地理信息系统在地震学中的应用研究

发表时间:2020/7/3   来源:《科学与技术》2020年2月第5期   作者:刘庆庆
[导读] 地理信息系统为我国地震预报提供了必要的预警信息

         【摘要】:地理信息系统为我国地震预报提供了必要的预警信息,有助于地方单位对其进行客观、及时的科学评价。本文针对我国现代地理信息系统的发展现状以及应用表现进行研究,探讨了地理信息系统在应用中存在的问题,并提出了升级网络系统,实现高效、多专业应用的优化措施建议,希望能够为相关单位提供参考借鉴。
         【关键词】:地理信息系统;地震学;应用研究
         在当前自然科学和社会科学研究领域中,地震预测和减灾是地球物理、地震工程以及重大自然灾害等地球信息科学研究的重点内容。地震研究的基础是依照长期观测得来的大量数据和信息总结的规律,目的是观测数据、研究资料。随着地震科学研究水平的发展和提高,学科研究的深入以及地震观测水平、数据处理技术和数据服务技术的发展建设,地震数据研究的内容和深度也越来越广。随着我国地震综合观测台网的综合建设,我国地震预报研究和抗震减灾建设越发现代化,地球化学、大地形变、地震工程建设内容也越来越多。地震观测也在以更高、更多元化的形式产生大量的数据,为国家的科学建设和经济化发展奠定了基础。
1.分析地理信息系统的建设目的和种类
         地理信息系统多利用计算机技术、现代通信技术以及传感、系统工程技术对现有的工程信息进行加工转换和储存、分析处理,以此为地震科研、地震分析预报、工程抗震等提供综合的地震通信和处理信息服务。为了提升地震学研究水平,国家地震局也建立了相应的地震的数据库和区域数据库以及专业的数据库,在很大程度上实现了分布式数据管理,并按照所处理的不同信息内容、特征以及使用要求、信息管理流向进行分类。按照地理信息系统的运用可以分为以下几类:(1)地震实时监测和速报系统:进地震观测台站将数据收集,及时发往省市地震局,经编辑,统一处理后输出区域数据资源,并进行相应的科学储存和管理。(2)地震数据库网络和服务支持系统:作为我国当代运用范围广的广域网管理控制中心以及公用软件平台系统,在必要的软件、硬件资源基础上,该系统的主要任务就是将地震数据库信息进行交互风险处理,常见的信息服务方式有“WWW”、“FTP”、“BSS”等。(3)地震预测评估以及决策系统:该系统的主要应用任务是为国务院以及各级政府提供可靠的地震信息,并实现抗震救灾以及地震预警等工作,当我国发生破坏性地震问题时候,地震应急响应系统可对地震可能造成的破坏和损失、人员伤亡进行响应的信息处理,以此来为政府救灾决策提供必要的信息(如下图1所示)。

(图1 地理信息系统的应用流程和应用特征)
2.地理信息系统在地震预警的应用
         2.1移动地理信息系统
         通过与流动装置的结合,地理信息系统可以为用户提供即时的地理信息咨询服务。一般汽车上的导航装置都是结合了卫星定位设备(GPS)和地理信息系统 (GIS)的复合系统;在香港曾经很流行的地图王,则是一套可以安装在PDA或手提电话上的即时地图系统。
         2.2互联网连接处理
         在互联网服务普及的今天,不少地理信息系统都提供编程界面,让用户通过这些界面及其系统建立各自的地理信息页面。这些编程界面,有利用VBA或JavaScript的。让用户很容易就可以提供卫星图片或地图的连结页面,甚至加上行车路线或地理位置等信息。


3.地理信息系统建设的发展方向和存在不足
         随着现代信息技术、计算机网络技术发展,许多学科受益于地理信息系统技术。活跃的地理信息系统市场导致GIS组件的硬件和软件的低成本和持续改进。经过科研的建设和发展,我国地理信息系统在今后的发展以及信息应用方面有较好的应用效果,多方面的工作相互依托,共同促进,也将现有的地震科技水平提升到了一个新的水平,为我国的综合建设发挥了重要的价值应用。整体来看,地理信息系统的核心问题主要体现在以下几个方面。
3.1系统核心数据的完善和应用
以上可知,地理信息系统的建设依赖于海量的数据,经过我国多年的地震监测管理,我国地震监测管理工作步入了新的起点。与此同时,地震监测主要工作内容也发生了改变,若没有采用科学的处理措施和管理手段,信息系统的查询工作也如同海底捞针。科学管理的直接途径就是建立地震数据分析系统,在资源、信息数据共享的前提下,数据库也处于监测和应用的关键环境中,这为地震信息处理的应用奠定了重要的基础。一方面,随着中国数字化地震观测和地震预警的技术改革,各方面数据也成倍增加;另一方面地震强预测预报技术的研究发展,国家防震减灾技术的建设应用更广泛,这对地理信息系统技术升级提出了更严格的要求。
3.2网络规范化的建设
以上可知,地震数据库的建设面临着数据升级、技术改革的问题,与此同时,信息共享、资源过滤也成为该核心系统的关注重点。缺乏统一的技术规范,也会导致其发生技术交流和数据交换的问题,更会影响其技术发展以及交流协作。目前,计算机网络技术发展迅速,基于该平台建设下的分布式数据库系统的功能也日趋完善。“异地修改”、“增量备份”、“透明查询”等内容都得到了一定的实现,并通过数据库、模糊数据库以及主动数据库的建设都获得了可喜的进展,这为地震科学管理带来了一个良好的发展机遇。这一行为,为观测技术的应用发展,数据的多元建设提供了重要的参考。与此同时,地理信息系统的信息监管问题也引起了本领域的关注,在信息高速发展的背后是信息堆叠和垃圾信息入侵的问题,如何建立规范的网络管理环境,加强信息数据筛选,也是该单位需要注意的重点内容。
3.3信息的资源化整合和高效应用
地震数据科学管理、资源共享是该行业的发展重点。经过科学的地震研究、数据分析以及信息处理,人员对地震孕育、迁移发展有了更深刻的认识,实际上,在地震数据监测应用环境中,人们对地震数据管理和信息监督的管理力度不断加大,减少重复工作,提升资源整合质量和效率也成为了该信息单位关注的重点。
3.4信息数据挖掘和知识内容研究
在当前通讯技术、网络技术和观测技术的不断完善中,地震数据的各项数据和信息资料也在不断增长,这也造成计算机的数据和内容日益庞大。如今,现有的地震数据越发复杂化,已经超过了人工管理的最大承受程度,在综合计算中也会因为数据规模大,计算数据结构复杂导致系统崩溃,让人们无法从传统的环境中找到更多有用的信息。我国现有的数据挖掘方式多运用于非空间数据统计中,地震分析数据挖掘技术也需要不断改善和优化提升,这要求基层单位针对地震分析的特点,整合现有的信息技术,优化其发展。
4.结语
综上所述,地理信息技术是一项现代化的地球科学,其基于信息科学、系统科学等多种技术,具有处理信息技术强,适应范围广等特点。我国现有的地理信息技术多关注于处理地震信息数据、建立地震数据分析模型的内容,在地震预测、地震易损性分析等有重要研究。本文针对地理信息技术在地震监测系统的应用和发展进行了分析,分析其发展前景,希望能够为对应的单位提供参考借鉴。

【参考文献】
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