基于GIS的地震分析预报系统
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地理信息技术在地质灾害预警中的应用案例分析地质灾害预警是指通过科学手段及时对地质灾害进行监测、预测和预警,以减轻和防止灾害带来的损失。
地理信息技术(Geographic Information System, GIS)作为一种综合性的技术工具,具备空间数据管理、地图制作、数据查询分析和专题制图等功能,逐渐在地质灾害预警中发挥重要作用。
本文将通过对几个典型地质灾害案例的分析,探讨地理信息技术在地质灾害预警中的应用。
一、案例一:地震灾害预警地震是一种常见的地质灾害,对人类社会造成了巨大的破坏和伤亡。
利用地理信息技术进行地震灾害预警,可以提前通知人们,使其采取相应的紧急措施,减少地震灾害的影响。
在地震灾害预警中,地理信息技术可以用于数据的采集与处理、模型的构建与分析以及结果的可视化展示。
首先,通过部署传感器网络,实时采集地震相关数据,包括震源、震级、震中、震源机理等信息。
其次,根据采集到的数据,建立地震模型,预测地震带来的影响范围和强度。
最后,通过地图制作和数据可视化技术,将预测结果展示给相关部门和群众,提醒其采取相应的防护和避险措施。
以中国地震局的地震预警系统为例,其利用了地理信息技术,将传感器采集的地震数据送入数据处理模块,经过数据模型和算法的处理,最终将地震预警信息在地图上展示,并通过移动应用程序实时推送给用户。
这样,人们可以通过手机等移动设备随时了解地震预警信息,以便及时采取措施。
二、案例二:滑坡灾害预警滑坡是一种常见的地质灾害,通过地理信息技术的应用,可以在滑坡形成之前进行预警,对周边区域进行及时疏散和防护,减少人员伤亡和财产损失。
在滑坡灾害预警中,地理信息技术主要用于滑坡监测和预测。
通过安装地表位移传感器、测量滑坡体的形变和变位情况,实时监测滑坡的动态变化。
利用地理信息技术,将传感器采集到的位移数据与历史数据进行比对和分析,建立滑坡预测模型,判断滑坡的发生概率和影响范围。
同时,基于地理信息系统的空间分析功能,可以将滑坡相关数据与地理信息数据进行叠加分析,进一步预测滑坡可能对道路、房屋和农田等要素造成的破坏。
基于 GIS 的地震救援资源分配与调度优化地震,这一突如其来的自然灾害,常常给人类社会带来巨大的破坏和伤痛。
在地震发生后,迅速而有效地进行救援工作是拯救生命、减少损失的关键。
而其中,救援资源的合理分配与调度则是决定救援效率和效果的重要因素。
地理信息系统(GIS)作为一种强大的空间分析工具,为地震救援资源的分配与调度提供了全新的思路和方法。
一、地震救援资源分配与调度的重要性在地震发生后的紧急时刻,每一秒都关乎着生命的安危。
救援资源的及时、准确分配和调度能够最大程度地提高救援效率,挽救更多的生命。
有效的资源分配可以确保受灾地区的每一个角落都能得到适当的援助,避免出现资源过度集中或短缺的情况。
合理的调度则能够缩短救援物资和人员到达受灾地点的时间,减少灾害造成的损失。
二、GIS 在地震救援中的应用优势GIS 能够整合和分析大量的地理空间数据,包括地形、道路、建筑物分布、人口密度等。
通过这些数据,救援指挥中心可以清晰地了解受灾区域的情况,为资源分配和调度提供科学依据。
1、精准定位GIS 可以精确地确定受灾地点的位置,为救援队伍提供准确的导航,减少寻找受灾区域的时间浪费。
2、评估受灾程度结合遥感图像和实地调查数据,GIS 能够对受灾区域的破坏程度进行评估,从而确定资源需求的优先级。
3、规划最佳路线根据道路状况和交通流量,GIS 可以为救援车辆和物资运输规划出最佳的行进路线,避开拥堵和受损路段。
4、资源可视化管理将救援资源的分布和储备情况在地图上进行可视化展示,使指挥人员能够直观地了解资源的分布情况,便于做出合理的调配决策。
三、基于 GIS 的地震救援资源分配模型1、数据收集与整合首先,需要收集地震灾区的各类数据,如地形地貌、人口分布、建筑物信息、道路网络、救援资源储备等。
然后,将这些数据整合到GIS 系统中,建立统一的数据库。
2、需求评估利用 GIS 分析受灾区域的人口密度、建筑物受损程度等因素,评估不同地区对救援资源的需求程度。
第2章 MapSIS文件选单MapSIS文件选单项如图2所示,主要用于:设置工作参数、新建表、打开表、存储表、打开工作空间、存储工作空间以及存储图像及打印图形等。
图2 文件选单2.1 工作参数设置在图2中运行“1.工作参数…”,弹出如图2-1界面。
该选单非常重要,必须设置正确;否则,要么不能顺利运行,要么很难找到计算结果。
该选单主要用于:1.设置一般文件的输入、输出路径: MapSIS系统既可对一般文件数据进行分析处理,也可对CAPOmen文件、SQL Server数据库以及SYBase数据库中的数据直接进行分析处理。
但有些方法只对一般文件数据有效,此处设置的输入目录为缺省输入目录,以后在计算中还可根据需要修改;无论是对文件数据还是对数据库数据进行分析处理,分析结果中的数据文件存入此处设置的“数据文件输出目录”,图像文件存入此处设置的“图形文件输出目录”。
注:此处的“文件输入路径”不能设置为CAPOmen文件及本地数据库所在路径,否则会影响某些程序搜索目录速度。
图2-1 工作参数设置2.设置MapInfo表存放路径:存放新生成的MapInfo结果表。
用户应注意删除本目录下不再使用的结果文件。
3.设置CAPOmen或APnet文件存放路径:只对CAPOmen文件和APnet文件有效。
4.自动搜索SQL Server服务器上的前兆台网数据库表:当第一次对SQL Serve服务器上的前兆台网数据库进行分析时选用,表文件名为:数据库名+“.SQL”,如湖北的数据库名为PDB_HB,则其表名为PDB_HB.SQL,若文件已经存在,则会更新。
点击本按纽运行,出现图2-1-1界面:图2-1-1 搜索网络数据库5.自动搜索SYBase服务器上的前兆台网数据库表:当第一次对SYBase服务器上的前兆台网数据库进行分析时选用,表文件名为:省名+“.SYB”,如河北的数据库其表名为河北.SYB,若文件已经存在,则会更新。
点击本按纽运行,出现图2-1-1界面。
6.设置绘震中分布图所需的各种参数:如图2-1-2所示,不同时间的地震可用不同符号和颜色表示,不同震级其符号大小不同。
7.台站信息文件:不同数据源不同台站信息,必须正确选择分析处理台站信息文件和设置文件库存放路径(SQL Server数据库、SYBase数据库无需文件库存放路径)后,针对于数据库和文件库的分析才能找到数据源。
否则,将一无所有。
如果用户只处理某些台站或某些测项,则可建立自己的台站、测项信息文件,该文件不包含自己不关心的台项信息。
图2-1-2 绘震中分布图所需参数①APnet.M0APnet.M0只对APnet数据有效,如果选择APnet.M0表,还必须正确选择APnet数据的存放路径。
该路径在“CAPOmen或APnet文件存放路径”中设置。
②*.SQL后缀为“SQL”的表,只对SQL Server 有效;如果选择*.SQL表,必须保证网络畅通。
③*.SYB后缀为“SYB”的表,只对SYBase有效。
如果选择*.SYB表,必须保证网络畅通。
④*.M0、*.MT0、M1后缀为M0、MT0、M1的表只对CAPOmen文件有效。
M0、MT0、M1为CAPOmen表文件,把它Copy到MapSIS安装目录下即可。
第一次运行时请选择“编辑”,以便把它转换成本系统格式。
转换后的文件格式不同于同转换前的文件格式。
如果选择M0、MT0、M1表,还必须正确选择CAPOmen文件的存放路径。
该路径在“CAPOmen或APnet文件存放路径”中设置。
8.下载网络数据库为本地数据库:下载台站信息文件所对应的网络数据。
若选择的台站信息文件为PDB_HB.SQL,则数据存放在“C:\MapSIS\本地数据库\PDB_HB\”子目录下。
第一次下载网络数据库时,一般需要很长时间,主要是因为要下载全部数据(下载分钟值需要的时间特别长)。
以后则可每天下载更新一次,所需时间较短。
程序自动下载分钟值、整点值、日均值。
对下载后的本地数据库,可运行《4.3 数据库资料编辑、管理(测项索引)》和《4.4 数据库资料编辑、管理(台站索引)》修改。
若某个观测项同时具有分钟值、整点值、日均值,则可只修改分钟值,因为整点值和日均值可用分钟值计算得到。
9.本地数据库均值计算:根据前兆观测序列的类型,计算得出相应的各种均值序列。
目前,地震前兆观测数据分析所需数据类型如下:0------秒值1------分钟值2------整点值3------日均值4------五日均值5------旬均值6------月均值7------年均值由小编号的源数据计算大编号均值数据。
如有“1-分钟值”时,则可计算“2.整点值”、“3.日均值”、“4.五日均值”、“5.旬均值”、“6.月均值”、“7.年均值”。
因此,要修改本地数据库时,只需修改小编号的数据源。
运行本模块,出现图2-1-3界面:图2-1-3 本地数据库均值计算10.数据库读数起始时间、终止时间:无论是网络数据库还是本地数据库,存放的都是全部时间域内的数据,而分析时则可指定时间段。
11.连接网络数据库\本地数据库:即可对网络数据,也可对本地数据库操作的功能选单有《4.1 数据库资料绘图、分析(测项索引)》、《4.2数据库资料绘图、分析(台站索引)》、《4.3 数据库资料编辑、管理(测项索引)》和《4.4 数据库资料编辑、管理(台站索引)》。
由于读取网络数据库所需时间较长、且网络数据库一般不允许用户修改、数据类型也较少,而读取本地数据库所需时间较短、且用户可改正数据、有较多数据类型可供选择,因此,强烈推荐连接本地数据库。
2.2 新建表New Table运行“新建表New Table”,出现如图2-2-1所示的“新建表”对话框:对话框中各项意义是:●打开新的浏览窗口Open New Bowser即打开一个新的数据浏览窗口。
●打开新的地图窗口Open New Mapper即打开一个新的地图窗口。
图2-2-1“新建表”●添加到当前地图窗口Add to Cerrent Mapper,只有打开一个地图窗口后,此选项才可选取。
当完成指定表结构后,MapInfo将新表作为图层添加到当前活动地图中。
该表和活动地图必须具有相同的投影方式。
●帮助 Help,提供创建新表的帮助。
●取消 Cancel,放弃创建新表。
●创建 Create,确认创建新表。
利用确认创建新表后的对话框,可为新表中的每个字段指定字段名、字段类型、宽度/字符数和字段是否创建索引。
任何表都必须至少有一个字段,因此,即使并不需要任何数据字段,也应该创建一个字段。
用鼠标选中“创建Create”后出现2-2-2界面面。
图2-2-2 “创建Create”1.“Up上/Down下”按钮在列表框中向上或向下移动所选字段,重组文件结构。
第一个字段为表第1列,第二个字段为第2例,依此类推。
2.“Add Field增加字段”按钮在列表框的最后增加一个字段。
3.“Remove Field删除字段”按钮从列表框中删除选中的字段。
4.“Table is Mappable表可地图化”当选中该项,表可地图化。
若不选中该选项,可以稍后通过[表]→[维护] →[表结构]来使表可地图化。
5.“Projection投影”按钮访问“选择投影”对话框来指定合适的投影。
数据可用不同的投影方式存储,也可用不同的投影方式显示。
不同的投影方式的数据,可在同一投影方式下显示。
6.名字Name:在“名字”框中可以输入新字段的名字。
字段名可以长达31个字符。
可以使用字母、数字和下划线。
不能使用空格。
字符可以使用大小写,但MapInfo对大小写不作区分。
7.类型Type用于指定字段类型,可用的类型有:⑴字符类型Character:需指定宽度Width,最多可达250个字符。
⑵整型Integer:相当于VB的Long Integer,范围在-2147483648~+214748647之间的整数,用4个字节存储。
⑶短整型Small Integer:相当于VB的Integer,范围在-32768~+32767之间的整数,用2个字节存储。
⑷浮点型Float:浮点小数,用8个字节的IEEE格式存储。
⑸数字型Decimal:存储小数点固定的十进制形式的数字,此时需输入宽度Width和小数位数Decimals。
宽度包括小数点、小数点后面的位数以及负号。
若用户插入越界数据,则系统插入错误的值,且不显示错误信息。
⑹日期型Date:占4个字节,输入格式为:MM/DD/YYYY,如12/01/1999。
⑺逻辑型Logical:该字段只能包含真/假或是/否信息。
对于“真/是”存储“T”,对于“假/否”存储“F”。
字段创建完毕后,单击“Create”MapInfo使用在对话框中指定的结构来创建一个新表。
在“创建新表”对话框中设定表名,然后存储。
若选中“打开新的地图窗口Open New Mapper”,此时MapInfo将打开一个新的地图窗口,否则打开一个新的浏览窗口。
2.3 打开表Open Table运行“打开表Open Table打开表”,出现如图2-3-1所示的“打开表”对话框:图2-3-1 “打开表”对话框1.文件类型可选择ManInfo表,dBase DBF文件、分界ASCII文件、lofus1-2-3电子表格、Microft Excel文件和图片等。
2.优选视图Preferred ViewMapInfo根据用户的选择在窗口中显示数据。
⑴自动Autonatic:自动选取最适合数据的窗口;⑵浏览Browser:在浏览窗口中打开表;⑶当前地图窗口Current Mapper:把表添加到当前地图窗口中;⑷新建地图窗口New Mapper:在地图窗口中显示表。
⑸无视图No View:只打开表,而不显示数据。
2.4 打开工作空间Open Workspace打开已保存的工作空间。
工作空间保存着一系列打开的表、窗口以及窗口的位置。
2.5 缺省工作空间缺省工作空间名为StartUp.WOR,存放于MapSIS的安装目录下。
2.6 关闭表Close Table关闭指定打开的表,包括查询表。
2.7 全部关闭Close All关闭全部打开的表和全部窗口。
2.8 保存表Save Table保存经修改后的表。
2.9 另存表为Save Copy As以新的文件保存已有的表。
2.10 保存检索出的地震目录保存在MapInfo地图上检索出的地震目录。
2.11 保存工作空间Save Workspace保存当前用到的表和窗口的信息,随时可返回到此工作设置状态。
此工作设置称为工作空间。
2.12 保存为缺省工作空间保存当前用到的表和窗口的信息为缺省工作空间StartUp.WOR,存放于MapSIS的安装目录下。