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地理信息系统在地质学中的应用

  摘要:地理信息系统凭借强大的地理信息空间分析功能,在地质学中广泛应用,目前已是一门相对成熟的技术。本文将在了解地理信息系统功能特征的基础上,分别探讨地理信息系统在地质灾害、环境地质研究、地质剖面绘图、地质矿山中的应用,总结出该系统在地质学中的应用经验。
  关键词:地理信息 地质学 系统应用
  中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2013)12-0091-01
  1 地理信息系统的功能特征
  地理信息系统亦称之为GIS,是基于地理空间数据库,并借助计算机软硬件,对具有空间内涵的地理数据进行科学分析和综合管理,在地质学中的应用,可提供地质管理、决策等重要信息。其系统功能特征表现为以下几点:(1)数据输入。地理信息系统在收集相应地质信息资料之后,以图形数据、图像数据和属性数据的形式,将数据输入到系统当中,为地质灾害防范、环境地质研究、地质剖面绘图等,提供科学合理的数据。(2)检索查询。地理信息系统提供交互式查询检索、影像库查询检索、图形库查询检索、属性库查询检索等检索查询功能,可供系统应用时快速找到所需的数据资料。(3)统计分析。针对地质学中的空间分析、模型分析预测、专业统计分析、常规统计分析等统计分析需求,在经过一系列信息筛选后,分析输出地质灾害、环境地质研究等所需的信息。(4)图像处理。图像处理功能体现为专题信息提取、信息复合、图像纠正、文本报表、统计制图、空间分析制图、影像图几个方面,为地质学应用提供更为专业科学的图像。
  2 地理信息系统在地质学中的应用
  地质学中应用地理信息系统,主要应用范围分为地质灾害、环境地质研究、地质剖面绘图、地质矿山四个方面,笔者结合相关的工作经验,对地理信息系统的具体应用方法,进行如下总结:
  2.1 在地质灾害中的应用
  地理信息系统在泥石流、地面沉降、水土流失等地质灾害中,具有预测性的作用。(1)地震灾害。为满足地震分析、预报、抗震、救灾、灾后评估等需求,借助计算机采集地震相关数据信息,并通过自动判别系统提供信息,对地震展开客观性、系统性和智能化的预测,至于地震灾害损失评估和震后减灾,可根据地理信息系统评价经济损失、人员伤亡,并以最短路径等空间分析方法,提供救灾方案制定、避震疏散、危险品贮存、火灾辅助等决策依据。(2)滑坡灾害。滑坡灾害的风险评估,将地理信息系统引入滑坡灾害危险性的评价,作为滑坡灾害危险性评价的分析工具,以此提高滑坡危险性评价的精度。总之,地理信息系统的信息技术功能,凭借信息处理的优势,并以信息自动识别功能,是救灾、抗灾和防灾工作的重要技术辅助手段。
  2.2 在环境地质研究中的应用
  在环境地质研究中,要求掌握评估地质灾害风险、识别水土污染风险、充分利用地下水资源、评价城市地质脆弱性等方法。地理信息系统在环境地质研究中应用的表现如下:(1)地质图编制和数据库建设,即基于地理信息系统建立地质学信息空间数据库,以及自然灾害风险评估决策系统,形成提供环境地质研究数据的系统平台。(2)便于地质资源的评价和地质环境的管理,尤其是在资源匮乏和环境污染较为严重的环境地质区域,通过对资源的评价和环境的管理,可为该区域环境地质的改善,提供研究的科学条件。(3)在技术系统应用方面,地理信息系统提供了专业的技术空间,在与其他技术的配合应用下,譬如RS和GPS等技术,可有效调查和监测地质状态。
  2.3 在地质剖面绘图中的应用
  地理信息系统的数据库和图形处理功能,因此能够有效存储和处理空间信息,具体应用方法如下:(1)对于地质剖面绘图的应用来说,有利于将地质体地理位置和地质属性结合起来,从而真实、生动、准确地将信息呈现在用户面前,并辅助地质工作者分析剖面数据、绘制柱状图和绘制剖面图。(2)以某柱状图的绘制为例,在自然电位分析的基础上,从数据库当中提取相关的钻孔和岩性数据,确定自然电位为2.5mv,然后按照系、组、段分析地层,其中地层的系为二叠系和石炭系;地层的组为下石盒子组、山西组、太原组;地层的段无具体数据显示,至于井深,分为75m、800m、850m、900m四个勘测点,然后分析岩性剖面和视电阻率,通过系统的柱状图自动生成功能,生成具体的柱状图。(3)利用地理信息系统绘制剖面图,其原理可归结为:初始化点、线、字符及符号—提取钻孔柱子数据—计算每个柱子顶部中点坐标—求取左右两边柱子每个岩层的顶底板标高—按顺时针方向排列左上角4个顶点—将顶点连线成四边形—显示或导出线—绘制完成。
  2.4 在矿山地质中的应用
  在矿山地质中应用地理信息系统,通过矿山地质点、线、面、体的勾画,构建三维地理信息系统数据模型,以此描述矿山地质中的各种现象。借助模型,矿山开采时就能够掌握各种地质现象的特点,并在空间精度和便利性方面,解决地质描述的实际难题。笔者认为地理信息系统具有独特的空间分析功能和数据分析能力,可为矿山地质划分出不同危险性的等级区域,并以危险性制图的方式体现出来,以及借助系统评价和管理矿山地质,以分区评价地质灾害的危险性,并与专家系统集中应用,管理相应的时空数据,以便形成对矿山地质的动态管理。总之,地理信息系统基于传统三维数据模型,承上启下地开发出三维地理信息系统模型,为矿山开采质量和安全管理,提供科学合理的地质材料依据。
  3 结语
  综上所述,地理信息系统以地理空间数据库为基础,并借助计算机软硬件,对具有空间内涵的地理数据进行科学分析和综合管理,包括数据输入、检索查询、统计分析、图像处理几个方面的功能特征,在地质学中的应用,为地质灾害防范、环境地质研究、地质剖面绘图、矿山地质确定等方面,可提供地质管理、决策等重要信息。通过文章的研究,基本明确了地理信息系统在地质学中的具体应用方法,但具体的应用细节,仍然需要结合实际予以不断总结和完善,以进一步提高应用的效果。
  参考文献
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