第八章 GIS与防灾减灾

自然灾害是给人类生存环境造成破坏、危及生命财产安全，并带来重大的经济损失的一种地理空间现象和过程。自然灾害不仅包括短时间内突发的自然灾害，也包括发展缓慢但持续地恶化生态环境的灾害。目前世界范围内每年因自然灾害造成的直接经济损失达数千亿美元以上，死伤人数超过几十万人。最大限度地防减灾害造成的损失，是全人类面临的共同任务。

    中国是世界上自然灾害最严重的少数国家之一。由于中国幅员广大、自然环境复杂、气候多变、地质构造复杂、地壳运动强烈，还由于我国的经济发展水平不高，现代化的通信、交通、防灾手段都比较落后，我们抵御自然灾害的能力不强，再加之决策失误等人为因素造成的生态环境日趋恶化，致使我国自然灾害种类多、频数高、强度大、连发性与群发性强，影响面广，灾害的后果日趋严重，每年因各类自然灾害造成的经济损失在千亿元人民币以上，死伤者逾万人。防灾减灾是我国各级政府和人民面临的艰巨任务。

    我国常见的自然灾害有洪灾、旱灾、雪灾、地震、荒漠化、海水侵蚀、台风、森林火灾等。自然灾害都有其自身发生发展的时间、空间位置和范围。对于防灾减灾而言，突发性灾害，其时间与空间范围都很重要；对于缓慢持久地恶化生态环境的灾害，其时间属性退居不重要的位置，但其空间分布位置与范围都仍然具有重要的意义。GIS是采集、管理、处理、分析、显示、输出多种来源的与地理空间位置相关的信息的计算机系统，显然，GIS在防灾减灾决策中可以发挥重要的作用。近年来已有不少基于GIS的防灾减灾应用系统被开发，并成功地应用在防灾减灾决策中。随着GIS与RS（遥感）、GPS（全球卫星定位系统）相结合的“3S”集成以及计算机互联网的迅速发展，GIS在防灾减灾辅助决策中的应用将越来越广泛，越来越深入。

8．1 GIS用于防灾减灾辅助决策的优势

（一） GIS适合于灾害数据的组织与管理

自然灾害都有其孕育、发生、发展、转化的时间与空间位置和范围，灾害发生的环境背景信息对于灾害评价和防灾减灾决策也很重要。因此，地理空间信息在防灾减灾中始终占有非常重要的地位。灾害的背景信息各种各样，其数据有历史的、现代的、实时的，有孕灾环境的、致灾因子的、灾害承受体的。例如，地震灾害涉及板块运动、地质力学、地壳能量等许多数据；旱灾涉及气象条件（降水、温度、湿度和风）、水文条件（土壤水、地表水、地下水）、地质地貌和人类活动各种数据；洪水灾害涉及地形、气象条件、大气环流、上游积水面积与坡度、植被、土壤、地表状况、水库、湖泊、河道长度等多种数据。这一系列与地理空间分布有关的数据用GIS技术处理是极为方便的。一个运行成功的GIS系统往往有一个设计完善的地理空间数据库支持。防灾减灾辅助决策信息系统中常根据灾害数据类型建立多种地理空间数据库和属性数据库，如自然环境背景数据库、经济背景数据库、灾害历史数据库等。

（二） GIS图形表达的直观性和形象性

    图形（图像）是反映灾害状况的最好手段，灾害同其他地理现象一样，具有空间定位性，因而地图是一种重要的研究手段，同时地图也能有效而直观地反映研究成果。在数据库基础上，GIS可将各种数据或分析成果，如灾害类型分布、灾害危险程度分区、灾情动态演变、灾害损失和救灾措施规划等，直观而有效地显示在二维或三维电子地图上，并可在屏幕上人机交互式地设计、修改、输出，还可用绘图机输出到图纸或胶片上。GIS的这些功能，大大提高了表达灾情的直观性和形象性，使决策者如同身临其境，各种救灾方案的优劣比较也清楚明白，使领导在防灾减灾决策时减少盲目性，使决策更符合实际的情况。

（三） GIS的空间分析功能

    GIS的空间分析功能是GIS区别于其他计算机系统，如CAD系统和数据库系统的主要标志。防灾减灾决策涉及GIS的多种空间分析功能，如缓冲区分析常用于灾害影响范围估算、叠置分析常用于多灾种叠加分析、网络分析常用于救灾路线选择等。GIS的空间分析功能常与各种专业模型结合起来，形成更复杂、更生动、更深入的应用。

    灾害分析是一项复杂的任务，因为许多因素，诸如植被、水文和地质等区域性特征在空间和时间上的变化对灾害事件的发生起重大作用。灾害分析需要输入大量数据，常规的手工作业代价高、费时长，很难满足抗灾决策中快速、及时、准确的要求。基于GIS的防灾减灾辅助决策系统，由于有事先准备好的灾害背景数据库的支撑和GIS众多的空间分析工具以及各种灾害模型库的支持，为详细、迅速的分析灾情创造了有利条件。

（四） GIS可将多源灾害信息集成在一起

    在自然灾害的监测过程中，人们往往在不同的层次上采集了不同时期、不同精度、不同比例尺、不同数据来源（有航天、航空、地面、地下）、不同表达形式（有照片、录像、录音、文字、数值、有定性的、有定量的）的多源数据。传统的手工方法很难将它们整合在一起。而GIS平台有能力将不同来源的数据有机地集成在一起，以多尺度、多方式反映灾情与背景信息。

（五） GIS用于灾害的动态监测和灾害模拟

    GIS可以有效地支持对灾害进行动态监测和分析，实现对灾害实时、准确的监测，了解其发展过程及灾害损失情况，进一步预测灾害，为防灾减灾决策提供依据。GIS用于灾害动态监测与分析，其技术关键在于灾情的实时获取、实时传输；此外，还与GIS与RS（遥感）、GPS（全球卫星定位系统）的复合，以及分析模型、专家系统等方面的技术有关。利用GIS技术还可进行灾害模拟，使我们可以在无损的条件下，研究灾害的发生、发展规律，检验我们的防灾系统和方案是否合理。