地理信息系统在公路地质灾害防治中的应用
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摘要：随着时代的发展、科技的进步，地理信息系统GIS技术迅速由理论研究走向实用化和产业化，广泛地应用于众多行业，为各个部门提供了强有力的信息处理和决策支持服务。本文主要就是针对地理信息系统在公路地质灾害防治中的应用来进行分析。
关键词：地理信息系统；公路；地质灾害；防治
中图分类号：X734文献标识码： A
1、地理信息系统技术
地理信息系统（GIS，Geographic，Information，System）是一门综合性学科，是介于信息科学、空间科学、地理科学之间的交叉学科，是计算机技术、遥感技术、信息工程、现代地理学理论和方法的结合体。一般情况下，我们将地理信息系统定义为是基于数据库系统、地图的可视化和地理信息的空间分析的计算机系统，在处理数据的时候，得结合地理学和地图学，在不同领域得到了广泛应用。具体功能包括获取、存储、检索、处理、分析、显示，以及输出数据，对数据进行维护、更新，并多角度地对其动态进行分析和预测，进而为决策提供可靠的数据支持。
按照内容分类，地理信息系统一般分为三种类型，一是专题信息系统，二是区域信息系统，三是地理信息系统工具。每一种类型有着不同的内容和功能，专题信息系统只为特定的专门目的而服务，因而其有着目标有限、业务专业等特点，如水土流失信息系统、矿产资源系统等都属于专题信息系统；区域信息系统，以服务于区域综合研究和区域的信息为主要目标。由于属于区域信息系统，为一定区域而服务，因此规模可大可小，如我国的黄河流域信息系统；地理信息系统工具，是一种具有图形图像数字化、存储管理、查询检索、分析运算和多种输出多种地理信息系统的软件包，简单而言，就是一种处理地理信息的工具，既可以对人类工程活动，也可以对自然资源信息进行综合分析和管理。
2、地理信息系统的主要功能
通过GIS系统可以宏观展现库区公路现状：技术等级、路面技术状态、路基技术状态、主要构造物技术状态、沿线设施、路面病害、路面等级、路面结构、路面类型、路面现状等各种公路灾害业务信息与GIS地理位置数据进行关联，并加载到地图上统一查看和分析。
使用GIS系统可分析地质灾害发生规律：将采集的以往地质灾害数据采集处理后，集成到GIS系统中，可对原本抽象的位置信息进行直观的分析。结合通过建立边坡坡面、滑面、圆心、水位线、荷载及边坡加固的物理模型，利用费兰纽斯法、简化毕晓普法等计算出边坡安全系数及输入条块物理模型。
运用GIS系统评估灾害治理工程规模：通过GIS周边分析和缓冲分析方法，可对每一关键点位的周边位置信息进行计算。灾害治理工程的规模除去建设精确范围，其地域影响面也不同，可使用GIS，缓冲分析建立缓冲区，进行工程规模模拟计算。
3、地理信息系统在公路地质灾害之中的应用
虽然GIS是一门多学科综合的边缘学科，但其核心是计算机科学，基本技术是数据库、地图可视化及空间分析。GIS已经应用于公路地质灾害数据管理、公路地质灾害易发程度分区、公路地质灾害风险性分析和公路地质预警预报等等的灾害防治工作之中。
3.1、公路地质灾害评价和管理
对于公路地质灾害的评价与管理，是介于地球科学、空间科学以及信息科学之间的交叉性科学。它就是将现代地学理论与方法、信息工程、遥感技术以及计算机科学有机的结合在一起，充分的利用地理信息系统的各种功能。建立地质灾害空间信息管理系统，管理地质灾害调查资料。显示并查询地质灾害的空间分布特征信息。评价地质灾害的危害程度，分析地质灾害和影响因素之间的关系，地理信息系统是基于数据库系统、地图的可视化和地理信息的空间分析的计算机系统。处理的数据是具有地理特征和表征地学现象之间空间关系的属性数据。地理信息系统的主要功能有：采集、存储、管理、检索、查询、分析、显示和输出多种数据。进行数据维护与更新、区域空间分析、多要素综合分析和动态预测等。提出减轻和防治地质灾害的措施，对将来可能发生的地质灾害进行预测。
3.2、对公路地质灾害易发程度分区
在公路地质灾害防治区划中应用GIS技术，是利用其强大的空间数据库管理与空间分析模型方面的功能，对公路地质灾害调查所获取的信息进行处理，实现公路地质灾害易发程度分区计算机自动化。首先确定致灾因子，对致灾因子进行易发程度分区赋值，再求出致灾因子的敏感系数，将各致灾因子图层进行基于GIS空间分析的图层叠加，最后将叠加后的图层属性进行加权综合，得出综合易发程度值，进行易发程度计算机自动化分区。
目前，对公路区域地质灾害易发程度分区主要采用袭扰系数法和专家打分法。通过对比分析，GIS空间分析法较之袭扰指数法显得简洁明了，避免了繁琐的手工统计计算，保证了计算结果的精度。GIS空间分析法所得出的公路地质灾害易发程度分区图不仅反映了公路地质灾害易发程度的现势规律，而且实现了对公路区域地质灾害的空间预测。
3.3、对公路地质灾害风险性分析
对于公路地质灾害的危险性分析，国内外研究的较多，理论上也比较成熟，形成了许多被广泛应用的专业分析模型，如信息量模型、多元统计分析模型、模糊综合评判模型、基于人工神经网络遗传算法等的模型。其中，将GIS技术与信息量模型结合起来是进行公路区域地质灾害危险性分析的最有效方法。
3.4、公路地质灾害预警技术
公路地质灾害预警系统包括公路地质灾害的灾情模拟评价、预测预报和防治问题及地理空间数据库的建立和空间定位及空间分析工作。在公路地质灾害灾情模拟预报中，以能够存储、处理、分析、计算和成图显示空间数据而著称的地理信息系统具有得天独厚的优势。在进行多因子定量模拟分析和对因子间相互定量关系研究方面，地理信息系统的多源地学专题信息复合叠加处理功能(Overlay)和FILTER功能等显示出了明显的优势和极高的效率，对受控于多种因素影响和作用的地质灾害的定量仿真模拟和预测预报具有十分重要的理论指导意义和实用价值。
4、地理信息系统应用于公路地质灾害防治中的意义与作用
由于地理信息系统技术的复杂性、资料数据的全面性，通过地理信息系统可以了解库区公路的宏观现状，包括公路基础状态、路面状态、技术等级、病害、危害等级、公路沿线设施等方面的内容。不仅如此，更为重要的一点是利用这些宏观现状可以构建库区公路地质基础信息系统，以便进行相关评价与分析工作。除此之外，通过地理信息系统可以分析地质灾害发生的基本规律，这对于研究地质灾害的危害程度，制定地质灾害防治措施都有着重要的意义和价值。最重要的一点，就是利用地理信息系统可以预测地质灾害防治工程的规模，预先对治理范围内可能遭受影响的构建物制定相应的保护措施，最大程度地确保治理工程的有效性。
总之，地理信息系统技术能将原本比较抽象的公路地质灾害的相关数据和信息，通过信息技术直观地在地图上展示出来，为地质灾害空间数据提供了处理平台，进一步为防治措施的可靠性提供了保障。鉴于地理信息系统技术在公路地质灾害防治中的重大作用，应进一步加强使用与推广。
参考文献
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