3S技术在地质灾害监测中的应用论文_郑维

3S技术在地质灾害监测中的应用论文_郑维

四川省煤田地质工程勘察设计研究院 四川成都 610072

摘要:随着高新技术的发展,地质灾害监测系统应具有数字化、自动化和网络化的功能。遥感技术(RS)、地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)的不断发展,为地质灾害监测系统供了条件。由于3S技术各有特点,因此将3S技术引入地质灾害监测系统,实现优势互补是非常必要的。本文首先对3S技术进行了概述,详细探讨了3S技术在地质灾害方面的应用以及3S集成在地质灾害监测系统的应用,旨在防止和减少地质灾害的发生。

关键词:3S技术;地质灾害;监测;应用

我国是一个幅员辽阔、地质条件复杂、地质灾害频繁的国家,每年由于地质灾害造成的经济损失不计其数,严重威胁人民生命财产安全。我国地质灾害防治的最大原则是“以防为主,防治结合”,对地质灾害进行预防预报是地质灾害防治中的关键部分,而地质灾害实时数据的及时更新是必不可少的。因此,建立地质灾害监测系统是国家减灾防灾的重大举措。3S技术可以有效地实现了多种技术的融合,使空间定位技术、传感器技术、卫星定位技术和计算机技术、通讯技术紧密联系在一起,构成了一个强大的技术体系。正是由于3S技术集多种技术与一体,能够短时间内实现对空间信息进行采集、处理、管理、分析甚至是以图表的形式展现,被广泛的应用到我国地质灾害的预防和治理过程中,成为我国地质灾害评估与监测必不可少的技术手段。

1 3S技术概述

3S技术是一种现代信息技术,它以地理信息系统、全球定位系统和遥感技术为基础,将3种不同技术的有关部分进行集成,可在短时间内实现对各种空间信息和环境信息开展综合分析。具体表现在:

1.1地理信息系统技术简称GIS技术,它是一个专门从事地理信息的计算机软件管理系统,能够对各种地理信息实行分门别类、分级分层次的整理,并能够通过清晰的图像反映地理信息的动态变化过程,也被称之为信息的“大管家”。目前,地理信息系统技术已经广泛地应用到我国现有资源的调查、数据库的建设和管理、灾害监测与预报、生态规划等方面。

1.2全球定位系统技术简称GPS技术,它主要由空间星座、地面控制和用户设备三部分组成,其最大优点在于短时间内能够有效地、准确地提供点、线、面要素相统一的三维坐标和其他相关信息,呈现出全天候、高精度、自动化、高收益等特点。目前,全球定位系统技术已经广泛地应用到海陆空军事、民航、大地测量、自然灾害监测等方面,被人们所熟知。

1.3遥感技术简称RS技术,它是指通过高空或者是外层空间来接受来自地球表层各类地物的电磁波信息,并通过这些接收来的信息进行扫描、摄影、传输或者加工处理,从而对地表各类地物和现象实行监测和识别的一种综合技术。遥感技术与其他两种技术相比较,被更多地应用到日常的生活当中,如环境质量监测、病虫害预测、天气预报、交通线路网路与旅游景点布控等方面。

2 3S技术在地质灾害方面的应用

近年来,随着电子计算机技术、无线电通讯技术、空间技术及地球科学的迅猛发展,3S(RS、GPS、GIS)技术已经在地质灾害等方面得到了

广泛的应用。王瑞雪讨论了遥感在地震、滑坡、崩塌和泥石流等地质灾害调查中的应用情况。高改萍,杨建宏介绍了一个实用的地质灾害信息系统,将RS和GIS引入到大型水电站水库区的环境地质应用领域,并且结合金沙江溪洛渡水电站库区环境地质调查进行,以GIS为技术手段,在基础GIS软件平台上进行二次开发,建立了以库区滑坡、泥石流为主的地质灾害信息系统。赵书德,李录录将地理信息系统应用在地质灾害信息系统建设中,取得了良好效果。蒋爱华论述了地质灾害的成因和区域地质灾害预警原理,以三峡库区为例研讨了灾害预警GIS信息系统的工作原理及其建立过程和实际应用并对系统的应用效益进行了分析评价。王志旺,李端有分析了应用“3S”技术进行滑坡灾害动态监测的基本思路及若干关键技术问题。高士平,杜丽娟,王瑞君等利用3S技术分析太行山区、燕山山区泥石流发育特征,评估泥石流灾害的危险性,并根据评估结果建立泥石流灾害预测模型。

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3 3S集成在地质灾害监测系统的应用

3.1 3S集成

3S技术集成即空间定位系统(GPS)、遥感(RS)和地理信息系统(GIS)的集成,

是当前国内外的发展趋势,在这种集成中,GPS主要用于实时、快速地提供目标,包括各类传感器和运载平台(车、船、飞机、卫星等)的空间位置;RS用于实时地或准实时地、快速地提供目标及其环境的语义或非语义信息,发现地球表面上的各种变化,及时地对GIS进行数据更新。GIS则是对多种来源时空数据进行综合处理、集成管理、动态存取,作为新的集成系统的基础平台,并为智能化数据采集提供地学知识。在地质灾害监测系统中将应用的是GIS、GPS和RS的结合,在这里,GIS相当于中枢神经,RS相当于传感器,GPS相当于定位器,三者的共同作用将发挥巨大作用。

3.2 3S技术在地质灾害监测中的分工合作

拟建的地质灾害监测系统将包含以下主要子系统:数据获取与提取系统;空间数据管理与分析系统;动态监测系统;决策系统。四大子系统之间合作分工,

提供不同的功能,可以有效实现地质灾害的动态监测,是预防预报地质灾害的有效手段,对防灾减灾具有重要意义。

(1)数据获取与提取系统:数据来源主要包括遥感数据、GPS和实测数据、野外调查数据等。该系统中将充分发挥RS可获取大范围数据资料;获取信息的速度快,周期短;获取信息受条件限制少;获取信息的手段多,信息量大等特点,

为系统提供地质灾害的综合信息。

(2)空间数据管理与分析系统:该系统中主要发挥GIS强大的空间查询、分析和处理功能。实现数据的输入、处理和更新;空间分析和统计、图形编辑等;同时利用GIS特有的空间分析功能,结合遥感资料,可以在地质灾害监测系统中进行空间叠加分析、缓冲区分析、三维模型分析等。可反映地质灾害的分布特征,

对防灾减灾具有指导意义。

4 结束语

综上所述,地质灾害监测和评估方面充分应用3S技术,有效地实现了对我国地质灾害的动态监测,减少了我国地质灾害发生的频率,改善了地质环境,发挥着不可替代的作用。因此,必须进一步完善和提高3S技术在地质灾害监测中的应用,这样才能起到防灾减灾的效果。

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论文作者:郑维

论文发表刊物:《基层建设》2017年第11期

论文发表时间:2017/8/9

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