GIS在地质灾害中的应用

地理信息系统是以地理空间数据库为基础，以计算机软硬件为支撑，运用系统工程和信息科学的理论，对具有空间内涵的地理数据进行科学管理和综合分析，为管理和决策提供必要信息的技术系统。简而言之，地理信息系统是一个综合处理和分析地理空间数据的技术系统。它诞生于20世纪60年代。经过50年的发展，已经进入21世纪。随着地理信息系统产业的建立和数字信息产品在世界范围内的普及，地理信息系统已经广泛应用于军事、资源、环境、地质、农林、水利电力、铁路公路、城乡规划、宏观决策等诸多领域，给人类生产和生活带来了诸多便利。地理信息系统、地理信息系统和地质学概述地理信息系统在地质学中有许多应用，许多单位用它来绘制地质剖面图、预测和评价矿产资源、分析石油地质、监测环境信息、处理自然灾害等。地理信息系统具有很强的空间分析和数据组织能力。实践证明，将地理信息系统应用于地质，可以减少地质工作量，提高地质工作效率，解决许多地质问题。它为地质学的发展提供了更广阔的空间。地质灾害是指由自然因素或人类活动引起的危害人民生命财产安全的与地质过程有关的灾害。我国地质灾害种类繁多，分布广泛，活动频繁，危害严重。据统计，从20世纪80年代末到90年代初，地质灾害每年造成300-400人死亡，经济损失超过100亿元。自20世纪90年代以来，中国每年因地质灾害造成的损失超过200亿元，造成约1000人死亡。突发性地质灾害不仅会带来重大的人员伤亡和财产损失，还会引发严重的公共安全问题。中国政府高度重视地质灾害的防治，在全国范围内开展了灾害群测群防、防灾减灾和防灾减灾工作。然而，由于技术手段和认知水平的瓶颈，许多地质灾害信息系统无法满足大规模信息发布和决策支持的需求，难以有效预测和预防地质灾害。因此，科学有效的地质灾害评估、监测、预警和及时发布灾害信息，构建完整的地质灾害防治体系，对于减少人民生命财产损失和生态地质环境破坏具有重要意义。根据地质灾害的类型，我国地质灾害图可分为以下几类：1 .地理信息系统在地震中的应用；2.地理信息系统在崩塌和滑坡中的应用；3.地理信息系统在泥石流中的应用；4.地理信息系统在地面沉降中的应用；5.地理信息系统在土壤侵蚀中的应用；1.地理信息系统在地质灾害中的应用；1.地理信息系统在地震中应用。1.地震预测是利用计算机自动采集数据并识别异常，然后根据地理信息系统提供的丰富信息进行地震预测，使推理和智能决策更加客观、系统。例如，地震预测智能决策支持系统。2.地震灾害损失评估地震造成的经济损失和人员伤亡评估。地理信息系统为震后减灾提供的最短路径等空间分析为领导决策提供了客观、直接的意见。地理信息系统做出的应急决策主要表现在以下几个方面：救灾计划；(2)人员暂停疏散；(3)各危险品储存点的危险程度警示和防护措施；(4)地震和消防决策等。地理信息系统在地震分析、预测、预报、抗震、减灾、救灾和灾后评估中的应用。主要表现为预测、灾害评估和减灾。中国地震震中分布地理信息系统在崩塌滑坡灾前风险中的应用同时，由于地理信息系统独特的空间分析功能和超强的数据分析能力，在崩塌和滑坡地质灾害评价过程中衍生出一些只能由地理信息系统完成的评价方法。而且，这种充分利用地理信息系统功能的风险评估方法仍在不断产生。地理信息系统支持的崩塌和滑坡地质灾害评估旨在区分不同的灾害等级，并通过灾害制图反映它们。将地理信息系统应用于泥石流，可以建立泥石流空间数据仓库，通过空间数据挖掘技术定量分析泥石流触发因素、喷发时间和规模与环境背景条件之间的相关性，帮助我们更深入地研究泥石流的形成机理，建立相对准确的泥石流预测模型。通过对泥石流形成机理和泥石流预测模型的研究，建立了泥石流预警知识库，最终建立了泥石流预警专家系统，实现了泥石流预警的智能化和自动化。地理信息系统为认识和理解地面沉降提供了一种新的途径。其强大的空间分析功能和数据库管理能力为城市地面沉降研究提供了有效的途径。地理信息系统可以从时空角度预测地面沉降。以地理信息系统技术为平台，结合地面沉降模拟和预测方法，充分利用全球定位系统和遥感数据，建立动态沉降监测和预测预警系统。利用地理信息系统实现地面沉降、地面沉降、城市沉降、城市沉降、山村沉降、京津冀地区沉降图的可视化。5、地理信息系统在土壤侵蚀中的应用。一般情况下，影响土壤侵蚀的各种因素的专题图都输入地理信息系统，并建立完整的数据库。然后，通过地理信息系统叠加分析、拓扑分析等操作，结合一些具体的算法程序，可以进行土壤侵蚀强度、土壤侵蚀风险和侵蚀因子的制图操作。利用地理信息系统，通过叠加各种影响因素的专题图，实现小流域土壤侵蚀风险评估制图。黄土高原水土流失，中国水土流失类型分布，黄土高原水土流失，水土流失引起的土壤盐渍化，地质灾害地理信息系统实现的功能，1。利用地理信息系统的各种功能对地质灾害进行评估和管理，建立地质灾害空间信息管理系统，管理地质灾害调查数据，显示和查询地质灾害的空间分布特征信息，评估地质灾害的危害程度，分析地质灾害与影响因素之间的关系，提出减轻和预防地质灾害的措施，预测未来可能发生的地质灾害。2.地质灾害风险区划评价由于各种地质因素的不确定性和地质因素之间相互作用的复杂性，在收集大量基础地质环境数据的前提下，通过对这些基础数据的有效处理，提高了数据的可靠性。通过选择合适的评价和预测指标，应用合适的数学分析模型，将研究区划分为地质灾害等级。从而为地质灾害管理、预防和预警决策提供依据。3.地理信息系统与专家系统的集成应用。在地理信息系统和专家系统的集成应用中，地理信息系统在管理时空数据和进行空间分析方面发挥着重要作用。专家系统的主要功能是利用专家知识和空间目标的事实推理来确定危险程度。二者的结合将提升专家的经验，减少野外和室内人工作业的工作量，使区域地质灾害的动态管理成为可能。根据我国地质灾害分布的基本情况，灾害监测与应急运行系统必须结合先进的计算机技术、网络技术、3S技术、数据库技术和实时监测技术，以实现有效的预防和监测，并在灾害发生前、中、后建立及时有效的综合评价、监测、评估和重建系统一、地质灾害防治地理信息系统的形式，1、基于遥感技术的地质灾害调查，2、基于地理信息系统技术的地质灾害风险评估，3、地质灾害监测预警系统，4、地质灾害数据库及管理信息系统，5、地质灾害网络采集信息服务系统，6、移动地质灾害信息采集与报告系统，7、建立地质灾害气象预报预警系统，8、遥感地质灾害监测手段，1、 地质灾害调查以遥感技术为基础，遥感技术节省了人力时间，并且没有调查盲区的全景覆盖，这使得它在地质灾害调查中得到广泛应用。 特别是近十年来，高分辨率卫星遥感相继问世并投入商业运行，为查明地质环境现状提供了完整的技术保障。在查明地质灾害现状和地质环境防灾现状的基础上，可以利用遥感技术对地质灾害隐患体或隐患区进行动态监测。对于移动缓慢的潜在灾害体，可采用高程精度为毫米的INSAR雷达遥感技术进行监测。高分辨率卫星遥感技术可用于监测泥石流灾害地质环境的动态变化。这种动态监测，辅以少量地面调查，可以有效掌握隐患体或隐患区域的动态变化，提高气象预报和临灾预警的准确性。一、遥感地质灾害区详细调查、地质灾害现场调查2、基于地理信息系统技术的地质灾害风险评估，地质灾害风险评估是调查、监测、分析和评价地质灾害的活动程度，主要是评价地质灾害的破坏能力。地质灾害是由各种灾害因素反映出来的，分为历史灾害和潜在灾害。地质灾害潜在灾害评估是指对未来一段时期内，在什么地方可能发生什么类型的地质灾害、灾害活动的强度和规模、灾害的范围和强度进行分析和预测。地质灾害的潜在危害受多种条件控制，具有不确定性。通过地理信息系统，可以为地质灾害风险影响因子的分布构建独立的因子层，如斜坡层、坡向层、植被覆盖、降雨分布、地质岩组、人类活动等。通过综合分析可以得出各因素对地质灾害发生的贡献率。最后，通过加权得到地质灾害风险评价图、脆弱性评价图、损害损失评价图和防治工程评价图。浙江省滑坡(泥石流)地质灾害概况预测图，ArcGIS地理建模脆弱性分析，脆弱性评估，以及3。地质灾害监测和预警系统。地质灾害预警主要使用地质灾害和降雨等数据。主要有三种预测模型：一种是地质灾害易发区与降雨量的叠加(预测降雨量与前期实际降雨量)；第二是仅根据降雨量来判断。三是利用地质灾害的承灾环境、致灾因子和承灾体之间的非线性复杂关系，结合统计学、模糊数学、灰色系统、人工神经网络等科学理论，建立地质灾害的失稳机制和计算方法。充分利用地质灾害经验数据、降雨等信息开发地质灾害预警系统，将为预警提供科学的决策支持，将灾害发生前的损失降到最低。地质灾害预警系统的结构图和ArcGIS对地质灾害预警的支持可以从三个层次来描述：数据层、逻辑层和表示层。其中数据层用于数据的输入、存储和管理；逻辑层用于综合和融合地质灾害信息系统中的属性数据，并处理建模和空间数据地理数据库不仅可以提供可扩展的数据规模管理，还可以通过建立属性域值规则、建立关联机制解决非空间信息冗余问题、建立拓扑规则解决不同区域之间的图形连接问题来解决属性定义不一致的问题。此外，地理数据库还提供了多用户协作工作，从而大大提高了工作效率。地质灾害信息管理系统的开发主要是基于ArcGISEngine技术开发的C/S框架程序，可以对潜在的地质灾害点信息进行综合管理。地质灾害现场灾害信息的综合管理；提供地质灾害点分布图的地理信息系统功能。它还可以集成地质灾害风险评估子系统和监测预警系统。C/S架构地质灾害信息管理系统，5，地质灾害网络采集信息服务系统，地质灾害网络采集与发布系统主要基于ArcGISServer技术，主要用于地质监测人员在线输入地质灾害信息，实现在线信息采集、发布和共享。此外，系统可以通过网络发布各种地质灾害信息和遥感地质调查数据，实现信息的及时传输和共享。该系统还可以对移动监控巡逻人员进行全球定位系统定位，检查每个巡逻人员的实时位置，及时了解灾害巡逻情况。地质灾害监测系统、地质灾害监测系统接口-叠加遥感影像、地质灾害流动巡逻人员在线位置监测、6、移动地质灾害信息采集和报告系统，通过GPRS、CDMA和3G移动通信网络，PDA设备或智能手机APP可用于随时随地及时获取降雨和降雨信息、预报和预警、灾情、卫星、天气雷达云图、防灾通讯录、天气预报等信息，从而进行灾害报告和地质灾害防治的移动应急指挥。移动地质灾害信息采集系统需要集成全球定位系统功能，通过无线技术将实时地质灾害信息传输到中央服务器网关。中央服务器可以通过适当的处理，在网络发布系统中及时显示地质灾害信息，实现信息协作。内置的全球定位系统定位功能可以实时定位地质灾害检查员的位置，并能有效地反映在网络和C/S地质灾害信息管理系统界面上。地质灾害气象预报预警系统的建立，将在地质灾害监测预警中发挥重要作用，而地质灾害大多与我国降雨分布密切相关。地质灾害与气象因素的关系可以通过气象条件与地质灾害的关系来建立。分析了地质灾害与降雨的关系，总结了诱发地质灾害的临界降雨(降雨强度)。通过研究山洪地质灾害与气象因素的关系，确定了山洪地质