gis在現(xiàn)代地震救災(zāi)中的應(yīng)用

1、GIS 在現(xiàn)代 地震救災(zāi) 中的應(yīng) 用李煜鵬 ( 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)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(cè)繪、 城市規(guī) 劃、 水 利 、 土木、 環(huán)境保護(hù) 、 土地 利用與規(guī)劃等眾多領(lǐng)域得到 了廣泛的應(yīng)用， 其在地 震領(lǐng) 域中的應(yīng)用其應(yīng)用領(lǐng) 域 包括地震分析、 預(yù)測(cè)、 預(yù)報(bào) 、 抗震、 減災(zāi)、 災(zāi)害預(yù)測(cè) 、 輔助 決策及應(yīng)急指揮等各 個(gè)方面簡(jiǎn)要概述了G I S 在地 震救

2、 災(zāi)中的應(yīng)用， 即地 震監(jiān) 測(cè)預(yù)測(cè)、 震后應(yīng)急救援 、 災(zāi)害調(diào)查評(píng)估 、 災(zāi)后 醫(yī)學(xué)救援 、 災(zāi) 后重建， 之 后總結(jié)及展 望了6 I S在地震 中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)?！?關(guān)鍵詞】地 震； 地 理信息系統(tǒng)； 救災(zāi)； 評(píng) 估； 救援 一、概 述 地理信息系統(tǒng) ( G I S ) 足一 門綜合的技 術(shù)， 它涉及 地理學(xué)、 測(cè) 繪學(xué) 、 計(jì)算機(jī)科學(xué) 與技 術(shù)等 許多學(xué)科， 其 具有其他 技 術(shù)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(cè)繪、 城市 規(guī)劃、 水利 、 土木 、 環(huán) 境保 護(hù) 、 土地利用與規(guī)劃 等眾 多領(lǐng)域得到 了廣泛的應(yīng)用， 其 往地 震領(lǐng)域中的應(yīng)用其應(yīng)用領(lǐng) 域包括地震分 析、 預(yù)測(cè)、 預(yù)報(bào) 、 抗 震 、 減 災(zāi) 、 災(zāi)害預(yù)測(cè)、 輔助 決策及 應(yīng)急指揮等 各個(gè)方面。由于地 震災(zāi) 害的每一個(gè)環(huán)節(jié)及過程均 與地理位置密 切相關(guān)， 因此可基 于地 理 信息系統(tǒng)技術(shù)及 空間數(shù)據(jù) 庫 ， 將地址 災(zāi)害預(yù)測(cè)、 減災(zāi)基 礎(chǔ)信 息 加 以管理，

4、 結(jié)合 O I S空間分析及網(wǎng)絡(luò) 分析功能及其他予 題 提供的數(shù)學(xué)模型， 動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn) 地震災(zāi)害的 快速預(yù)測(cè)與輔助 決策等 。自 2 O 世紀(jì) 9 0年 代 以米， G I S技術(shù)存 周內(nèi)地震領(lǐng)域 已經(jīng)得 到了較廣泛的應(yīng)_ r I j ， 其應(yīng) 用領(lǐng)域包括地震 分析 、 預(yù) 測(cè) 、 預(yù)報(bào)、 抗 震、 減災(zāi)、 災(zāi)害預(yù)測(cè) 、 輔助 決 策及應(yīng)急指揮 等各個(gè) 方 面， 并且取 得了較好的應(yīng)用效 果。我 圍疆域遼闊， 地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜 ， 影響地質(zhì) 災(zāi)

5、害發(fā)育的 臼然地 質(zhì) 條什也復(fù)雜多樣， 目前 已經(jīng)成 為地震災(zāi)害 最嚴(yán)重的國家之一 。因此 ， 本文綜合 了關(guān)于 G I S在地 震監(jiān)測(cè)預(yù) 測(cè)、 震后應(yīng)急救援 、 災(zāi)害 調(diào)查評(píng)估、 災(zāi)后醫(yī)學(xué) 救援 、 災(zāi) 后重建中 的利用的文獻(xiàn)資料 ， 可 以作 為我 國未來 G I S 應(yīng) 用于 地震領(lǐng)域的 理論參考， 也可作為相 應(yīng)的應(yīng)用方法指導(dǎo) 。二、 在地震監(jiān)測(cè) 、 預(yù)報(bào) 中的應(yīng)用 目前 ，我 國各類 災(zāi) 害 監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 的主要 臺(tái)站 總數(shù) 約

6、3 8 4 2 4個(gè)， 其地理位置 分布 總體 上較 為分散， 早期 的地震 預(yù)報(bào)研究由于均在各臺(tái)站層 級(jí)描 述動(dòng)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(tái)可將現(xiàn)有所有臺(tái)站 動(dòng)態(tài)信息集中顯 示、 管理及分析， 可極 大地提 高動(dòng)態(tài)信息的定量化及精 度， 可更 好地開展地震監(jiān)測(cè)及 預(yù)報(bào)工作 。 由于地震預(yù)報(bào) 是世 界性的科學(xué) 難題， 從現(xiàn)有的地 震預(yù) 報(bào) 分析發(fā)現(xiàn) ， 地震災(zāi)害 的每 一個(gè)環(huán)節(jié)及 過

7、程均 與 地 理位 置 密切 相關(guān) ， 其在時(shí)間 、 空 間上的 復(fù)雜性往往 使得研究人員難 以有 效地挖掘地震發(fā)生的機(jī)理及前 兆。因此，借助于 G I S手段的 復(fù)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(guān)信 息在時(shí) 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(cè)、 預(yù)報(bào) 。利用 G I S建立地震災(zāi) 害空 間 信息 管理 系統(tǒng) ， 管理地震災(zāi)害 調(diào)查 資料 ， 顯示并查詢地 震 災(zāi)害 的空 問分 布特

8、 征信息， 評(píng)價(jià)地 震災(zāi) 害的危 害程度 ， 分析地 震災(zāi) 害和影 響 因素之間的關(guān)系，提 出減輕和防治地質(zhì)災(zāi)害的措施 ，對(duì)將 來可 能發(fā)生的地震災(zāi)害進(jìn)行預(yù) 測(cè)。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(fù)雜性，收 集 大 量 的基礎(chǔ) 地質(zhì)環(huán)境資料前提下 ， 對(duì)這 些基 礎(chǔ)資料進(jìn)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(píng)價(jià)預(yù)測(cè)指 標(biāo) ， 運(yùn)用 恰 當(dāng)?shù)臄?shù) 學(xué)分析模型， 對(duì)研

9、 究區(qū)進(jìn)行地震災(zāi)害危險(xiǎn)性等級(jí) 的 劃 分 ， 從而 為地 震災(zāi)害的管理及防治和 預(yù)警 決策提供依據(jù)。三 、 在 災(zāi)情監(jiān)測(cè)及評(píng)估 中的應(yīng)用 地震 往往 具有極強(qiáng)的破壞 性 ，從過去的地震實(shí)踐 來看 ， 震 后幾小時(shí)到 2 4小時(shí)內(nèi)是人員搶救的關(guān)鍵時(shí)段，可基于 6 I S 技 術(shù)、 背景數(shù) 據(jù)庫 、 應(yīng)急備災(zāi)數(shù)據(jù) 庫 、 救災(zāi)需求確定合理的救 災(zāi)投 入及資源 配置 。同時(shí)通過在極震 區(qū)周 用建立緩沖區(qū)， 可對(duì)緩 沖 區(qū)內(nèi)各 要 素進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，

10、 如統(tǒng)計(jì)緩 沖區(qū) 內(nèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)信息 、 搶 險(xiǎn) 救 災(zāi)信 息 ( 搶 險(xiǎn)物 資、 搶險(xiǎn)隊(duì)伍及 避險(xiǎn) 中心) 等， 不僅為搶 險(xiǎn)救 災(zāi) 決策提 供有 力的輔助手段 ， 還可 為城 市規(guī)劃、 保險(xiǎn)行業(yè)保 費(fèi) 估 算提供 非常重要的依據(jù) 。網(wǎng)絡(luò)分 析包括通過對(duì)生命線工程 的管 道進(jìn) 行 網(wǎng)絡(luò)連 通性分析， 資源 供給 網(wǎng)絡(luò) 劃分、 資源i J { 4 撥及 道 路 網(wǎng)絡(luò)分 析最佳路徑分析。 基于 G I S技 術(shù)建立的多源防災(zāi)減災(zāi)信 息集成 平

11、 臺(tái)， 其不僅包含地震災(zāi) 害應(yīng) 急評(píng)估和災(zāi)情評(píng)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(huì)經(jīng) 濟(jì) 背景數(shù)據(jù)庫 、 自然地理 、 地質(zhì) 條件數(shù)據(jù)庫和 歷史 災(zāi)情 數(shù) 據(jù)庫等 等 ， 因而基于多源防災(zāi)減 災(zāi)信息集成平臺(tái)可開展地 震 損 失統(tǒng) 計(jì)及 分布 、 人員傷亡統(tǒng)計(jì) 及 分布 、 需安置人員統(tǒng)計(jì)及 分 布 、 重 點(diǎn)基礎(chǔ)設(shè)施分布、 醫(yī)療及消防 設(shè)施分布評(píng)估等等 。四 、 在災(zāi)

12、后救援中的應(yīng)用 當(dāng)今 災(zāi)害醫(yī)學(xué)救援具有救 治任 務(wù)和對(duì)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(diǎn)。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(jìn)行 快 速準(zhǔn)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(qiáng)大， 將其應(yīng) 用于 災(zāi)害 醫(yī)學(xué) 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(dǎo) 報(bào) 2 0 10 年 1 1 月( 下) 1 5 1理 論視野

13、 率 。在實(shí)施醫(yī)學(xué)救援過程 t { J ’ 要求災(zāi)害救援指揮 員掌握 醫(yī)學(xué)地 理描述 、 敘述的信息。 但 是， 大多數(shù)現(xiàn)場(chǎng)情況如傷病 員現(xiàn)場(chǎng)救治 和轉(zhuǎn) 運(yùn)、 衛(wèi)生車輛運(yùn)送 能力 、 衛(wèi) 生部門固定或機(jī)動(dòng)人 力物 力配 置狀 況 、 醫(yī)療物資儲(chǔ)備等是 隨 時(shí)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(chǔ)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(bǔ)充 后， 各部 門還能實(shí)現(xiàn)信息共 享 。五、 在災(zāi)后重建中的應(yīng) 用 災(zāi)后重建規(guī)劃工作是一 項(xiàng)復(fù)雜 的系統(tǒng)工程， 需 要考慮 的問 題紛繁 復(fù)雜， 總結(jié)起來 ， 災(zāi) 后重 建規(guī)劃工作需重點(diǎn)解 決 以下三 個(gè)方面： ( 1 ) 安全問題 。地 震災(zāi) 區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜， 災(zāi) 后更是 形成 了斷層， 滑坡 、 崩塌、 堰 塞湖等 地質(zhì)災(zāi)害以及潛 在的地 質(zhì)災(zāi) 害危 險(xiǎn)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(zāi)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(zhì)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(qiáng)大 的窄問 分析 工具 ， 其可在災(zāi)后 的重 建 、 選址 和規(guī)劃中具柯 至關(guān) 重要的 作

16、用 。G I S系統(tǒng)可分析地震 災(zāi)害 發(fā)生規(guī) 律： 將采集的 以往 地震災(zāi) 害數(shù) 據(jù)采集處理后， 集 成到 G I S系統(tǒng)中， 可對(duì)原本抽 象 的位 置 信 息進(jìn) 行直觀的分析。同時(shí) ， 運(yùn) 用 G I S系統(tǒng)評(píng)什災(zāi)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(duì)每一 關(guān)鍵 點(diǎn)位 的周邊位置信息進(jìn)行計(jì)算 。災(zāi)害治理工程的規(guī)模除去建設(shè)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(jìn)行 工程規(guī)模模擬計(jì)算。通過 G I S地理信息系統(tǒng) ， 原來 抽蒙 的 地址 災(zāi)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(yīng)用和分析， 提供了災(zāi)害 空問信息數(shù)據(jù)的處理平臺(tái)載體 。六、 地理信息系統(tǒng)在未來 地震救災(zāi)中的發(fā)展趨勢(shì)和展望 近 2 0年來，幾乎每 一 次計(jì) 算機(jī)信息技術(shù) 的重要 進(jìn)展都 帶 動(dòng)地理信息系統(tǒng)技術(shù)的重大 進(jìn)步 ， 如空問數(shù)據(jù)管理 、 網(wǎng)絡(luò) G I S 、三維 G I S等技術(shù)， 同

18、樣 G I S技術(shù) 的重大進(jìn)步也必然導(dǎo)致 G I S在 地震領(lǐng)域的進(jìn)一步深入， 因而 網(wǎng)絡(luò) G I S 、 三維 G I S必然作 為 G I S在地 震領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)引起 各領(lǐng)域?qū)W者廣泛的重視 。 W e b G I S又 稱 為萬維網(wǎng)地理信息系統(tǒng) ， 是建 立在 W e b技術(shù)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(wǎng)絡(luò)環(huán) 境下存儲(chǔ)、 處

19、理、 分析、 顯示及 應(yīng)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(guān)的文 本數(shù)據(jù) 。國 際學(xué)術(shù)界把基于萬維網(wǎng)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(jī)構(gòu)存在 的 G I S系統(tǒng)均為封 閉、獨(dú) 立的 單機(jī) 系 統(tǒng) ， 因而不能實(shí)現(xiàn)信息的共 享 ， 系統(tǒng) 的利用率低 、 成 本高 、 更新 維 護(hù) 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(kuò) 大地

20、 震 6 I S系統(tǒng)信息來源， 并在降低 地 學(xué)數(shù)據(jù)獲取成本的 同時(shí)提高數(shù) 據(jù)的利用率和實(shí)效性 ， 因而對(duì) 于 6 I S 在地震領(lǐng)域的應(yīng) 用深度及 1 5 2 企業(yè)導(dǎo)報(bào) 2 0 10 年 1 1 月( 下)廣度均具_(dá) 仃重要 意義 。 G I S對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中的現(xiàn)象和空間物體進(jìn) 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(shí)現(xiàn)極為 復(fù)雜 。與二維 G I S相比， 三 維 G I S可虛擬重建災(zāi)區(qū) 虛擬地理環(huán)境 ，還可對(duì) 空間對(duì)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(yù)測(cè)、 預(yù)報(bào) 、 抗 震 、 減災(zāi) 、 災(zāi)害預(yù)測(cè) 、輔助決策及 應(yīng)急指 揮等各個(gè)方面工作。我 國是一 個(gè)地 震多發(fā)的國家， 因而 準(zhǔn)確 、 高效地開展地震 預(yù)報(bào)、監(jiān)測(cè) 、救災(zāi) 工作具有十分重要 的應(yīng) 用價(jià)值及現(xiàn)實(shí)意義。G

22、 I S具有 其他 技術(shù) 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(yù)測(cè)、 預(yù)報(bào) 、 抗 震、 減 災(zāi)、 災(zāi)害預(yù)測(cè) 、 輔助決 策及應(yīng)急指揮 等各 個(gè)方缸均并且取得 了較好的應(yīng)用效果一G I S已經(jīng)廣泛滲 透到 了多種學(xué)科領(lǐng)域， 從 比較簡(jiǎn) 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(shí)及網(wǎng)絡(luò)方 向發(fā)展， 新的地理信

23、 息系統(tǒng)將運(yùn)用 專家系統(tǒng)知識(shí)， 進(jìn)行分析、 預(yù)報(bào)和輔助決策。隨著 W e b G I S 、 3 D6 I S地 震領(lǐng)域的的普及及 深入應(yīng)用 ， G I S在地震 領(lǐng)域的應(yīng)用 將會(huì) 越 來越廣泛， 其綜合 用不 僅可從二維、 靜態(tài) 分析向多維、 動(dòng)態(tài) 、 網(wǎng)絡(luò)方 向發(fā)展， 為我 周防震減災(zāi)技術(shù)水平的 提高和工作 的深化做 出大的貢獻(xiàn)。參 考 文 獻(xiàn) [ 1 ] 龔健稚 ， 杜道生 ， 李清 泉， 朱慶．當(dāng)代地理信息技 術(shù)[ M ] ．北

24、京： 科學(xué) 出版社， 2 0 0 4[ 2 ] 白云剛，立強(qiáng) ， 王成亮．地理信息系統(tǒng)在綜 合減災(zāi)中的應(yīng)用 [ J ] ．防災(zāi)技術(shù)高等 ?？?學(xué)校學(xué)報(bào)．2 0 0 4 ， 6 ( 3 ) ： 1 6 ～2 0[ 3 ] 周斌 ， 劉 濤 ， 文俊武 ．G I S技術(shù)在地震 學(xué)研 究巾 的應(yīng)用 ．地球物理 學(xué)進(jìn)展．2 0 0 5 ， 2 0 ( 1 ) ： l 6 0 ～1 6 4[ 4 ] 徐慧芳．地理 信息系統(tǒng)在地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估 | }

25、| 的應(yīng)用 [ J ] ．內(nèi)蒙古科技 與經(jīng)濟(jì)．2 0 0 9 ， 1 ( 2 ) ： 3[ 5 】 高東輝， 石偉 ．地理信息系統(tǒng) ( 6 I S ) 在減輕 地震災(zāi)害中的應(yīng)用 [ j ] ．科技資訊導(dǎo)報(bào) ．2 0 0 7 ( 7 ) ： 5[ 6 ] 張繼賢 ， 劉 正 ， 劉 紀(jì)平．汶川大地震災(zāi) 情綜 合 G I S 遙感監(jiān)測(cè)與信 息服務(wù)系統(tǒng) [ I J ] ．遙 感學(xué)報(bào)．2 0 0 8 ， 1 l ( 6 ) ： 8 7 2 ～8

26、 7 6[ 7 ] 李德仁， 陳曉 玲， 蔡曉斌 ．空間技術(shù)應(yīng)用于 汶川地震救災(zāi) 【 J 】 ．遙感 學(xué)報(bào)．2 0 0 8 ， 1 2( 6 ) ： 8 4 1 ～8 5 1[ 8 ] 秦尚謙 ， 王丹 ， 張鷺鷺 ．地理信息系統(tǒng)及 其在災(zāi) 害醫(yī)學(xué)救援中的作 用 [ J ] ．中因社 會(huì)醫(yī)學(xué)雜志 ．2 0 0 9 ， 1 0 ( 5 ) ： 2 5 7 ～2 5 9[ 9 ] 莫英娜 ，曉 俠 ．基 于 6 I S的災(zāi)后重建適 宜建設(shè)用

27、地選址探討 [ J ]． 北京規(guī)劃建 設(shè)．2 0 0 8 ， ( 1 ) 6 ： 9 9 ~1 0 1[ 1 0 ] 向華 ， 劉 引．地理信息系統(tǒng)在地震災(zāi)害{的應(yīng)用 [ J ] ．科技視野．2 0 0 7 ， ( 7 ) ： 5 3[ 1 1 ] 李先梅 ．6 I S 在 防震 減災(zāi)中應(yīng)用的發(fā) 展趨 勢(shì)研究 [ J 】 ．防災(zāi)技 術(shù) 高等?？茖W(xué)校學(xué) 報(bào)．2 0 0 6 ， 8 ( 2 ) ： 7 3 ～7 6[ 1 2 ] 吳微微，