建立一个简单的地理信息系统【地质灾害防治中地理信息系统建立及其研究分析】

　　【摘 要】GIS首先是一门科学，也是一种技术。本文介绍了GIS技术的应用现状,建立基于GIS技术的地质灾害信息系统的必要性,讨论了基于GIS技术应用在地质灾害信息系统的主要功能及系统结构,并就建立地质灾害数据库和建立地质灾害模型做了初步探讨。
　　【关键词】GIS;地质灾害;地质灾害数据库;分析研究
　　1、前言
　　近年来,随我国经济建设的迅速发展,加速了GIS应用的进程,在城市规划管理、交通运输、测绘、环保、农业、制图等领域发挥了重要的作用,取得了良好的经济效益和社会效益。地质灾害防治工作仍处于被动状态。一个重要原因是:缺乏一种以先进技术为依托而建立起系统化的实用、有效的地质灾害防治系统。地质灾害自然有其难以准确预测预报的一面,但是地灾部门调查手段和管理的落后,往往造成对地质灾害数量、性质、规模、危害程度心中无数或是不完全有数,只是发生1处整治1处的极为被动的局面。因此,建立一套基于用GIS 技术的地质灾害信息系统对地质灾害的减灾防灾意义重大,可以使得地质灾害决策管理专家通过GIS提供的信息,全面的掌握可能发生的地质灾害的位置、性质、规模、危害程度、数量、通过合适模型的分析,并得到相应的整治措施,防患于未然。
　　2、地质灾害信息系统的主要功能
　　我们可以将GIS信息系统分解为3 个层次来表述(“地质灾害信息中应用GIS 示例图”所示) ,即数据层、逻层层和表示层。其中数据层用来输入、存储和管理数据;逻辑层用来对地质灾害信息系统中的数据进行综合和融合,处理地质灾害信息系统的建模和空间分析;表示层是将地质灾害中的信息展现给用户,提供查询、检索和统计等功能。
　　2.1地质灾害信息数据的输入、存储、管理
　　输入、存储、管理Arc GIS 支持的各种图形、图象数据文件。如Arc View SHP 文件、Arc Info Coverage 文件、Arc Info Grid 文件、CAD文件等。结合SQL输入、存储并管理各种以表格形式存在的属性数据等。
　　地质灾害数据录入的方式有很多种,能以有效的数据组织形式进行数据库管理、更新、维护、进行快速查询检索,以多种方式输出决策所需的地理空间信息,这使得GIS 在对空间数据管理上的应用日趋活跃。在此基础上综合叠加地下及地面的8大类管线(包括上水、污水、电力、通讯、燃气、工程管线) 以及测量控制网、规划道路等基础测绘信息。形成一个测绘数据的城市地下管线信息系统。从而实现了对地下管线信息的全面的现代化的管理。为城市规划设计与管理部门、市政工程设计与管理部门、城市交通部门与道路建设部门等提供地下管线及其它测绘部门的查询服务。
　　2.2数据的空间查询和空间分析功能
　　实现全图范围内各级单位所属区域的灾害信息的查询,实现各区域范围内地质灾害信息的查询;实现按范围方式、图形方式、表格方式的查询,同时将其与图形数据有机联系。基于Arc GIS平台,系统可建立点、线、面状要素的拓扑关系, 实现系统的统计分析功能,缓冲区分析功能,灾害的危害程度分级显示功能等。
　　GIS数据的性质分类,是以性质相同或相近的归并一起,形成一个数据层。这样GIS对单幅或多幅图件及其属性数据进行分析和指标量算。这种应用以原始图为输入,而查询和分析结果则是以原始图经过空间操作后生成的新图件来表示的。在空间定位上仍与原始图一致。因此,也可将其称为空间函数变换。这种空间变换包括叠置分析、缓冲区分析、拓扑空间查询、空集合分析(逻辑交运算、逻辑并运算、逻辑差运算) 。
　　2.3对属性数据进行综合和融合
　　在GIS技术应用中,有时将几个属性项的属性数值加以综合,构成一个具有某领域特定意义的新属性项。这种综合不是综合前属性数据值的简单反映,也不是它们的孤立集合,而是经过某领域研究人员深思熟虑的综合分析,用数量表示某领域问题的综合概念和结果特征。
　　地质灾害数据是典型的多源空间数据,它们的数量不一、形式多样。既有定量数据、又有定性文字描述数据。因此在数据融合前,必须统一量化、把定性数据定量化。然后筛选出独立、有用的变量(包括综合变量),选择相应的数学模型(包括定量模型、定性模型和定量定性混合模型) 和模型单元,确定地质异常临界值大小。根据它对未知单元进行异常圈定和异常评价,最后利用GIS其显示结果。通过GIS空间叠加分析,对其属性数据值的预处理、筛选、数据融合。利用GIS管理、显示,使其结果的应用范围与利用价值大大提高。
　　2.4综合分析评价与模拟预测功能
　　GIS能根据地质灾害的预测系统分析获得灾害发生的最佳组合因素。并结合当地的历史灾害数据,水文、气候数据,预测其发生的时间、危害程度,并提出防治措施。应用GIS技术不仅可以对地质灾害中的空间数据进行编码、存储和提取,而且还是现实世界模型。可以将对现实世界各个侧面的思维评价结果作用其上,得到综合分析评价结果。也可以将自然过程、决策和倾向的发展结果以命令、函数和分析模拟程序作用上这些数据上,摸拟这些过程的发生发展,对未来的结果作出定量的和趋势预测,从而预知自然过程的结果。对比不同决策方案的效果以及特殊倾向可能产生的后果,以作出最优决策,避免和预防不良后果的发生。
　　2.5建立专题信息系统和区域信息系统
　　目前大多数GIS系统已揉进图像处理功能,并把它作为其一个子模块。这种应用需要在地质灾害现场建立GIS与遥感的集成系统,它能用自动影像匹配和自动目标识别技术处理卫星获取的数字影像,及时地反映现场现状的正射影影像叠加到数字地图上,数据直接传送到数据工作处理中心站,为专家决策提供实时服务。
　　应用GIS技术的一些二次开发函数库开发出具有特定功能软件系统。如国家九五攻关项目“紧缺金属资源快速勘察评价系统”,这个系统中,分为地质变量信息提取模块、数据挖掘模块、物探数据处理模块、图像处理模块、综合预测模块等,其中地质变量信息提取模块使用了MAPGIS中基本输入函数、空间功能分析函数,目前这个系统已初具邹形。