信息技术预测自然灾害的可能性

信息技术预测自然灾害的可能性

摘要：自然灾害预测是全世界都在努力研究与探索的课题，并且是被世界公认

为难以攻克。每当自然灾害到来时人类便是悲哀与无奈，自然灾害不仅造成人民的生命与财产损失，同时也成为人们的精神负担，自然现象的随机性更让人们无法接受。信息技术作为21世纪的先进技术自然而然会引起人们的关注，因此在经过大量的理论准备与同步实践后，使得信息技术在自然灾害预测方面成为可能。本论文主要讲解了遥感技术、综合空间信息平台技术和地理信息系统技术（GIS）在自然灾害预测中的应用。

关键词：自然灾害预测 信息技术 可能性

Abstract：Natural hazard prediction is the world struggles to research and

exploration of the subject and is recognized as difficult to conquer by the world. When natural disasters arrives with human is sad helpless，it is not only causing people's life and property lossing，but also becomes people's mental burden. The randomness of natural phenomena more let people can accept. Information technology as the advanced technology of the 21st century naturally has aroused people's attention.So after a lot of theories preparation and synchronous practice,making the information technology in natural disasters prediction is to become possible. This paper mainly explains remote sensing technology, comprehensive spatial information platform technology and technology of the geographic information system (GIS) in the application of natural hazard prediction.

Keywords：Natural hazard prediction，Information technology，Possibility

目 录

第一章 研究意义和目的 ........................................................ 1

1.1 研究意义 ............................................................. 1

1.1.1 建立自然灾害应急管理系统可以更好地促进经济社会快速健康发展 ..... 1 1.1.2 建立自然灾害应急管理系统是强化政府社会管理和公共服务能力的必须 . 2 1.1.3 建立自然灾害应急管理系统社会主义制度优越性的内在要求 ........... 2 1.1.4 建立自然灾害应急管理系统是实现人类社会全面发展的必要举措 ....... 3 1.2 研究目的 ............................................................. 3 1.3 创新点 ............................................................... 4

1.3.1 选题上有新意 ................................................... 4 1.3.2 采用多种研究方法进行分析 ....................................... 4

第二章 自然灾害和所采用预测的信息技术简介 .................................... 4

2.1 自然灾害相关概念阐述 ................................................. 4 2.2 自然灾害概念和分类 ................................................... 5 2.3 我国自然灾害的特点 ................................................... 5

2.3.1 突发性 ......................................................... 6 2.3.2 破坏性大 ....................................................... 6 2.3.3 受灾面积大 ..................................................... 6 2.3.4 持续时间长 ..................................................... 6 2.3.5 次生灾害频繁发生 ............................................... 6 2.4 各种应用于预测的信息技术 ............................................. 7

2.4.1 遥感技术 ....................................................... 7 2.4.2 综合空间信息平台技术 ........................................... 7 2.4.3 地理信息系统技术（GIS） ........................................ 7 2.5 预测与预警 ........................................................... 8

2.5.1 自然灾害预测预警 ............................................... 8 2.5.2 防汛抗旱预测预警 ............................................... 9

2.5.2.1 江河洪水预测预警 ......................................... 9 2.5.2.2 渍涝灾害预测预警 ......................................... 9

2.5.2.3 山洪灾害预测预警 ......................................... 9 2.5.2.4 台风暴潮灾害预测预警 .................................... 10 2.5.2.5 蓄滞洪区预测预警 ........................................ 10 2.5.2.6 干旱灾害预测预警 ........................................ 11 2.5.3 地震灾害预测预警 .............................................. 11 2.5.4 突发地质灾害预测预警 .......................................... 11

2.5.4.1 预测预警体系建设 ........................................ 11 2.5.4.2 地质灾害预测预警信息收集及分析 .......................... 12 2.5.4.3 建立地质灾害预测预警制度 ................................ 12

第三章 信息技术预测自然灾害的可行性分析 ..................................... 12

3.1我国自然灾害空间与时间分布图解与分析 ................................ 12

3.1.1我国自然灾害损失的空间分布 .................................... 12 3.2 我国自然灾害预测水平与国外的差别 .................................... 14

3.2.1 我国自然灾害的预测水平 ........................................ 14

3.2.1.1 系统、综合灾害的预测起步晚，但发展迅速 .................. 15 3.2.1.2 灾害预测水平较低 ........................................ 15 3.2.2 国外自然灾害预测水平 .......................................... 15

3.2.2.1 单项灾害的系统研究 ...................................... 15 3.2.2.2 区域灾害的综合预测研究 .................................. 16

第四章 信息技术在预测自然灾害方面的应用现状 ................................. 17

4.1工程性减灾措施方面 ................................................. 17

4.1.1 建立规模适度的综合性救灾专业队伍 .............................. 17 4.1.2 大力推进减灾科技发展与应用能力建设 ............................ 17 4.1.3 合理部署救灾物资储备和应急生产能力 ............................ 17 4.1.4 科学制定和严格执行建筑设施抗灾标准 ............................ 18 4.2 非工程性减灾措施方面 ................................................ 18

4.2.1 消除灾害源或降低灾害源的强度 .................................. 18 4.2.2 改变灾害载体的能量和流通渠道 .................................. 18 4.2.3 对受灾体采取避防与保护性措施 .................................. 18

4.2.3.1 灾害监测 ................................................ 18

[8]

4.2.3.2 灾害预报 ................................................ 19 4.2.3.3 防灾 .................................................... 19 4.2.3.4 抗灾 .................................................... 19 4.2.3.5 救灾 .................................................... 19 4.2.3.6 灾后重建 ................................................ 19

第五章 完善信息技术在自然灾害方面的预测水平的方法 ........................... 19

5.1 建立自然灾害应急信息管理系统 ........................................ 19

5.1.1 灾情信息共享 .................................................. 19 5.1.2 灾情信息管理 .................................................. 20

5.1.2.1 灾情信息报告内容 ........................................ 20 5.1.2.2 灾情信息报告时间 ........................................ 20 5.1.3 灾情核定 ...................................................... 21

5.1.3.1 部门会商核定 ............................................ 21 5.1.3.2 民政、地震等有关部门组织专家评估小组 .................... 21 5.1.4 信息发布 ...................................................... 21

5.1.4.1 信息发布坚持实事求是、及时准确的原则 .................... 21 5.1.4.2 信息发布的主要内容 ...................................... 21

5.2 构建自然灾害情报技术网络体系 ........................................ 21

5.2.1 遥感技术 ...................................................... 21

5.2.1.1 遥感技术的概念 .......................................... 21 5.2.1.2 我国遥感技术的发展状况 .................................. 22 5.2.1.3 遥感技术在地质灾害监测中的作用 .......................... 22 5.2.1.4遥感技术在洪涝灾害监测中的作用 .......................... 23 5.2.2 综合空间信息平台技术的预测与预警 .............................. 25 5.2.3 地理信息系统技术（GIS）的预测与预警 ........................... 25

5.2.3.1 基于GIS的单体评判预警模型 .............................. 25 5.2.3.2 基于GIS的区域评判预警模型 .............................. 26 5.2.3.3 基于GIS的区域—单体联合评判预警模型 .................... 28

5.3 专业救援信息体系的设计与搭建 ........................................ 29

5.3.1 应急管理信息系统是提高应急管理能力的重要基础 .................. 29

5.3.2 应急管理信息系统的建设 ........................................ 30 5.3.3 灾害应急指挥系统 .............................................. 30 5.3.4 专业化救援体系 ................................................ 31

第六章 结论 ................................................................. 32 结束语 ..................................................................... 33 参考文献.................................................................... 34

第一章 研究意义和目的

1.1 研究意义

随着社会现代化程度的提高，人们对自然和社会的支配和控制能力也空前提高，但与此同时，现代化程度的提高也使社会面临更多的潜在危机。事实上，社会现代化程度的提高不是使突发事件发生的几率降低了，而是增加了其发生的机会。

安全减灾就是最直接的节约[1]。加强应急管理是适应国际减灾事业的要求。联合国和世界各国承担了全球安全减灾应急的巨大任务。经历了“国际减灾十年(1990一2000)”大规模活动后，全球已有140多个国家建立了国家减灾委员会，并确定在21世纪继续开展“国际减灾战略”行动。全球防灾减灾任务是减轻自然、人为和技术灾害。

1.1.1 建立自然灾害应急管理系统可以更好地促进经济社会快速健康发展

加强应急管理是中国减轻自然灾害的要求。我国是世界上自然灾害影响最为严重的国家之一，灾害种类多，频度高，区域性、季节性强，重大灾害频发，分布广、损失严重;重特大安全事故如道路交通、煤矿事故时有发生;随着人员流动日益频繁，公共卫生事件开始成为严重威胁。种种突发性公共事件，不仅造成生命财产的巨大损失，还会影响社会稳定，甚至危及国家安全，对经济社会发展全局产生重大影响。社会为了在各种灾害的打击下继续生存和发展，必须使自己的政治组织、经济结构、文化观念适应灾害的防御和抵御。

特别是我国来说，作为广义环境问题之中的自然灾害的负面影响尤其是不可忽视的。深刻分析自然灾害的发展态势及其对社会济的危害程度，从保障社会安全和促进可持续发展的高度，提出适合我国特点的减灾对策是十分必要的。

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1.1.2 建立自然灾害应急管理系统是强化政府社会管理和公共服务能力的必须

“维护秩序和安全，几乎成为政治组织和政治活动的普遍目标，它无疑是政治体系和政治活动所提供的主要价值之一”[2]。从根本上讲，政府成立的目的就是建立稳定的秩序，而秩序是保障人的生命、财产、自由和安全首要条件。一位德国诗人曾经慨叹:一切存在者皆处于无庇护状态，个体的人尤其如此。个体的人可以依赖的庇护从何而来?从人类的历史来看，现世的社会和国家，以及彼世的信仰，前者给人以生之依靠，后者予人以死之希望。从本质上来讲，这样的理解其实重申了关于国家的社会契约基础，同时也释明了国家之于个体的人的意义。对于自然灾害导致的损害，国家应承担政治意义上帮助责任的基础，在于终极意义上国家对于每个人而言的本质功能。在政治的意义上，国家之所以必要，正是因为个体的弱小无力。特别是面对各种天灾或人祸时，弱小的个体更需要国家慈母般的胸怀。社会和国家通过发挥共同体的力量，为不幸的个体消饵恐惧、抚慰创伤、提供精神和物质的庇护，正是彰显社会和国家共同体责任的时刻。如果这些作为义务未能得到充分及时履行，则由此而发生的损害，是“人祸”而非“天灾”[3]。

1.1.3 建立自然灾害应急管理系统社会主义制度优越性的内在要求

“一方有难，八方支援”、“众志成城”——是我们在每次灾害面前所书写的感人篇章，是我们社会主义国家的特色，是我们特会主义制度的优越性所在。从理论层面上看，灾害与社会发展之间的关系问题，是一个内涵丰富、值得认真探讨的问题。任何灾害的影响和后果都是社会性的，对社会的政治、经济和思想文化具有多方面的影响，总结人类应急自然灾害的经验与成果，完善应急管理，为下一次的不可预期的自然灾害做好充分准备奠定基础。

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1.1.4 建立自然灾害应急管理系统是实现人类社会全面发展的必要举措

灾害的历史和人类的历史一样久远，并将与人类相始终，研究灾害和社会的关系问题，可以为推动经济和社会的可持续发展提供历史借鉴。生命、自由、财产，是人类神圣不可侵犯的三大基本权力，社会主义的最终奋斗目标是为了实现人类的全面发展。做好应急管理，是珍视生命，维护财产，保障自由的体现，是迈向实现人类全面发展的不可逾越的管理领域。

加强应急管理，是维护国家安全、社会稳定和人民群众利益的重要保障，是履行政府社会管理和公共服务职能的重要保障[4]，为全面建设小康社会、加快现代化建设提供一个稳定、安全的社会环境。

1.2 研究目的

自然灾害的防灾减灾工作是一个复杂的系统工程，包括监测、预报、抗灾、防灾、救灾、灾后援建等一系列工作环节，其中，灾害监测既是防灾减灾工作的重要组成部分，也是其他各项措施得以实施的有力保障。

灾害预测主要包括灾前调查、灾中灾情监测和和灾后调查评估等工作。开展灾害监测的目的在于：

（1）通过开展自然灾害研究，揭示灾害发生机理、时空分布、活动规律及灾害间的相互关系，为科学预测和预防自然灾害提供理论依据。

（2）通过实施应急监测，及时获取灾情信息，为抗灾救灾和应急救援提供预警和决策支持。

（3）通过灾中跟踪监测，及时掌握灾害发展动态和发展趋势，及时捕捉次生灾害等风险隐患，为次生灾害的防治提供预警预报[5]。

（4）通过灾情监测评估，对灾区各种设施、自然资源毁坏情况和生态环境变化等作出评价，为科学规划灾后重建提供科学依据和决策咨询。

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1.3 创新点

1.3.1 选题上有新意

本论文从四川汶川“5.12”大地震入手，描述自然灾害给人们带来的危害。地震是一种不可避免的自然现象，这就不仅仅是威胁人民生命财产的安全和社会的稳定，而且也对国家的自然灾害预测能力提出了重大挑战，这就成为一个公共事务、一种社会问题。最后得出自然灾害预测的重要性。

1.3.2 采用多种研究方法进行分析

本文采取了多种信息技术研究方法对自然灾害预测进行了积极的探索，具体来说本文主要采用了以下四种研究方法：

（1）实证分析方法

以四川汶川“5.12”大地震作为案例进行严密的实证分析，来揭示应急机制的现状。

（2）比较分析法

首先是对我国现有的相关研究成果进行比较，总结出优点与缺陷；其次是对国外的应急进行深入研究，比较分析以发现和借鉴其精华的、适用于我国国情的内容，剔除其中不适合的、糟粕性的内容。

（3）定量分析与定性分析相结合

在对案例进行实证分析时，引用了大量的图表作为佐证，进行定量分析，并在此基础上对信息技术预测自然灾害的可能性的现状进行了定性的描述，紧密地把两种分析方法结合了起来。

第二章 自然灾害和所采用预测的信息技术简介

2.1 自然灾害相关概念阐述

2008年我国相继发生了南方低温冰冻雨雪和汶川特大地震灾害，对国民经济和社会发展造成了严重的影响，公众生命和财产遭受了严重损失。在全国人民

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众志成城，合力抗灾，取得重大胜利的同时，也暴露出我国应对重大自然灾害的综合能力建设尚存在一些问题，需要高度审视并提出有效解决方案。

2.2 自然灾害概念和分类

自然灾害：指给人类生存带来危害或损害人类生活环境的自然现象，包括洪涝、干旱灾害，台风、冰雹、雪、沙尘暴等气象灾害，火山、地震灾害，山体崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害，风暴潮、海啸等海洋灾害，森林草原火灾和重大生物灾害等自然灾害。

我国是世界上自然灾害最为严重的国家之一。灾害种类多、分布地域广、发生频率高、造成损失重。洪涝、干旱、台风、风雹、雷电、高温热浪、沙尘暴、地震、地质灾害、风暴潮、赤潮、森林草原火灾和植物森林病虫害等灾害在我国都有发生。70%以上的城市、50%以上的人口分布在气象、地震、地质和海洋等自然灾害严重的地区[6]。随着全球气候变暖，各种自然灾害的发生频率和强度将呈进一步发展趋势。我国继2008年四川汶川大地震后，2010年4月又发生了青海玉树大地震。各种自然灾害尤其是地震等突发性灾害的频繁发生，给人民生命财产安全造成了重大损失，严重影响着我国社会经济的可持续发展。

面对自然灾害风险日益加剧的严峻形势，提高国家综合减灾能力，最大限度地降低灾害损失，是我们面临的一项重大任务。灾害监测能力的提高对于增强国家的综合减灾能力具有举足轻重的作用，加强灾害监测的科技支撑能力建设，既是提高灾害预警预报水平的迫切需要，也是加强我国自然灾害风险隐患和信息管理能力建设、加强自然灾害综合防范防御能力和国家自然灾害应急救援能力以及巨灾综合应对能力等建设的必然选择。

2.3 我国自然灾害的特点

中国位于大陆与海洋的结合部，东濒世界最大的海洋——太平洋，西倚全球最高的高原——青藏高原，南北跨越50个纬度，天气系统复杂多变；中国又地处世界最强大的环太平洋构造带与特提斯构造带交汇部位，构造复杂，地理和生态环境多变；加之又是人口众多的农业大国，承受灾害的能力较低所有这些因素叠加在一起，使我国成为世界上自然灾害最严重的少数国家之一。

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2.3.1 突发性

地震、台风、海啸等灾害常常在瞬间发生，历时短，爆发力强，成灾快。汶川地震的主要破坏性在短短的几十秒内便得到释放，使人猝不及防。

2.3.2 破坏性大

汶川地震的破坏力之大，使建筑倒塌，交通瘫痪，通信中断；常规手段根本无法获取受灾情况，甚至无法接近灾区。

2.3.3 受灾面积大

2004年末印度尼西亚苏门答腊岛附近海域发生强烈地震并引发的印度洋海啸波及印尼、斯里兰卡、泰国、印度、马来西亚、孟加拉国、缅甸、马尔代夫等国，2005年lO月飓风“威尔马”曾袭击中美洲各国和墨西哥等国，最近发生的台风“凤凰”影响到中国东部各省，并向内陆地区移动。

2.3.4 持续时间长

汶川地震主震区已累计监测到余震22 019次(截止2008年8月4日12时)，大小余震持续时间达数月之久。

2.3.5 次生灾害频繁发生

地震、台风、海啸等自然灾害往往引发洪水、滑坡、崩塌、泥石流、火灾等次生灾害，灾情不断变化。汶川地震引发山体滑坡、河道堵塞，形成“堰塞湖”，对下游造成很大威胁。

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2.4 各种应用于预测的信息技术

2.4.1 遥感技术

现代遥感技术具有大范围动态获取三维空间信息的能力，其分辨率不断提高，并具有信息更新迅速，不受地面通讯条件限制等特点。

(1)大面积同步观测，覆盖范围宽，立体性强。 (2)获取信息速度快，重访周期短，可动态监测。 (3)获取信息受限条件少，适应性强。 (4)获取信息的手段多，信息量大。

2.4.2 综合空间信息平台技术

综合空间信息框架将为业务运行系统的开发带来极大便利性，同时能保证系统更加有效地运行在各级工作平台上，通过将具有基元特性的数据处理、数据分析、空间分析等功能部署在分布共享式综合空间信息服务平台上，一方面能避免系统重复建设、降低开发难度，另外一方面能够充分利用网络计算的优势，提高运算分析速度和效率。综合空间信息技术具有以下特点：

(1)海量数据存储、管理与共享分发功能。 (2)自然灾害遥感监测数据快速业务化处理功能。

(3)为自然灾害分析、损失评估、救助决策分析提供基本地理信息功能。

2.4.3 地理信息系统技术（GIS）

地理信息系统(Geographic Information System，GIS) 是介于信息科学、空间科学和地球科学之间的交叉科学与新技术学科，它是计算机科学、遥感技术、信息工程与现代地学理论和方法的有机结合。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。地理信息系统，按其内容可以分

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为三大类：(1)专题信息系统；(2)区域信息系统；(3)地理信息系统工具。

2.5 预测与预警

并不是所有的人对预测 (prediction)和预警(early warning)都有一个清晰的认识．一个普遍流传的说法是患有关节炎的人往往比气象学家更能准确地“预报”天气的变化。这个说法混淆了预测和预警这两个本质上不同的概念：前者是对还没有发生的事情做出描述；后者是对业已开始、并且正在发生的事情做出描述。在患有关节炎的人感到不适、并且觉得“好像要下雨”的时候，与下雨有关的天气过程实际上已经开始，空气中的气压和湿度都发生了变化。最后下雨的过程，不过是整个变化过程中的一幕——当然是最重要的一幕。这个已经开始发生的过程，对于任何人来说都是可以感知的，患有关节炎的人就更敏感一些。可是，如果试图对一个月以后是否会下雨做出预测，那就是非常困难的事情了。事实上，现在非线性动力学的研究表明：这种预测至少在一些情况下甚至是无法做到的。

如果所讨论的问题是战争，那么预测就是对对方什么时候将会发动多大规模的进攻的一种描述，而预警则是在对方的进攻打响之后，对“进攻已经开始”的一种描述。但这并不等于说预警是很容易的事情，因为此时此刻你只知道对方“已经开始了进攻”，但你并不知道对方在这次进攻中最终会投入多少兵力，以及将以怎样的部署进行攻击。预警的目的，正是要通过对对方的兵力部署的有效判断，采取有针对性的措施。换句话说，从实际应用的角度，导致有效的应对措施，是一条信息能够称为真正意义上的“预警信息”的一个必要条件。预警可以分成两类[7]：一类是以“威胁”为目标的预警，称为异地预警(front detection early warning)，它专门监测“威胁”的出现，一旦“威胁”出现，就马上采取措施；另一类是以保护对象为目标的预警，称为现地预警(on-site early warning)，它是在保护对象周围画一个“圈”，一旦在这个“圈”上检测到“风吹草动”，就立即采取措施。

2.5.1 自然灾害预测预警

根据有关部门提供的灾害预警预报信息，结合预警地区的自然条件、人口和

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社会经济背景数据库，进行分析评估，及时对可能受到自然灾害威胁的相关地区和人口数量做出灾情预警。

根据灾情预警，自然灾害可能造成严重人员伤亡和财产损失，大量人员需要紧急转移安置或生活救助，国家和有关省（区、市）应做好应急准备或采取应急措施。

2.5.2 防汛抗旱预测预警

2.5.2.1 江河洪水预测预警

（1）当江河即将出现洪水时，各级水文部门应做好洪水预报工作，及时向防汛抗旱指挥机构报告水位、流量的实测情况和洪水走势，为预警提供依据。

（2）各级防汛抗旱指挥机构应按照分级负责原则，确定洪水预警区域、级别和洪水信息发布范围，按照权限向社会发布。

（3）水文部门应跟踪分析江河洪水的发展趋势，及时滚动预报最新水情，为抗灾救灾提供基本依据。 2.5.2.2 渍涝灾害预测预警

当气象预报将出现较大降雨时，各级防汛抗旱指挥机构应按照分级负责原则，确定渍涝灾害预警区域、级别，按照权限向社会发布，并做好排涝的有关准备工作。必要时，通知低洼地区居民及企事业单位及时转移财产。 2.5.2.3 山洪灾害预测预警

（1）凡可能遭受山洪灾害威胁的地方，应根据山洪灾害的成因和特点，主动采取预防和避险措施。水文、气象、国土资源等部门应密切联系，相互配合，实现信息共享，提高预报水平，及时发布预报警报。

（2）凡有山洪灾害的地方，应由防汛抗旱指挥机构组织国土资源、水利、气象等部门编制山洪灾害防御预案，绘制区域内山洪灾害风险图，划分并确定区域内易发生山洪灾害的地点及范围，制订安全转移方案，明确组织机构的设置及职责。

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（3）山洪灾害易发区应建立专业监测与群测群防相结合的监测体系，落实观测措施，汛期坚持24小时值班巡逻制度，降雨期间，加密观测、加强巡逻。每个乡镇、村、组和相关单位都要落实信号发送员，一旦发现危险征兆，立即向周边群众报警，实现快速转移，并报本地防汛抗旱指挥机构，以便及时组织抗灾救灾。

2.5.2.4 台风暴潮灾害预测预警

（1）根据中央气象台发布的台风（含热带风暴、热带低压等）信息，省级及其以下有关气象管理部门应密切监视，做好未来趋势预报，并及时将台风中心位置、强度、移动方向和速度等信息报告同级人民政府和防汛抗旱指挥机构。

（2）可能遭遇台风袭击的地方，各级防汛抗旱指挥机构应加强值班，跟踪台风动向，并将有关信息及时向社会发布。

（3）水利部门应根据台风影响的范围，及时通知有关水库、主要湖泊和河道堤防管理单位，做好防范工作。各工程管理单位应组织人员分析水情和台风带来的影响，加强工程检查，必要时实施预泄预排措施。

（4）预报将受台风影响的沿海地区，当地防汛抗旱指挥机构应及时通知相关部门和人员做好防台风工作。

（5）加强对城镇危房、在建工地、仓库、交通道路、电信电缆、电力电线、户外广告牌等公用设施的检查和采取加固措施，组织船只回港避风和沿海养殖人员撤离工作。

2.5.2.5 蓄滞洪区预测预警

（1）蓄滞洪区管理单位应拟订群众安全转移方案。

（2）蓄滞洪区工程管理单位应加强工程运行监测，发现问题及时处理，并报告上级主管部门和同级防汛抗旱指挥机构。

（3）运用蓄滞洪区，当地人民政府和防汛抗旱指挥机构应把人民的生命安全放在首位，迅速启动预警系统，按照群众安全转移方案实施转移。

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2.5.2.6 干旱灾害预测预警

（1）各级防汛抗旱指挥机构应针对干旱灾害的成因、特点，因地制宜采取预警防范措施。

（2）各级防汛抗旱指挥机构应建立健全旱情监测网络和干旱灾害统计队伍，随时掌握实时旱情灾情，并预测干旱发展趋势，根据不同干旱等级，提出相应对策，为抗旱指挥决策提供科学依据。

（3）各级防汛抗旱指挥机构应当加强抗旱服务网络建设，鼓励和支持社会力量开展多种形式的社会化服务组织建设，以防范干旱灾害的发生和蔓延。

2.5.3 地震灾害预测预警

各级地震监测台网对地震监测信息（含火山监测信息）进行检测、传递、分析、处理、存贮和报送；群测群防网观测地震宏观异常并及时上报。中国地震台网中心对全国各类地震观测信息进行接收、质量监控、存储、常规分析处理，进行震情跟踪。

中国地震局在划分地震重点危险区的基础上，组织震情跟踪工作，提出短期地震预测意见，报告预测区所在的省（区、市）人民政府；省（区、市）人民政府决策发布短期地震预测预警报告，及时做好防震准备。

2.5.4 突发地质灾害预测预警

2.5.4.1 预测预警体系建设

各级人民政府要加快建立以预防为主的地质灾害监测、预报、预警体系建设，开展地质灾害调查，编制地质灾害防治规划，建设地质灾害群测群防网络和专业监测网络，形成覆盖全国的地质灾害监测网络。国务院国土资源、水利、气象、地震部门要密切合作，逐步建成与全国防汛监测网络、气象监测网络、地震监测网络互联，连接国务院有关部门、省（区、市）、市（地、州）、县（市）的地质灾害信息系统，及时传送地质灾害险情灾情、汛情和气象信息。

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2.5.4.2 地质灾害预测预警信息收集及分析

负责地质灾害监测的单位，要广泛收集整理与突发地质灾害预防预警有关的数据资料和相关信息，进行地质灾害中、短期趋势预测，建立地质灾害监测、预报、预警等资料数据库，实现各部门间的共享。 2.5.4.3 建立地质灾害预测预警制度

地方各级人民政府国土资源主管部门和气象主管机构要加强合作，联合开展地质灾害气象预报预警工作，并将预报预警结果及时报告本级人民政府，同时通过媒体向社会发布。当发出某个区域有可能发生地质灾害的预警预报后，当地人民政府要依照群测群防责任制的规定，立即将有关信息通知到地质灾害危险点的防灾责任人、监测人和该区域内的群众；各单位和当地群众要对照“防灾明白卡”的要求，做好防灾的各项准备工作。

第三章 信息技术预测自然灾害的可行性分析

3.1我国自然灾害空间与时间分布图解与分析

3.1.1我国自然灾害损失的空间分布

自然灾害的损失程度是由自然灾变的强度、频度，承灾体的密度、价值和脆弱性，社会的减灾能力三个条件综合决定的。由于三者在我国分布均不平衡，致使我国自然灾害损失程度有着显著的地区差异性。概括而言，自然灾变具有上述分区分带非均衡分布的特点；承灾体的密度、价值和社会减灾能力均大体有东部、南部高，西部和北部低的特点。在上述条件控制下，中国大陆自然灾害的分布可分为特点不一的三个区域：（1）沿海灾害区：自然灾害种类多，绝对损失严重，相对损失较小；（2）中部灾害区：自然灾害种类较多，绝对损失较严重相对损失高；（3）西部灾害区：突发性自然灾害种类较少，环境型自然灾害特别严重，人口死伤和经济损失较轻，资源破坏严重。总体规律是：受灾人口（图1）和自然灾害直接经济损失（图2）东部沿海灾害区高，中部灾害区次之；而受灾人口比

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率和自然灾害直接经济损失与GDP的比值（图3，图4）则中部灾害区最高，沿海灾害区和西部灾害区次之。

图1 1990-2010年中国受灾人口模数的空间分布

图2 1990-2010年中国自然灾害直接经济损失模数的区域差异

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图3 1990-2010年中国受灾人口比率的空间分布

图4 1990-2010年中国自然灾害直接经济损失与GDP比值的分布

3.2 我国自然灾害预测水平与国外的差别

3.2.1 我国自然灾害的预测水平

我国灾害预测研究尚处在发展时期，有些灾害预测的研究甚至还处于萌芽期，要想提高抗御灾害的能力还需做很大的努力。2010-2020年灾害发生的频度将在世界范围内增大，为此，全世界开展了“国际减轻自然灾害十年”活动。我国应利用这一大好时机，通过国际间的交流与合作，积极开展关键性课题的灾害预测研究，大大提高我国灾害预测的水平，以适应今后十年灾害多发期减灾的需要。只要全民充分意识到减轻灾害的可能性及迫切性，积极开展灾害预测研究，

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我国的减灾水平会有很大的提高。

3.2.1.1 系统、综合灾害的预测起步晚，但发展迅速

自从1986 年以后，我国已渐重视灾害社会学、人的减灾作用等方面的研究。如1988 年，地震出版社出版的《地震对策》(郭增建)一书，可谓这方面研究成果的集中体现。因此，可以说，80 年代后半叶，中国真正进入了系统、综合灾害预测研究的飞速发展时期。 3.2.1.2 灾害预测水平较低

我国的灾害预测研究水平较低，主要表现在：

（1）涉及以防、抗、救灾系统规划为主的高层次灾害预测研究较少。灾害预测研究的最终目的是提高人类抗御自然灾害的能力，减轻灾害所造成的损失，为此，必须加强灾害发生机制、预测、报警、危险性评价，人在减灾中的作用，制定一定区域范围的系统的减灾规划，并有相应的法律保障，这是灾害预测研究的主线。

（2）大区域的灾害危险性评价和减灾计划少。目前，我国已有的灾害危险性评价和减灾规划多是小范围和单项灾害的。

（3）灾害的系统、综合研究较少。从文献内容看，仍有大量属于灾后分析性的。仅地震灾害研究较为全面系统。

3.2.2 国外自然灾害预测水平

目前，国外的灾害预测研究主要分两个方面，即单项灾害的系统预测研究和多种灾害的区域综合预测研究。 3.2.2.1 单项灾害的系统研究

单项灾害的系统预测研究主要研究以下几种灾害： （1）地震灾害预测

由于地震的破坏或所造成的灾情重，所以各有关国家十分重视地震灾害的研

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究。目前对地震灾害预测研究也是最完善、系统，所采用的方法，技术手段也较先进，投入的财力、物力也较多。但由于地震灾害自身的不可确知性，尚不能准确预报地震，从而影响了减灾的效果。

（2）气象灾害预测

暴雨是一种损失很大的灾害，每年造成的损失常居各灾害之首。目前，国外着重进行暴雨的预报、 工程防护、灾后救助等方面研究。干旱是一种趋向性灾害，影响范围广泛；目前，主要就其监测、管理等方面进行研究。

（3）地质、地貌灾害预测

主要研究了火山、山崩、滑坡、泥石流、洪水等灾害。对山崩、滑坡的研究，侧重对其形成机制、监测、预报和工程防灾等方面。洪水是一种分布广泛、损失严重的灾害之一，主要进行其监测、预报、工程防灾、灾后救援计划、土地规 划等方面的研究。

3.2.2.2 区域灾害的综合预测研究

区域灾害的综合预测研究主要有： （1）城市灾害预测

城市灾害预测，特别是对大城市灾害的预测。主要预测方面有城市灾害的危险性评价预测，城市的防灾规划预测，包括建筑物的防灾设计、土地利用规划等，灾害迅速报警系统预测，以生命线工程为主的统一的抗灾计划，减灾立法和全民的减灾知识训练等。其中灾害危险性评价预测是基础，防、抗、救灾统一规划预测是减灾设计的集中体现。

（2）某一区域灾害预测

它包括同一类多种灾害及区内多类灾害的综合预测。由于同一类灾害在成因上有一定的相似性，所涉及的学科有限，因而其综合预测较易开展。国外区域地质灾害、气象灾害的预测研究居多。不同类灾害的综合预测难度较大，涉及面广，但其深入研究可以提高减灾效率。因为，多种自然灾害的发生存在着一定的相关性，常常是群发或相伴发生，各灾害所造成的损失、破坏难以区分。这样，只有进行多种灾害的减灾预测研究，才可提高减灾的实效。

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第四章 信息技术在预测自然灾害方面的应用现状

4.1工程性减灾措施方面

4.1.1 建立规模适度的综合性救灾专业队伍

整合现有救援队伍和力量，组建综合性专业救灾队伍。合理规划队伍规模与布局，保障救援能力有效发挥。科学配置救灾队伍的布局，成立规模适度的国家级综合救灾队伍。加强协同演练，提升快速反应与协同作战能力。

[8]

4.1.2 大力推进减灾科技发展与应用能力建设

加大对减灾专业装备的自主研发与引进吸收。引进、消化、吸收适合我国救灾需要的专用直升机等国外特种救灾装备,充分发挥现有减灾装备资源的有效能力。完善应急通信联络保障手段，部署和配备若干数量的卫星通信系统与终端；推进直升飞机在救灾领域等民用领域的广泛应用，发挥直升机在救灾中的独特优势；强化北斗导航、鑫诺四号、中星九号、北京-3等卫星资源在减灾等民用领域域的应用。大力加强灾害基础理论与减灾技术研究。重点围绕气象、地质、地震、洪水等灾害，开展潜在灾害体早期识别、灾害预测预报、灾害防控、灾害定量监测以及灾害风险和损失评估等关键技术的研究。

4.1.3 合理部署救灾物资储备和应急生产能力

优化国家救灾物资储备布局规划。在现有中央级物资储备库的基础上，结合西部地区多灾、易灾的分布特点，新建、扩建中央级物资储备库，加快西部地区救灾物资储备库的建设。充分考虑应对灾害的多元化需求，确保救灾重点器械装备的及时调用。做好救灾物资的规模储备、能力储备与社会储备。加大中央级物资储备库的投入力度，保障国家救灾物资储备库征地、建设标准、仓库规模和配套设施，配备现代装卸搬运设备，提高效率，加强救灾物资管理人员素质与业务能力培训，强化消防安全、紧急救援的模拟演练，提高应对突发事件的实战能力。

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4.1.4 科学制定和严格执行建筑设施抗灾标准

突出“预防为主”方针，将防灾减灾作为重要内容纳入城乡建设总体规划之中，城镇建设应加强应急避难场所的合理安排，在有条件的社区、学校、公园、绿地等公共场所选点，建立临时避难场所和紧急疏散通道；开展土地利用适宜性、环境承载力及灾害风险评估工作，实现建筑设施建设的科学选址，达到合理避灾之效。定期开展全国建筑维护与隐患排查。加强建筑档案管理，以备灾害发生后的质量核查与责任追究。加强农村住房建设管理与指导。

4.2 非工程性减灾措施方面

4.2.1 消除灾害源或降低灾害源的强度

这一措施对减轻人为自然灾害的损失是有效的，如限制过量的开采地下水，控制地面下沉和海水回灌；控制烟尘和二氧化碳的排放量，防止全球气温上升等。但是，面对自然 变异所导致的自然灾害，特别是强度很大的自然灾害，如地震、海啸、飓风、暴雨等，现在人类还没有能力来减轻这些灾害源的强度，更不用说消除这些灾害载体了。

4.2.2 改变灾害载体的能量和流通渠道

在与灾害长期斗争的实践中，我国人民在这方面已积累了一定的经验，如用人工放炮“打龙头，斩龙腰”的方法减小雹灾；用分洪滞洪的方法减少洪水的流量和流向以减轻洪灾等，但是面对巨大的灾害载体，在现代科学发展水平的条件下，人类仍然束手无策。

4.2.3 对受灾体采取避防与保护性措施

4.2.3.1 灾害监测

包括灾害前兆监测、灾害发展趋势监测等。这些措施的减灾效果是很显著的，如1970年孟加拉风暴潮死亡了50万人，后来由于建立了大风警报系统，1985年遭

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受了同样规模的风暴潮，却只死亡了1万人。 4.2.3.2 灾害预报

这也是一项极其重要的减灾措施，如975年我国地震工作者成功地预报了海城地震，结果拯救了数万人的生命，并减少了数十亿元的经济损失。 4.2.3.3 防灾

即对自然灾害采取避防性措施，这是代价最小的且成效显著的减灾措施。 4.2.3.4 抗灾

指对灾害所采取的工程性措施，如解放后我国修建了8万多个水库，数十万公里的堤坝，为减轻洪灾起了巨大的作用。 4.2.3.5 救灾

这是灾情已经开始或者遭灾之后最紧迫的减 灾措施，必须制定有效的救灾预案并且常备不懈，即可取得 明显的减灾效果。 4.2.3.6 灾后重建

包括灾区生产和社会生活的恢复，也是重要的减灾措施之一。

第五章 完善信息技术在自然灾害方面的预测水平的方法

5.1 建立自然灾害应急信息管理系统

5.1.1 灾情信息共享

减灾委办公室、全国抗灾救灾综合协调办公室及时汇总各类灾害预警预报信息，向成员单位和有关地方通报信息。

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5.1.2 灾情信息管理

5.1.2.1 灾情信息报告内容

包括灾害发生的时间、地点、背景，灾害造成的损失（包括人员受灾情况、人员伤亡数量、农作物受灾情况、房屋倒塌、损坏情况及造成的直接经济损失），已采取的救灾措施和灾区的需求。 5.1.2.2 灾情信息报告时间

（1）灾情初报

县级民政部门对于本行政区域内突发的自然灾害，凡造成人员伤亡和较大财产损失的，应在第一时间了解掌握灾情，及时向地（市）级民政部门报告初步情况，最迟不得晚于灾害发生后2小时。对造成死亡（含失踪）10人以上或其他严重损失的重大灾害，应同时上报省级民政部门和民政部。地（市）级民政部门在接到县级报告后，在2小时内完成审核、汇总灾情数据的工作，向省级民政部门报告。省级民政部门在接到地（市）级报告后，应在2小时内完成审核、汇总灾情数据的工作，向民政部报告。民政部接到重、特大灾情报告后，在2小时内向国务院报告。

（2）灾情续报

在重大自然灾害灾情稳定之前，省、地（市）、县三级民政部门均须执行24小时零报告制度。县级民政部门每天9时之前将截止到前一天24时的灾情向地（市）级民政部门上报，地（市）级民政部门每天10时之前向省级民政部门上报，省级民政部门每天12时之前向民政部报告情况。特大灾情根据需要随时报告。

（3）灾情核报

县级民政部门在灾情稳定后，应在2个工作日内核定灾情，向地（市）级民政部门报告。地（市）级民政部门在接到县级报告后，应在3个工作日内审核、汇总灾情数据，将全地（市）汇总数据（含分县灾情数据）向省级民政部门报告。省级民政部门在接到地（市）级的报告后，应在5个工作日内审核、汇总灾情数据，将全省汇总数据（含分市、分县数据）向民政部报告。

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5.1.3 灾情核定

5.1.3.1 部门会商核定

各级民政部门协调农业、水利、国土资源、地震、气象、统计等部门进行综合分析、会商，核定灾情。

5.1.3.2 民政、地震等有关部门组织专家评估小组

通过全面调查、抽样调查、典型调查和专项调查等形式对灾情进行专家评估，核实灾情。

5.1.4 信息发布

5.1.4.1 信息发布坚持实事求是、及时准确的原则

要在第一时间向社会发布简要信息，并根据灾情发展情况做好后续信息发布工作。

5.1.4.2 信息发布的主要内容

受灾的基本情况、抗灾救灾的动态及成效、下一步安排、需要说明的问题。

5.2 构建自然灾害情报技术网络体系

5.2.1 遥感技术

5.2.1.1 遥感技术的概念

遥感是指利用物体反射或辐射电磁波的固有特性，从远离地面的不同工作平台（如人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机、飞机、气球和高塔等），利用紫外线、可见光、红外线、微波等传感器，通过摄影、扫描等各种方式，接收并记录来自地球表层各类地物的电磁波信息，并对这些信息进行加工处理，从而识别地

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面物质的性质和状态的综合技术[9]。遥感系统由遥感平台、传感器以及信息接受、处理与分析应用等分系统组成。按照传感器搭载的平台，遥感可分为航天遥感、航空遥感和地面遥感。

5.2.1.2 我国遥感技术的发展状况

我国遥感技术经过40多年的发展，已形成了航空航天遥感对地观测体系，具备了航空航天遥感对地观测能力，基本实现了对我国及周边地区以及全球的大气、海洋和陆地系统观测和动态监测。与此同时，遥感图像数据处理、识别和应用等技术水平不断提高，自主研发能力不断增强。

我国风云气象卫星系列不仅显著提高了我国卫星气象监测能力，还为国家应急管理、减灾救灾体系建设、应对气候变化提供了有力的技术支撑，被世界气象组织纳入全球地球观测业务卫星序列，成为全球地球综合观测系统的重要组成部分[10]。

5.2.1.3 遥感技术在地质灾害监测中的作用

（1）利用遥感技术，有效开展自然灾害成因的研究

各种自然灾害发生前一般都会出现各种先兆，而且很多灾害的发生和发展都有一定的时空规律，这就为自然灾害的预报提供了可能性。遥感技术获取信息的范围大、综合性强，根据多时相、多波段、多分辩率遥感图像所提供的数据源，进行灾害的周期性、重复性、灾害间的相关性、致灾因素的演变和相互作用、灾害发展趋势、灾源的形成、灾害载体的运移规律、以及灾害前兆信息等开展研究和分析，有助于对不同的灾害做出准确程度不等的近期、中期、长期和临灾预报

[11]

。

(2)开展遥感灾害调查，推进自然灾害数据库建设

利用我国的资源卫星、气象卫星、环境和灾害卫星及其他卫星提供的多种遥感信息，通过地质灾害遥感解译，可以对目标区域内已经发生的地质灾害点和地质灾害隐患点进行系统全面的调查，查明各种地质灾害的分布、发生规模、形成原因、发育特点、发展趋势以及危害性和影响因素。在此基础上结合GIS技术开展地质灾害区划，划分地质灾害易发区域，评价易发程度，建立灾害要素数据库，

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构建灾害预测评估和灾后灾害快速评估运行系统。

(3)开展遥感灾情调查，为抗灾救灾应急决策提供快速信息支持 在2008年四川汶川大地震及2010年青海玉树大地震中，有关部门使用多种航天、航空遥感技术为抗震救灾指挥部及时提供了多种类型、不同分辨率的卫星和航空遥感数据分析信息，为抗震救灾指挥系统及时全面地了解灾情、快速部署救援行动提供了可靠的信息支持。地震、洪涝、台风等突发性自然灾害发生时，常规手段难以实现迅速、准确、动态的监测与预报，遥感技术不受地面条件限制，可以快速获取灾害发生后灾区的全面景观，根据灾害分类分级及影像模型，判读图像，快速确定灾情，为应急救援工作提供第一手资料，从而在最短的时间内实现对自然灾害的应急响应[12]。

(4)开展遥感灾情动态监测，提高次生灾害的预测预报能力

在2008年汶川大地震中，中国国土资源航空物探遥感中心通过航空遥感应急调查，及时掌握了北川等14个重灾县市道路、房屋损坏等灾情和崩塌、滑坡、泥石流及堰塞湖等次生灾害的情况，共解译出地震引发的崩塌、滑坡、泥石流7226个，堰塞湖147个，灾害毁路1423处；圈定有危险的村镇264个，潜在危险道路1732处，从而为有效防范次生灾害的发生、最大限度地降低灾害损失提供了有力的信息支持。

(5)开展遥感灾情调查评估，为灾后重建规划提供决策依据

利用遥感技术开展地震灾害损失调查评估，可以获得地质、土地、气象、水文、环境等基础资料，这是编制地震灾后恢复重建规划的依据。在2008年四川汶川大地震发生后，我国利用航天和航空遥感，及时开展汶川地震灾情评估工作，完成不同烈度人口影响评估，以及房屋倒损、道路损毁、人员伤亡等灾情及次生灾害评估、灾情综合评估、地震灾害范围评估、地震灾害经济损失评估等工作，为灾区重建规划提供了科学依据和决策咨询。 5.2.1.4遥感技术在洪涝灾害监测中的作用

（1）洪涝灾害背景数据库的建设和更新

洪涝灾害背景数据的建立是洪涝灾害预警预报、损失评估和救灾的基础。背景数据库的内容主要包括两个方面。一是自然数据，包括地形图、气象条件、大

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气环境、坡度、土壤、地表物质组成、河流网络和湖泊的分布及其特性；再是社会经济方面的数据，包括人口分布，产业布局、经济发展状况等。由于遥感图像是自然环境综合体的信息模型，通过对遥感数据的人工解译分析或者计算机自动分类，能够直接得到的主要是自然方面的数据。

（2）洪涝灾害承灾体的识别和信息提取

承灾体的提取以前主要依靠利用专题地图和现场调查。而专题地图数据往往不具有较好的现势性，现场调查的方法费时费工，加之在灾中也无法及时进行实地的现场调查。如果洪涝灾害背景数据库中的数据现势性好、内容齐备的情况下，从灾中的遥感数据中得到洪涝灾害的淹没范围以后，在GIS系统进行多个数据层的空间叠加操作（OVERLAY）即可进行承灾体的快速提取。例如在1998年全国洪水肆虐期间，中国科学院利用时间序列的遥感数据快速识别洪水及其动态信息，完成遥感监测图象、图形70余幅，灾情分析报告和简报50余份，并快速传递到国务院和有关部委，有力地支持了抗洪救灾工作[13]。 （3）洪涝灾害相关模型计算

遥感数据、往往是具有较高时间分辨率的遥感数据作为一个快速提取灾害信息和承灾体信息的数据源，结合洪涝灾害的背景数据库，利用洪涝灾害本身的专业模型[14]，例如洪涝灾害预报模型、洪水演进模型、危险度评价模型、洪水淹没范围计算模型、洪涝灾害淹没损失评价模型等等。在GIS系统中进行实时的计算，以期快速得到各种评价结果，为安排灾中救灾和灾后重建工作提供科学的决策支持。遥感数据在于获取信息的速度快，是这些模型计算的主要驱动数据之一；而GIS为模型计算中其它数据的快速获取提供了保证，GIS强大的空间分析方法也大大缩短了以往手工信息处理的时间，GIS丰富的数据表达能力有助于以直观形象的形式表达数据和预测结果。

遥感技术在洪涝灾害的灾前预警预报、灾中的灾情监测和损失评估和安排救灾、灾后减灾与重建中都具有很大的应用潜力。遥感尤其和GIS结合后将有助于解决洪涝灾害减灾的两个核心问题，即快速而准确地预报致灾事件，对灾害事件造成灾害的地点、范围和强度的快速评估。预报的改进取决于对灾害事件及其机制的更加确切的了解，而灾害的监测评价基于地球观测系统的完善，必须使信息的获取既迅速又准确。只有在上面两个方面进行不断地探索并取得有效的成果，

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才能更好地为防灾、救灾和减灾提供决策支持。目前，以遥感、GIS和全球定位系统（GPS）组合的3S对地观测系统发展迅速，正在形成全天候、全方位、多平台、多高度、多角度、多时相的立体综合系统[15］，而对于洪涝灾害本身的成灾机理、预测预警模型的研究相对滞后，在一定程度上影响了3S技术应用的潜力。

5.2.2 综合空间信息平台技术的预测与预警

综合空间信息平台技术系统在灾前对监测运感影像、地形、气象、水文等数据分析，根据区域灾害系统特征及历史灾情统计资料．结台监测区社会经济等数据，对来来可能发生的灾害及灾害链进行预报，对各种可能发生的结袋进行预警，分析、训算并筮布未米灾害风险等级，指导备灾工作高速开展。

以往的灾害风险分析大多基于概率统计模型．这种方法将分析限制在单空问点位上进行．不能体现自然灾害的空间对象特性。地理信息空间分析的数据对象是字问图层， 一方面对监测区域内的自然灾害风险等级进行了全面评价。另一方面在概率统计方法之外，能够实现更加灵活的“指标体系——灾害风险等级”评价模型，例如可利用多因子图层与自然灾害风险图层之间的相关关系，应用空同分析中的多图层叠置综合分析功能实现自然灾害风险等级计算模型。

5.2.3 地理信息系统技术（GIS）的预测与预警

我国煤炭生产是世界上自然灾害最严重的国家之一，瓦斯、矿压与顶板、煤尘、水火等自然灾害因素是影响煤矿安全生产的主要因素。识别与防治矿井自然灾害隐患是减少矿井自然灾害事故发生的根本途径，而新兴的空间数据库、GIS技术等为解决矿井瓦斯、水害防治问题提供了有效的技术手段与相应的理论支撑。实际应用GIS对自然灾害识别、预警预报主要有三类GIS模型，主要是基于GIS的单体评判预警模型、基于GIS的区域评判预警模型以及基于GIS的区域—单体联合评判预警模型。

5.2.3.1 基于GIS的单体评判预警模型

矿井自然灾害单体评判预警模型主要是针对自然灾害引发主导因素实现单

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一指标评判预警，主要实现流程如图5。

数据修改 基础数据以及监测数据 数据 处理 插值 滤波 累加生成 关联度分析 归一化 判据选择 模型改进 模型选择与计算 得出结果 空间数据库服务器 检验反馈处理 否 结果检验 满意否 是 预报结果发布 图5 基于GIS的单体评判预警模型

5.2.3.2 基于GIS的区域评判预警模型

在矿井自然灾害“地质-水文-瓦斯-气象”联合评判预警模型的实现流程中，主要利用GIS强大的空间数据处理能力，可以方便快速的进行数据处理、评价指标体系构建、因子分析、空间数据量化及单灾害因子成图；基于GIS构建专业模型库与方法库，利用模型将不同的灾害因子叠加分析形成危险性区划图；并利用GIS叠加气象、人类活动等诱发因素进行实时评判预警分析，最终基于采掘工程平面图的巷道布置实现矿井自然灾害隐患识别预警指导煤矿安全生产，同时可实现基于WebGIS发布评判预警分析结果。模型具体实现流程如图6。

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煤 矿 自 然 灾 害 区 域 危 险 性 评 价 表格数据 动态开采数据 键盘输入 直接转换 历史资料 实时监测数据 数字化转换、扫描 数据接口 分类进入 空间数据库区空间分析 线空间分析 点空间分析 缓冲区分析 最短路径 分析 空间单元格划分 因子与灾害相关性分析 评价要素专题图 模型运算 评价评模价型模型1 2 。。。。。。 模型 选取 不同模型危险性 区划结果对比 一 不一致 区划模型库 参数 调整 致 叠加诱发因素 灾害数据库 瓦斯判据 瓦斯资料 水文资料 气象资料 地质资料 预警分区 水文判据 危险性区划图 专家会诊 不 一 致 分片预警判断 耦合叠加 预警结果 预警结 果对比一 致 实际发灾情况 图6 基于GIS的区域评判预警模型

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5.2.3.3 基于GIS的区域—单体联合评判预警模型

基于GIS的区域预警模型和单体预警模型是相互关联的，它们各有侧重，又相互补充，两者的联合预警预报具有很大优势。其中基于GIS的区域评判预警模型能在宏观上给出矿井自然灾害危险度在整个区域的空间分布，并可指导单体预警预报工作的开展，例如典型灾害体选择、监测点布设等；而基于GIS的单体评判预警模型能对特定的灾害监测对象给出相对准确的预警预报，并可对区域预警预报进行验证；两者的联合应用将会极大的提高预警预报的效率和准确性，具体实现流程如图7。

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实际矿井灾害发生情况 不一致 有效性验证 区域模型反馈 不一致 单体模型反馈 区域单体预警结果发布 专家会诊 区域－单体联合评判预警 差异在允许范围内 差异超出允许范围 区域模型反馈 区域、单体 差异检验 差异超出允许范围 单体模型反馈 区域预警结果 专家会诊 区域模型计算 单体预警结果 因子参数选择 单体预警点选择 专家会诊 单体模型计算 因子参数选择 区域预警模型选择 单体预警模型选择 数据访问 煤矿空间数据库 图7 基于GIS的区域－单体联合评判预警模型

5.3 专业救援信息体系的设计与搭建

5.3.1 应急管理信息系统是提高应急管理能力的重要基础

它的建立和实施，为政府构建起全国的应急预警、处警的平台，为应急指挥

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系统的正确决策、通信畅通、数据完备、指挥到位提供技术保障。为了能够使灾害应急对应、灾后重建规划顺利进行，必须保证将有关灾害情报快速正确地收集、传达、处理和分析。灾害情报体系应既能将对灾区情报的收集和分析快速地传递到灾害应急指挥中心，便于灾害管理部门及时做出正确的判断和指挥，同时也应将灾害管理部门所获得的综合性情报快速有效地传达到灾民，便于灾区民众能采取正确的避难措施，以减少因情报不畅通使灾害的损失扩大。由于灾害发生时，通常的通信网络有可能遭受破坏而无法使用，必须建立政府专用的灾害情势网络系统，同时，为了正确把握灾情的变化，有效地共享灾害情报，有必要建立一个高效灵活的多功能情势活用体制，并努力开发诸如恶劣条件下的情势收集技术，如卫星情势收集系统、画像情报传输系统等高精度情势技术。

5.3.2 应急管理信息系统的建设

通过对现在资源(包括各单位单独建成的无线通讯系统、图像监控系统等资源)的有效整合，尽快建立起一个快速反应、信息共享的应急指挥平台。该平台要体现我国政府应急管理系统建设中“平战结合、平灾兼容”的精神，遵循资源整合、协同办公的设计思路，能够协助各级政府应对各类突发事件，实现信息资源、处理资源和通讯资源的实时调度，实现跨地区、跨部门、跨警区以及不同专业人员之间的统一指挥协调，快速反应、信息共享、应急联动、辅助领导决策分析等，使应急指挥过程更加科学化和可视化。如联邦应急管理信息系统综合了应急管理的预防、准备、响应、恢复四个阶段，覆盖了应急管理过程中的计划、协调、响应、培训和演习事务等，有效避免突发公共事件发生和将损失减小到最低限度。

5.3.3 灾害应急指挥系统

事实上，我国减灾管理的弊端是尚没有建立综合减灾指导下的分灾种管理，所以单一灾害发生条件下的综合减灾管理机制建设就显得十分必要。灾害应急指挥系统是指灾害发生后，根据救灾需要启动的用于救灾抢险指挥的中枢系统。当灾害发生时，如何组织救灾依赖于灾害情势，但是灾害情势收集后，需要进行分析，对各种综合情势进行判断，调动各相关部门进行共同制定救灾抢险方案，这

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就需要事先建立一个应急指挥系统。中国一些城市也开始建或正在筹建灾害应急指挥中心，并开发了相应的应急指挥技术系统，如首都圈地震应急指挥系统。毫无疑问，这些应急指挥系统将在防灾救灾指挥中发挥重要作用。当然，目前的应急指挥系统多分布于相应的行政系统，并非属于政府的综合性应急指挥系统。所以，如何发挥这些应急指挥中心的作用，使其成为政府的综合性救灾指挥系统是值得研究的课题。尤其作为应急指挥中的情报体系，更应该统一化和标准化，不管何种灾害发生时，各部门的灾害情报都能汇总到应急指挥中心，这样才能针对各种突如其来的灾害启动应急指挥系统，有效地进行救灾抢险的指挥和调度。无论是国家级还是省(市)级的自然灾害综合机构都要体现综合减灾管理思想，必须在充分发挥原有单一灾种系统作用的基础上完成。以国家综合减灾管理机制为例，为了适应“国际减轻自然灾害十年”活动的需要和今后长时间的深化减灾，促进社会经济的发展，必须在充分发挥各类灾害管理系统作用的基础上，组织由中央综合管理部门直接领导的，由各部门参加的，具有全国灾害管理职能的减灾系统。我国目前正在推进的“大部委制改革”思路，很适合改革现行自然灾害应对组织体制的要求。可考虑成立集中统一管理突发事件应对工作的具有大部委性质的 “应急管理委员会”，克服目前在自然灾害应对组织体制领域过于分散，制度化水平低的弊端。

5.3.4 专业化救援体系

灾害发生后，仅有救灾指挥系统还不能实施救灾抢险，需要通过专业化的救灾抢险队伍来进行灾害救助和各种抢险抢修。特别是一些特殊灾害或事故，如地震、化学物爆炸、核泄露等，都得依靠专业救援队进行救助和抢修。目前中国己经成立了由230名救援队员组成的地震灾害急救援队一中国国际救援队，并于2003年3月24新疆伽师一巴楚地震时，首次执行了救援任务。国在过去的救灾抢险中军队也起着重要作用。尤其是在地震和洪水灾害时，部队的及时救助和抢险，大大减轻了灾害造成的损失。当然，面对各种灾害和事故，仅有一支救援队远远不够满足全国范围内的各种灾害和事故的救援工作，应该建立更多的专业化救援队伍，特别是应该建立一个包括消防、民警在内的连接各地专业救灾抢险队伍的相互支援网络体系，这样，才能做到不管什么时候、什么地方发生灾害或事

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故，都能通过救援网络统一有效地调度和指挥救灾抢险。

第六章 结论

信息技术在自然灾害的灾前预警预报中具有很大的应用潜力，尤其是遥感技术、综合空间信息平台技术和地理信息系统技术（GIS）。信息技术预测的改进取决于对灾害事件及其机制的更加确切的了解，而灾害的监测评价基于地球观测系统的完善，必须使信息的获取既迅速又准确。只有对上面三项技术进行不断地探索，才能更好地为防灾、救灾和减灾提供决策支持。目前，以遥感和GIS组合的对地观测系统发展迅速，正在形成全天候、全方位、多平台、多高度、多角度、多时相的立体综合系统。只有对自然灾害进行不间断的研究，充分利用现代信息技术的优势，才能更加完美的为自然灾害预测做出贡献，才能保障人们的生命财产安全不受到自然灾害的影响。

但是由于本论文的研究内容有限，还没有更进一步的为自然灾害预测做出更全面的理论研究，因此自然灾害预测的研究还有很长的路要走。人的生命是脆弱的，笔者希望通过本论文来引导更多的人对自然灾害引起关注。

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结束语

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参考文献

[1] 金磊. 美国城市公共安全应急体系建设方法研究[J]. 城市管理与科

技,2006(6):273-276.

[2] 加布里埃尔·阿尔蒙德:《比较政治学:体系、过程和政策》，曹沛等译. 上海译文出版

社,1987年，第459页.

[3]王锡锌.http://www.nanfangdaily.com.cn/zm/20080207/xw/200802140003，asp.面对自

然灾害的国家与个体.

[4] 国务院召开应急工作会议温家宝强调努力提高应急体系建设和管理水平[J].

2005.7.22.

[5]范宏喜.地质灾害监测预警示范基地建设与展望[J]. 国土资源网，2009年8月5日. [6] 陈颙、陈运泰等.“十一五”期间中国重大地震灾害预测预警和防治对策[J].灾害学，

2005(1).

[7] Kanamofi H，Ann．Rev．Earth Planet．Sci.,2005,33:195. [8] 汪玉凯. 公共危机与管理[M]. 北京：中国人事出版社,2006:156. [9] 张更新. 现代小卫星及其应用[M]. 北京：人民邮电出版社，2008.

[10]摄影测量与遥感在气象领域的典型应用.http://isprs.sbsm.gov.cn/article. [11] 灾害的定义与概念.http://www.weather.org.cn/jzb/bmfw/zhjzdc.htm. [12] 徐明策. 浅谈遥感、航测在自然灾难中的研究应用[M]. 超图通讯，2008(12). [13] 魏成阶,王世新,阎守邕等. 1998年全国洪涝灾害遥感监测评估的主要成果——基于

网格的洪涝灾害遥感速报系统的应用[J]. 自然灾害学报,2000,9(2):16-25.

[14] 刘若梅,蒋景瞳. 地理信息系统在自然灾害研究中应用[A]. 见: 何建邦,田国良,王劲

峰主编. 重大自然灾害遥感监测与评估研究进展[C]. 北京:中国科学技术出版社,1993,28-34.

[15] 徐冠华,田国良,王超等. 遥感信息科学的进展和展望[J]. 地理学

报,1996,51(5):397-406.

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