地理信息系统在地质学中的应用

来源:用户上传      作者: 李永兰

　　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
　　[1]王雪琴.在地质灾害中如何应用地理信息系统[J].企业研究，2013（9）：69-71.
　　[2]李小青，罗太进.地理信息系统在编制综合水文地质图中的应用[J].华东科技：学术版，2013（6）：495.
　　[3]陈爱华，蒲勇.地质灾害防治中地理信息系统建立及其研究分析[J].科技与企业，2012（15）：139-140.
　　[4]魏为兴.三维地理信息技术在地质调查中的应用[J].福建地质，2013（1）：44-51.
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