自然灾害研究中遥感与地理信息系统的应用

摘 要 我国是一个自然灾害频发并深受其害的国家，应用遥感与地理信息系统可以对各种重大自然灾害进行有效的监测，并提供准确、及时和可靠的数据。文章就遥感与地理信息系统在自然灾害预防中的应用进行阐述和分析，以期在减少自然灾害对社会影响和经济损失等方面发挥一定的作用。

关键词 自然灾害；遥感；地理信息系统；应用

中图分类号 TP3 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2019）232-0171-02

1 遥感与地理信息系统相关内容概述

遥感与地理信息系统是近年来蓬勃发展起来的一项新兴科学技术，它集成了通信、计算机网络、信息技术、地理、生物等学科的最新成就，在我国农业、地质、水文、环境、气象、海洋、测绘等领域发挥了越来越重要的作用，其在自然灾害监测与预防方面的作用尤为明显。其中最新的全球定位技术的出现直接导致了地球生命科学研究范围、方式和内容也随着产生巨大的变化，标志着地球科学研究的一场新变革。

遥感与地理信息系统的优势主要表现在以下方面：

1）能提供全球范围内的高清图像，从而深刻的揭示了大气圈、生物圈、岩石圈等的相互作用和关系，促进了地球系统科学研究的完善和深入。通过技术升级，实现了从可见光到微波到红外等技术的提升，从而在遥感与地理信息系统的基础上建立了数学模型，奠定了定量化分析的良好基础。

2）其为我国重点环境、资源事件提供了准确、及时的监测评估报告，确保了国家对其能做出快速、准确的反映，同时，其为我国国民经济发展规划提供了宝贵、详实的生态环境与资源的大数据。

3）通过对我国生物量的估测和评价，为我国重要经济领域提供基础信息服务。

遥感与地理信息系统的发展趋势主要表现在以下方面：

1）遥感技术应用表明，由航天、航空、地面观察台网络等组成的对地观测系统具有提供定量、定位、和定性数据能力的综合性技术系统。其提供全方位、全天候的资源与环境实时监测，从而为资源开发、环境保护、自然灾害预防和管理的持续发展提供了系统化的科学依据和信息化服务。

2）遥感和地理信息系统之间存在着紧密的相互依存关系。后者需要应用遥感大数据来更新其数据库；而遥感影像识别技术的精度提升需要得到前者的支持。遥感与地理信息系统的一体化已成为现实，其中遥感图像具有的栅格数据结构向地理信息系统专用的矢量数据结构转换已取得突破性进展。

2 自然灾害研究中遙感与地理信息系统应用存在的主要问题

地图信息的快速准确输入与建库是遥感和地理信息系统一体化技术对大规模突发性自然灾害做出快速反应的关键技术之一。由于与自然灾害相关的图件内容及其复杂和多样性，使得其快速输入效果还无法满足要求，同时后期编辑修改和附属性的工作量仍十分巨大，从而在一定程度上影响了其能力的发挥。

将不同信息源数据在空间上进行准确的配比也成为了关键技术之一。目前所采用的以最小二乘法为基础的数学方法已被证明抗差性较差而影响了遥感和GIS一体化技术的准确程度。

目前自然灾害损失估算主要采用了传统的统计或模糊推判方法，而比较理想的模型应该是将遥感的光谱信息、受灾区社会经济人口历史信息以及灾区土地资源损失信息融为一体的多层次组合模型。而要完成此模型的设计和架构，还必须进行大量的典型实验。

3 自然灾害研究中遥感与地理信息系统的具体应用探究

3.1 遥感技术的具体应用

遥感技术诞生于20世纪60年代初，主要是应用在航空摄影方面。随着其与计算机、软件技术、天文等逐渐融合后形成了一种综合性较强的技术系统，并且在各个领域被广泛的运用，特别是在自然灾害等极端天气环境、地理条件下取得了良好的应用效果。遥感技术主要是指从远距离遥控指定的飞行器，利用可见光、微波等探测方式进行特定目标扫描、摄像和信息感应，从而自动识别和获取特定对象具体活动状态、音视频影像以及周围环境的综合技术。其在实际应用过程中，能够从地面到高空，以不同维度和方式来进行特定对象的观测，并且能够得出准确的数据和分析报告，从而为自然灾害现场的控制提供有效的信息数据支持和决策支撑。遥感系统主要由遥感平台、遥感仪器、信息搜集和处理模块、遥感软件等组成。

通过遥感技术能对不适宜工作人员直接进入的危险区域进行较全面的现况了解，有利于帮助指挥人员进行灾害原因分析、受灾程度分析以及灾害危险程度分析，从而为快速的找到最佳解决方案奠定了良好的决策数据基础。

以自然灾害中的水灾为例，通过遥感技术的应用，可不断的获取有关洪水灾害的程度、变化以及洪水所影响区域、时段等相关信息，从而有利于指挥员对洪水灾害进行综合、准确的判断分析，快速制定和调整相关防洪策略和措施，进而尽可能减少洪水灾害所带来的人员伤亡和经济损失。在灾后救援环节，遥感技术可提供第一手的灾情现况，引导救援队伍进行精准救援，帮助指挥员制定有针对性的抢灾、救灾、疏导工作。

3.2 地理信息系统的具体应用

1）地理信息系统属于空间信息系统，又可称之为GIS技术。其主要在计算机软件和硬件的支持和作用下，对相关空间数据进行分析和处理，并以相关地理坐标或空间为基础，对其进行数据输入、分析处理、存储和查询的技术系统。

2）地理信息系统的数据对自然灾害研究起到了非常重要的作用，是灾害研究的重要组成部分。不管是单次灾害或不同种类灾害的研究，其数据主要可分为历史、现代和实时等不同环境下数据。不同类型的自然灾害能够产生各自的大数据类型体系，利用GIS技术可高效、方便的对这些灾害与地理空间分布相关的数据进行分析和处理，从而能确保数据的真实性和可靠性。

3）数据库在GIS技术使用过程中发挥了极其重要的作用，其能够实现对灾害相关数据进行高效存储和管理，结合软件技术能将搜集到的数据进行智能整合和分析处理，从而能提供快速的不同维度、不同对象、不同层级的综合数据查询服务。数据库管理系统在确保实现数据共享、安全可靠的前提下，减少必要的冗余，是提高系统运行效率的关键。一个完整的GIS系统能为灾害研究提供各种灾害类型、不同时间段、不同的数据展现方式，同时根据相关数据模型提供有针对性的灾害预防和救灾管理措施，以尽可能为决策者提供最全面、最丰富的参考依据。

4）GIS有利于对自然灾害进行动态监测和分析，是自然灾害研究地理信息系统的重要應用场景。其将自然灾害现场最新数据接收、分析和处理都有机的融入动态监测中，从而能得出准确有效的自然灾害数据。

3.3 遥感与地理信息系统的有机融合

随着我国自然灾害发生频次越来越高，其造成的经济损失和对人民生命的威胁也越来越大，针对这一现状，有必要利用以遥感技术为基础建立起的自然灾害实时监测评估系统，对自然灾害目标的确定、预防和救灾进行深入分析，从而为灾害提供有效的数据支持。在GIS的协同配合下，能够对灾害数据进行综合分析、模拟以及预测等，为灾害的解决提供实时、可靠的科学依据。遥感技术在研究和创建不同灾害分析模型过程中，可对相应的灾害数据库进行实时、有效的更新，从而确保信息的及时性和准确性。

随着自然灾害遥感实时监测系统的建立和运行，其能够综合利用国内外观测卫星、全球定位系统和通信卫星等，将航天、航空和地面观测站等相关环节进行有效连接和融合，实现一体化的多功能自然灾害在线监测管理平台。其不仅能实现对自然灾害科学监测，而且还能实现多层次、全方位、立体交叉作业技术系统的应用。

4 结论

综上所述，进一步提升自然灾害研究中遥感与地理信息系统的应用水平有必要性，其在自然灾害预防、控制和人民生命安全保障等方面也确实发挥了越来越重要的作用。因此，我们可以充分的借鉴国内外自然灾害研究中遥感与地理信息系统应用的成熟经验和长处，同时吸取相关的经验教训，共同促进其应用水平和范围，从而为推动遥感和地理信息系统健康、可持续发展贡献自己的力量。

参考文献

[1]王琳，张怡.基于遥感与地理信息系统一体化的应用研究[J].黑龙江科技信息，2015（12）： 17.

[2]郭宵仙.地理信息系统的开发工具及其在地质灾害研究中的应用进展[J].西部资源， 2010（6）：28-29.

[3]袁媛.遥感与地理信息系统在农业干旱研究中的应用[J].安徽农业科学，2010（14）：7706-7708.

[4]刘冠南.地理信息系统在灾害预测中的应用[J].黑龙江科技信息，2012（13）：47.

[5]刘瑞霞.地理信息系统和遥感技术在小流域水土保持综合治理中的应用研究[D].呼和浩特：内蒙古农业大学，2011.