gis在現(xiàn)代地震救災中的應用

1、GIS 在現(xiàn)代 地震救災 中的應 用李煜鵬 ( 南京農業(yè)大學土地 資源管理 系， 江蘇 南京 2 1 0 0 9 5 )一 理諗視野 【 摘 要】 目前 O I S 已在測繪、 城市規(guī) 劃、 水 利 、 土木、 環(huán)境保護 、 土地 利用與規(guī)劃等眾多領域得到 了廣泛的應用， 其在地 震領 域中的應用其應用領 域 包括地震分析、 預測、 預報 、 抗震、 減災、 災害預測 、 輔助 決策及應急指揮等各 個方面簡要概述了G I S 在地 震救

2、 災中的應用， 即地 震監(jiān) 測預測、 震后應急救援 、 災害調查評估 、 災后 醫(yī)學救援 、 災 后重建， 之 后總結及展 望了6 I S在地震 中的應用及發(fā)展趨勢?！?關鍵詞】地 震； 地 理信息系統(tǒng)； 救災； 評 估； 救援 一、概 述 地理信息系統(tǒng) ( G I S ) 足一 門綜合的技 術， 它涉及 地理學、 測 繪學 、 計算機科學 與技 術等 許多學科， 其 具有其他 技 術手段所 不具備的空間數(shù)據(jù) 管理及 分析功能。f 1

3、前 G I S 已 測繪、 城市 規(guī)劃、 水利 、 土木 、 環(huán) 境保 護 、 土地利用與規(guī)劃 等眾 多領域得到 了廣泛的應用， 其 往地 震領域中的應用其應用領 域包括地震分 析、 預測、 預報 、 抗 震 、 減 災 、 災害預測、 輔助 決策及 應急指揮等 各個方面。由于地 震災 害的每一個環(huán)節(jié)及過程均 與地理位置密 切相關， 因此可基 于地 理 信息系統(tǒng)技術及 空間數(shù)據(jù) 庫 ， 將地址 災害預測、 減災基 礎信 息 加 以管理，

4、 結合 O I S空間分析及網絡 分析功能及其他予 題 提供的數(shù)學模型， 動態(tài)實現(xiàn) 地震災害的 快速預測與輔助 決策等 。自 2 O 世紀 9 0年 代 以米， G I S技術存 周內地震領域 已經得 到了較廣泛的應_ r I j ， 其應 用領域包括地震 分析 、 預 測 、 預報、 抗 震、 減災、 災害預測 、 輔助 決 策及應急指揮 等各個 方 面， 并且取 得了較好的應用效 果。我 圍疆域遼闊， 地質環(huán)境復雜 ， 影響地質 災

5、害發(fā)育的 臼然地 質 條什也復雜多樣， 目前 已經成 為地震災害 最嚴重的國家之一 。因此 ， 本文綜合 了關于 G I S在地 震監(jiān)測預 測、 震后應急救援 、 災害 調查評估、 災后醫(yī)學 救援 、 災 后重建中 的利用的文獻資料 ， 可 以作 為我 國未來 G I S 應 用于 地震領域的 理論參考， 也可作為相 應的應用方法指導 。二、 在地震監(jiān)測 、 預報 中的應用 目前 ，我 國各類 災 害 監(jiān)測系統(tǒng) 的主要 臺站 總數(shù) 約

6、3 8 4 2 4個， 其地理位置 分布 總體 上較 為分散， 早期 的地震 預報研究由于均在各臺站層 級描 述動態(tài) 自然因子， 其精度 及效率均難以保 證。 借助于現(xiàn) _ 仃的 G I S平 臺可將現(xiàn)有所有臺站 動態(tài)信息集中顯 示、 管理及分析， 可極 大地提 高動態(tài)信息的定量化及精 度， 可更 好地開展地震監(jiān)測及 預報工作 。 由于地震預報 是世 界性的科學 難題， 從現(xiàn)有的地 震預 報 分析發(fā)現(xiàn) ， 地震災害 的每 一個環(huán)節(jié)及 過

7、程均 與 地 理位 置 密切 相關 ， 其在時間 、 空 間上的 復雜性往往 使得研究人員難 以有 效地挖掘地震發(fā)生的機理及前 兆。因此，借助于 G I S手段的 復雜 空間數(shù)據(jù)管理及分析功 能， 可幫助研究 人員剖析地震相關信 息在時 間和空間上的分布規(guī)律 ， 從而有助于研 究人 員開展地震監(jiān)測、 預報 。利用 G I S建立地震災 害空 間 信息 管理 系統(tǒng) ， 管理地震災害 調查 資料 ， 顯示并查詢地 震 災害 的空 問分 布特

8、 征信息， 評價地 震災 害的危 害程度 ， 分析地 震災 害和影 響 因素之間的關系，提 出減輕和防治地質災害的措施 ，對將 來可 能發(fā)生的地震災害進行預 測。由于各種地震 素 本身 的不確 定性 ， 以及地震因素之間 相互 { 1 7 用的復雜性，收 集 大 量 的基礎 地質環(huán)境資料前提下 ， 對這 些基 礎資料進行有效地 處 理來 提 高數(shù) 據(jù)的可靠性， 通 過選取 合適 的評價預測指 標 ， 運用 恰 當?shù)臄?shù) 學分析模型， 對研

9、 究區(qū)進行地震災害危險性等級 的 劃 分 ， 從而 為地 震災害的管理及防治和 預警 決策提供依據(jù)。三 、 在 災情監(jiān)測及評估 中的應用 地震 往往 具有極強的破壞 性 ，從過去的地震實踐 來看 ， 震 后幾小時到 2 4小時內是人員搶救的關鍵時段，可基于 6 I S 技 術、 背景數(shù) 據(jù)庫 、 應急備災數(shù)據(jù) 庫 、 救災需求確定合理的救 災投 入及資源 配置 。同時通過在極震 區(qū)周 用建立緩沖區(qū)， 可對緩 沖 區(qū)內各 要 素進行統(tǒng)計，

10、 如統(tǒng)計緩 沖區(qū) 內社會經濟信息 、 搶 險 救 災信 息 ( 搶 險物 資、 搶險隊伍及 避險 中心) 等， 不僅為搶 險救 災 決策提 供有 力的輔助手段 ， 還可 為城 市規(guī)劃、 保險行業(yè)保 費 估 算提供 非常重要的依據(jù) 。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i J { 4 撥及 道 路 網絡分 析最佳路徑分析。 基于 G I S技 術建立的多源防災減災信 息集成 平

11、 臺， 其不僅包含地震災 害應 急評估和災情評定所 需 的 遙 感信 息 、 氣象信息、 水文信 息、 地 震信息 ， 還包括專題信 息 ， 如 社 會經 濟 背景數(shù)據(jù)庫 、 自然地理 、 地質 條件數(shù)據(jù)庫和 歷史 災情 數(shù) 據(jù)庫等 等 ， 因而基于多源防災減 災信息集成平臺可開展地 震 損 失統(tǒng) 計及 分布 、 人員傷亡統(tǒng)計 及 分布 、 需安置人員統(tǒng)計及 分 布 、 重 點基礎設施分布、 醫(yī)療及消防 設施分布評估等等 。四 、 在災

12、后救援中的應用 當今 災害醫(yī)學救援具有救 治任 務和對象多元、 發(fā)生地 區(qū)廣 泛 和環(huán)境 分析數(shù)據(jù)龐大的特 點。此 ， 僅靠人力無法從海 量 的 數(shù) 據(jù) 中抽 取 出有用的信息 ， 進行 快 速準確的分析和判 斷， 從而 極大地 影響 了決策速度。地理 信息 系統(tǒng) 功能強大， 將其應 用于 災害 醫(yī)學 救援 ， 可以為決策者提 供 決策支持 ， 從而提 高救援 效 企業(yè) 導 報 2 0 10 年 1 1 月( 下) 1 5 1理 論視野

13、 率 。在實施醫(yī)學救援過程 t { J ’ 要求災害救援指揮 員掌握 醫(yī)學地 理描述 、 敘述的信息。 但 是， 大多數(shù)現(xiàn)場情況如傷病 員現(xiàn)場救治 和轉 運、 衛(wèi)生車輛運送 能力 、 衛(wèi) 生部門固定或機動人 力物 力配 置狀 況 、 醫(yī)療物資儲備等是 隨 時發(fā) 生變化的， 很難 為指揮 員掌 握并按最新情況做出決定。地理信息及在地理信息基礎上形成 的 G I S 就可以解決這一問題 。G I S利用數(shù)據(jù)庫操 作系統(tǒng)整理現(xiàn) 有信 息， 并

14、保證各種數(shù)據(jù)庫 集 成 ， 在一些必要的信 息獲 得補充 后， 各部 門還能實現(xiàn)信息共 享 。五、 在災后重建中的應 用 災后重建規(guī)劃工作是一 項復雜 的系統(tǒng)工程， 需 要考慮 的問 題紛繁 復雜， 總結起來 ， 災 后重 建規(guī)劃工作需重點解 決 以下三 個方面： ( 1 ) 安全問題 。地 震災 區(qū)地質條件復雜， 災 后更是 形成 了斷層， 滑坡 、 崩塌、 堰 塞湖等 地質災害以及潛 在的地 質災 害危 險區(qū) ； ( 2 ) 安置問

15、題。群眾 不能 一 F I 無家， 要盡快解 決群眾 的安 置 問題： ( 3 ) 地區(qū)發(fā)展 問題 。安 全則為災后重建的重 之重 ， 只 有在安全 問題解決之后 ，后 續(xù)其 他的規(guī)劃工作才 能得 以開展 。由于 歷史 原因， 現(xiàn)有的規(guī)劃 圖均 為紙質地圖或 C A D圖 ， 因而無 法 開展直 觀高效的地形 分析及 空間分析， 6 I S作為 強大 的窄問 分析 工具 ， 其可在災后 的重 建 、 選址 和規(guī)劃中具柯 至關 重要的 作

16、用 。G I S系統(tǒng)可分析地震 災害 發(fā)生規(guī) 律： 將采集的 以往 地震災 害數(shù) 據(jù)采集處理后， 集 成到 G I S系統(tǒng)中， 可對原本抽 象 的位 置 信 息進 行直觀的分析。同時 ， 運 用 G I S系統(tǒng)評什災害 治理工程 規(guī)模 ： 通過 6 I S周邊分析和 緩沖 分析方法， 可對每一 關鍵 點位 的周邊位置信息進行計算 。災害治理工程的規(guī)模除去建設精確 范 圍， 其地域影響面也不 同， 可 使用 G I S 緩沖分析建 立緩沖

17、 區(qū)，進行 工程規(guī)模模擬計算。通過 G I S地理信息系統(tǒng) ， 原來 抽蒙 的 地址 災害位置信息和規(guī)模 數(shù)據(jù) ， 可 以直觀集約的在 電予 地圖 中展示、 應用和分析， 提供了災害 空問信息數(shù)據(jù)的處理平臺載體 。六、 地理信息系統(tǒng)在未來 地震救災中的發(fā)展趨勢和展望 近 2 0年來，幾乎每 一 次計 算機信息技術 的重要 進展都 帶 動地理信息系統(tǒng)技術的重大 進步 ， 如空問數(shù)據(jù)管理 、 網絡 G I S 、三維 G I S等技術， 同

18、樣 G I S技術 的重大進步也必然導致 G I S在 地震領域的進一步深入， 因而 網絡 G I S 、 三維 G I S必然作 為 G I S在地 震領域的發(fā)展趨勢引起 各領域學者廣泛的重視 。 W e b G I S又 稱 為萬維網地理信息系統(tǒng) ， 是建 立在 W e b技術上的 一種特 殊環(huán) 境下的地理信息系統(tǒng) 。 W e b G I S在 I n t e r n e t 或 I n t e r n a t網絡環(huán) 境下存儲、 處

19、理、 分析、 顯示及 應用空間信息?？臻g數(shù)據(jù)包括 帶 有空間位置特征的圖像 、 圖形 數(shù)據(jù)和與此相關的文 本數(shù)據(jù) 。國 際學術界把基于萬維網的地 理信息系統(tǒng)稱之為 W e b G I S 。 現(xiàn)有地 震部 門及研究機構存在 的 G I S系統(tǒng)均為封 閉、獨 立的 單機 系 統(tǒng) ， 因而不能實現(xiàn)信息的共 享 ， 系統(tǒng) 的利用率低 、 成 本高 、 更新 維 護 困雉 。W e b G I S具有空間信 息共享 及協(xié) 同工作能力，可擴 大地

20、 震 6 I S系統(tǒng)信息來源， 并在降低 地 學數(shù)據(jù)獲取成本的 同時提高數(shù) 據(jù)的利用率和實效性 ， 因而對 于 6 I S 在地震領域的應 用深度及 1 5 2 企業(yè)導報 2 0 10 年 1 1 月( 下)廣度均具_ 仃重要 意義 。 G I S對現(xiàn)實世界中的現(xiàn)象和空間物體進 行數(shù)字化和 抽象 表示 ， 盡管我們所處的世 界和其中的物體是三 維的， 但大多數(shù)商 業(yè)化 G I S軟件通常都減去空 間數(shù)據(jù)的第三維 信息并將其投 影到兩維

21、，其主要原因之一 是完備的真三維 G I S的實現(xiàn)極為 復雜 。與二維 G I S相比， 三 維 G I S可虛擬重建災區(qū) 虛擬地理環(huán)境 ，還可對 空間對象開展三維 空間分析和操作， 閑 而更適宜于 開展地 震 分析、 預測、 預報 、 抗 震 、 減災 、 災害預測 、輔助決策及 應急指 揮等各個方面工作。我 國是一 個地 震多發(fā)的國家， 因而 準確 、 高效地開展地震 預報、監(jiān)測 、救災 工作具有十分重要 的應 用價值及現(xiàn)實意義。G

22、 I S具有 其他 技術 手段所不具備的空間 數(shù)據(jù)管理及空間分析 功能， 并存地震 分析 、 預測、 預報 、 抗 震、 減 災、 災害預測 、 輔助決 策及應急指揮 等各 個方缸均并且取得 了較好的應用效果一G I S已經廣泛滲 透到 了多種學科領域， 從 比較簡 單的、 單一功能的、分散的系統(tǒng) 發(fā)展 到 多功能的、 共享的綜 合性信 息系統(tǒng)， 并向多 媒體 G I S 、 智能化 、 三維 、 虛擬現(xiàn)實及網絡方 向發(fā)展， 新的地理信

23、 息系統(tǒng)將運用 專家系統(tǒng)知識， 進行分析、 預報和輔助決策。隨著 W e b G I S 、 3 D6 I S地 震領域的的普及及 深入應用 ， G I S在地震 領域的應用 將會 越 來越廣泛， 其綜合 用不 僅可從二維、 靜態(tài) 分析向多維、 動態(tài) 、 網絡方 向發(fā)展， 為我 周防震減災技術水平的 提高和工作 的深化做 出大的貢獻。參 考 文 獻 [ 1 ] 龔健稚 ， 杜道生 ， 李清 泉， 朱慶．當代地理信息技 術[ M ] ．北

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