救援人員到災(zāi)區(qū)救援。

在地震發(fā)生后，救援人員需要以最快的速度抵達現(xiàn)場。智能決策系統(tǒng)可以根據(jù)實時監(jiān)測到的路況，預(yù)測這段道路是否可以通行，并利用智能算法為救援人員設(shè)計最佳的救援方案，方便救援人員快速開展救援工作。在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)會考慮道路的距離、狀況以及地形地貌等特征，綜合對這些因素進行權(quán)衡分析，從而規(guī)劃出最安全，最快速的救援路徑。

泥石流災(zāi)害發(fā)生后，災(zāi)區(qū)道路可能會遭到損毀，導(dǎo)致交通中斷，限制救援工作的有序開展。應(yīng)用智能決策支持系統(tǒng)可以對所在地區(qū)的地形地貌進行實時監(jiān)測，并結(jié)合實際確定最佳的災(zāi)區(qū)通行路徑。系統(tǒng)也會綜合考量交通救援物資的分布情況，為救援人員規(guī)劃出最佳救援方案與路徑。不僅如此，系統(tǒng)還可以根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，調(diào)整救援方向，根據(jù)實際的受災(zāi)情況不斷優(yōu)化，確保救援隊伍能夠最大限度地減少災(zāi)害造成的損失。

3.3 風險評估與管理

3.3.1 模型建立與驗證

對地質(zhì)災(zāi)害的風險評估需要根據(jù)多方面的數(shù)據(jù)和信息進行分析，包括地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌、氣象氣候等因素，綜合建立一個科學、合理的預(yù)測模型，從而對可能發(fā)生的自然災(zāi)害進行綜合評估與管理。智能決策支持系統(tǒng)將多種數(shù)據(jù)源整合并與先進的算法技術(shù)進行融合，能夠?qū)崿F(xiàn)對地質(zhì)災(zāi)害的風險評估模型建立與驗證[4]。

對地震風險進行評估時，系統(tǒng)可以根據(jù)歷史的地震數(shù)據(jù)或者地質(zhì)構(gòu)造信息，建立地震概率模型，并分析出地震影響范圍。工作人員可以根據(jù)綜合的數(shù)據(jù)分析，確定地震發(fā)生的頻率，從而有針對性地建立地震發(fā)生概率模型。同時，系統(tǒng)也可以根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造信息和地震波動，模擬地震的影響范圍，并對其災(zāi)害影響程度進行預(yù)測，在此基礎(chǔ)上，也會對其結(jié)果進行實際驗證，從而確定模型的準確可靠，為今后的地震風險評估提供科學、可靠的依據(jù)。

3.3.2 風險管控策略制定

為了更好地制定地質(zhì)災(zāi)害風險管控策略，需要對地質(zhì)的特征、氣象條件、人口分布、資源分配等因素開展綜合考量，結(jié)合實際制定科學、合理的應(yīng)對措施，從根本上減少地質(zhì)災(zāi)害產(chǎn)生的損失。在地震風險管控時，智能決策支持系統(tǒng)可以根據(jù)地震發(fā)生的頻率等相關(guān)信息，結(jié)合地區(qū)人口密度、建筑物分布情況，制定針對性的地震防控策略。對于高風險地區(qū)，可以加強對建筑物的抗震設(shè)計和加固，讓該地區(qū)的人員增強地震意識，具備良好的地震應(yīng)急能力。對于受到交通影響或通信的地區(qū)，可以制定相對應(yīng)的地震修復(fù)計劃，以便于交通信號的快速恢復(fù)，從而讓風險防控策略發(fā)揮到最大作用。

在進行滑坡風險管控時，智能決策系統(tǒng)可以根據(jù)容易發(fā)生滑坡的地區(qū)特征、降雨量等因素，制定綜合的滑坡預(yù)警方案，并結(jié)合實際制定針對性的應(yīng)對措施。例如，對于存在滑坡風險的地區(qū)，可以加強設(shè)備的監(jiān)測與部署，實時監(jiān)測地表位移與土壤濕度等參數(shù)，一旦發(fā)現(xiàn)有滑坡跡象就會發(fā)出警報，工作人員便可以采取相應(yīng)的應(yīng)對措施，從而減少滑坡帶來的損失。

4 智能決策支持系統(tǒng)在地質(zhì)災(zāi)害管理中的未來發(fā)展

4.1 智能化與自動化程度提升

隨著我國科學技術(shù)水平的快速發(fā)展，機器學習與人工智能也在不斷進步，這些技術(shù)應(yīng)用在智能決策支持系統(tǒng)中可以讓該系統(tǒng)具有更強大的數(shù)據(jù)處理與分析能力，使其能夠自動識別和收集大量的地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)，并對其進行預(yù)警和風險評估，從而減少人為干預(yù)需求，增強整體的地質(zhì)災(zāi)害風險管理效果[5]。可見，未來智能決策支持系統(tǒng)有望通過智能算法和模型優(yōu)化，實現(xiàn)對地質(zhì)災(zāi)害的智能化管理，從而保護人民的生命財產(chǎn)安全。

4.2 多源數(shù)據(jù)整合與融合

地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)來源于地質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)、氣象氣候數(shù)據(jù)、衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)、社交媒體數(shù)據(jù)等方面，未來智能決策支持系統(tǒng)將通過先進的數(shù)據(jù)整合技術(shù)，將以上數(shù)據(jù)進行多元化的融合，建立更全面準確的地質(zhì)災(zāi)害信息庫。同時，通過對這些多元數(shù)據(jù)的綜合分析，系統(tǒng)可以更好地識別地質(zhì)災(zāi)害存在的風險，便于工作人員進行針對性的預(yù)防。綜合利用這些數(shù)據(jù)，在未來智能決策支持系統(tǒng)將成為地質(zhì)災(zāi)害管理中不可或缺的一部分，可以讓地質(zhì)災(zāi)害管理的水平得到有效提高。

4.3 預(yù)測與預(yù)警能力提升

在未來，智能決策支持系統(tǒng)可以引入更加先進的模型和算法，對地質(zhì)災(zāi)害更加精準地預(yù)測與預(yù)警。系統(tǒng)也可以利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，結(jié)合多項數(shù)據(jù)建立完善的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測模型，從而提前判斷地質(zhì)災(zāi)害可能發(fā)生的時間、地點和規(guī)模，工作人員就可以做出更好的應(yīng)對措施。此外，未來智能決策支持系統(tǒng)還可能實現(xiàn)預(yù)警信息的多渠道傳輸，讓人們可以在第一時間接收到災(zāi)害信息，最大限度地減少災(zāi)害發(fā)生的損失。

5 結(jié)束語

智能決策支持系統(tǒng)在地質(zhì)災(zāi)害管理中展現(xiàn)出巨大潛力，通過數(shù)據(jù)整合、模型優(yōu)化和智能算法，提升了預(yù)警、應(yīng)急響應(yīng)和風險評估的效率和準確性。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，這一系統(tǒng)將更加智能化、自動化，成為地質(zhì)災(zāi)害管理的重要利器，為保障人民生命財產(chǎn)安全作出更大貢獻。

參考文獻

[1] 莊妙慧.口岸突發(fā)公共衛(wèi)生事件輔助決策系統(tǒng)功能模塊設(shè)計[J].中國口岸科學技術(shù)，2023，5（12）：80-85.

[2] 石玉江，陳鋒，張志江，等.測井生產(chǎn)智能支持系統(tǒng)開發(fā)及應(yīng)用[J].石油科技論壇，2023，42（6）：1-8.

[3] 劉曉慧.基于預(yù)案的突發(fā)地質(zhì)災(zāi)害智能應(yīng)急決策支持模型研究[D].武漢：中國地質(zhì)大學，2014.

[4] 張曉超，許模，劉建強.基于WSN和ANN的綜合遠程智能地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)研究[J].太原理工大學學報，2011， 42（4）：403-407.

[5] 郭循釗.高速公路突發(fā)事件處置可視化智能決策支持系統(tǒng)研究[D].西安：長安大學，2011.

收稿日期：2024-01-10

作者簡介：應(yīng)紅（1990—），女，遼寧錦州人，助教，研究方向為地質(zhì)工程與地質(zhì)災(zāi)害。