摘要：GIS对洪灾防治主要是基于风险评估原理，对于导致洪水发生的致灾因子、孕宰环境的稳定性以及承灾体的易损性的视角，选取降雨、河网密度以及径流量等数据指标对各个因子进行分析。
关键词：GIS洪水风险治理；系统开发
中图分类号：TP2 文献标识码：A 文章编号：

1007-3973(2010)010-113-02

1、洪水风险及风险治理的含义

洪水是指江河水量迅猛增加及水位急剧上涨的自然现象。洪水的形成往往受气候、下垫面等自然因素和人为因素的影响，在其发生、发展和演变过程中包含着必然性的一面，也包含着随机性的一面，人们很难精确地预知其发生的时间、地点和大小。所以，在水文学上通常采用洪水频率描述洪水本身风险的大小。除此之外，洪水风险的大小还与人们抵御洪水的能力以及承受洪水的区域内的资产水平有关。假如洪水发生在没有人烟的地区，也就无所谓洪水灾难。所以，只有当洪水威胁到人类的安全和影响到人类的社会经济活动并造成损失时，才称之为洪水灾难。
长期以来，为了防御洪水，人们修建了大量的堤防、大坝等防洪工程，具有了防御洪水灾难的一定能力。然而，在人类修建大量防洪工程大规模改造自然的过程中，人们逐步意识到人与自然的矛盾在逐步加深。通过大规模的水利工程建设，人们普遍地增加了安全感，在河岸两侧开始大规模地建设，城市不断扩大，人口不断集中。然而，当下一次洪水泛滥发生时，人们发现洪水所造成的损失比以前有增无减，于是人们又要求提高江河的防洪标准。如此下去，便形成了防洪工程投入不断加大，而洪灾损失也不断增长的局面。而且人类发现了生存环境日益恶化，河流生态系统被破坏等诸多问题。在反思这些问题时，人类意识到洪水是一种自然现象，以现有技术企图控制和消除洪水灾难是不可能的，熟悉到洪水的风险是不可消除的而只能在一定程度上减轻或回避。因此，从发展的观点来看，人们在与洪水斗争的过程中，既要适当控制洪水改造自然，又要适应洪水与自然共存，将洪水灾难损失降低到不影响人类的可持续发展进程，以最低的成本实现最大安全保障这样一个防洪减灾的总体目标。洪水灾难风险治理的概念便是在这样的基础上提出的。
洪水灾难的严重性和频发性决定了洪水灾难风险治理的复杂性。洪水灾难风险治理可以说是一个系统工程，是指人们对可能碰到的洪水风险进行识别、估计和评价，并在此基础上综合利用法律、行政、经济、技术、教育与工程手段，合理调整人与自然之间的关系，实现人类的最大安全保障和可持续发展的双重目标。从发展的观点来看，洪水灾难风险治理是指人们在与洪水斗争的过程中，既要适当控制洪水改造自然，又要适应洪水与自然共存，利用各种工程措施和非工程措施，将洪水灾难损失降低到不影响人类的可持续发展进程，以最低的成本实现最大安全保障这样一个防洪减灾的总体目标。

2、GIS与组件式GIS

地理信息系统根据其内容可分为两大基本类型：一是应用型地理信息系统，是以某一专业、领域或工作为主要内容，包括专题地理信息系统和区域综合地理信息系统；二是工具型地理信息系统，也就是GIS工具软件包，如ARCIINFO等，具有空间数据输入、存储、处理、分析和输出等GIS基本功能。应用型GIS主要有三种开发方式：
2.1 独立开发
指不依靠于任何GIS工具软件，从空间数据的采集、编辑到数据的处理分析及结果输出，所有的算法都由开发者独立设计，然后选用某种程序设计语言，如Visual c、Delphi等，在一定的操作系统平台上编程实现。这种方式的好处在于无须依靠任何商业GIS工具软件，独立性强，但是，能力、时间、财力方面的限制使其开发出来的产品很难在功能上与商业化GIS工具软件相比，而且在购买GIS工具软件上省下的钱可能还抵不上开发者在开发过程中绞尽脑汁所花的代价。
2.2 单纯二次开发
指完全借助于GIS工具软件提供的开发语言进行应用系统开发。GIS工具软件大多提供了可供用户进行二次开发的宏语言，如ESRI的ArcView提供了Avenue语言，Maplnfo公司研制的MapInfo Professional提供MapBasic语言等等。用户可以利用这些宏语言，以

原GIS工具软件为开发平台，开发出自己的针对不同应用对象的应用程序。这种方式省时省心，但进行二次开发的宏语言，作为编程语言只能算是二流的，功能极弱，用它们来开发应用程序往往不尽如人意。
2.3 集成二次开发
集成二次开发是指利用专业的GIS工具软件，如Arc-View、Maplnfo等，实现GIS的基本功能，以通用软件开发工具尤其是可视化开发工具，如Delphi、Visual c、Visual Basic、PowerBuilder等为开发平台，进行二者的集成开发。
由于独立开发难度太大，单纯二次开发受GIS工具提供的编程语言的限制差强人意，因此结合GIS工具软件与当今可视化开发语言的集成二次开发方式就成为GIS应用开发的主流。它的优点是既可以充分利用GIS工具软件对空间数据库的治理、分析功能，又可以利用其他可视化开发语言具有的高效、方便等编程优点，集二者之所长，不仅能大大提高应用系统的开发效率，而且使用可视化软件开发工具开发出来的应用程序具有更好的外观效果，更强大的数据库功能，而且可靠性好、易于移植、便于维护。尤其是使用OCX技术利用GIS功能组件进行集成开发，更能表现出这些优势。
组件式GIS的基本思想是把GIS的各大功能模块划分为几个控件，每个控件完成不同的功能。各个GIS控件之间，以及GIS控件与其他非GIS控件之间，可以方便地通过可视化的软件开发工具集成起来，形成最终的GIS应用。控件如同一堆各式各样的积木，他们分别实现不同的功能(包括GIS和非GIS功能)，根据需要把实现各种功能的”积木”搭建起来，就构成应用系统。把GIS的功能适当抽象，以组件形式供开发者使用，将会带来许多传统GIS工具无法比拟的优点。3 GIS技术在黄河下游山东段堤防溃决洪灾风险治理系统开发中的应用
历史上，黄河山东段曾多次泛滥，近年来河道淤积日益严重，而黄河大堤多年未曾加高，两岸的安全标准日益降低。黄河下游两岸为我国经济发达地区，人口财产密集，铁路、公路纵横，堤防一旦溃决，后果将十分严重。
黄河下游山东段堤防溃决洪灾风险治理系统是一个以GIS为核心技术，以数据库为基础，包含基础信息治理、堤防溃决洪水风险计算、堤防溃决洪水风险图、堤防溃决洪水风险查询、堤防溃决洪水灾难损失评估、区域防洪减灾对策等模块的，为防洪减灾辅助决策和洪灾风险治理服务的计算机系统。其应用主要体现在：
3.1 洪水风险计算
洪水风险计算模型采用无结构不规则网格的二维非恒定流水动力学模型，在设计网格时，利用地图工作空间添加、编辑网 格，既可以考虑地形地物以及阻水建筑物的影响，又可以充分利用GIS的制图与图形检查纠错功能，提高工作效率。网格图略。
3.2 洪水风险图制作
洪水风险图是了解区域内遭受洪水灾难的危险性大小的一种直观科学的地图。它是依据流速、沉没水深和沉没历时等参数，将滩地、分蓄洪区或受洪水影响范围划分为危险区、重灾区、轻灾区、安全区等区域。依据不同的用途，洪水风险图可以划分为基本风险图、专题风险图和综合风险图。基本风险图是将洪水基本要素(如沉没范围、水深、历时、流速等)在行政区划图上表示。专题风险图是依据不同的风险决策者制作的不同用途的风险图，如保险公司用的保险专用风险图：防洪决策者使用的专门风险图；军事部门针对重点保护对象的洪水风险图：防洪避难使用的风险图等。综合风险图是服务于防洪决策各项工作的一套风险图。一般是利用GIS技术制作，包含洪水基本要素、灾难损失信息、防洪工程信息等的一套风险图。
该子系统是为了将堤防溃决洪水风险计算中选取的10个方案的结果制作成一套风险图，主要包括基本行政区划图、溃堤位置、最大沉没范围图、最大沉没水深图、沉没历时图等。风险图的制作首先是利用自己开发的专用转换模型将数学模型中的网格文件转换成Maplnfo Professional可以接受的交换格式MIF和MID，然后再利用Maplnfo Professional软件，根据数学模型的计算结果(受淹范围、沉没水深、沉没历时、沉没流速等)，采用制作专题图层的方法制作的。
3.3 洪水风险信息查询
该系统包含三种方式查询堤防溃决洪水风险计算的结果。
(1)通过输入经纬度查询关心点的基本信息和洪水风险信息；
(2)通过选择县区，查询所选县区的基本信息和洪水沉没信息：
(3)通过选择洪水

计算模型中的网格号，查询所选网格的基本信息和洪水风险信息。
按经纬度查询时，系统首先从用户输入界面中获取经度值和纬度值，然后根据这两个数值在“网格”图层中判定该点属于哪个网格，判别方法是只要该点包含于网格的边界内就认为该点属于该网格，并建立动态图层闪烁显示该点的位置；最后，再根据“网格号”这一关联字段在“网格洪水风险计算结果信息”数据库中匹配，找到相关的基本信息和洪水风险信息。
按县区查询时，系统首先从用户输入界面中获取所要查询的县区名称，然后根据县区名称在“县区”图层中查询该县区的位置，并建立动态图层闪烁显示该县区。最后，再根据“县区名称”这一关联字段在“县区洪水风险计算结果信息”数据库中匹配，找到相关的基本信息和洪水风险信息。
按网格查询时，系统首先从用户输入界面中获取所要查询的网格编号，然后在“网格”图层中查询该网格位置，并建立动态图层闪烁显示该网格的位置；最后，再根据“网格号”这一关联字段在“网格洪水风险计算结果信息”数据库中匹配，找到相关的基本信息和洪水风险信息。
3.4 洪灾经济损失计算与查询
洪灾经济损失计算是根据沿黄区域的社会经济特征及社会经济调查资料的完备性对其财产进行分类，利用GIS工具，将二维非恒定流水动力学模型的不规则网格与电子地图配准，使不规则网格具有空间地理位置。根据行政区域与网格空间地理位置的关系，找到每一个网格所属的行政区域，并根据不同洪水溃堤计算方案下的网格的水力学特征数据(水深、流速、历时、洪水到达时间)，生成不同计算方案下的行政区域内的沉没范围、沉没水深分布、沉没历时分布和流速分布等。根据每一方案下不同沉没区域，计算每个受淹网格的面积与实际面积的比例，将行政区域内的各类资产按此比例分割到每个网格上。调查受影响区域内典型区域以往的灾难损失情况，估算样本分类财产的损失率，或根据经验确定分类财产的洪灾损失率。根据每个网格的沉没水深和沉没历时，与洪灾损失率数据库的记录中的沉没水深范围和沉没历时范围进行比较，求算出各个网格的分类资产在沉没条件下的损失值及损失率，逐步向上叠加，求出各个区内某类财产的总直接经济损失及平均损失率，再通过所有受淹县区的分类财产的损失合计求取全部受淹区域内所有财产的总的直接经济损失，再按经验系数法估算间接损失，洪灾间接经济损失与直接经济损失之和即为洪灾的总损失。

4、结 语

洪水风险治理是个较新的概念，本文只是提出了粗略的看法，还需要在今后的研究中逐步深入。组件式GIS与专业应用系统结合，是应用型GIS未来发展的方向。GIS在洪灾风险治理系统各个环节中的应用必将越来越广泛。

参考文献：
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[2]王朝利，孙剑峰，傅清祥，GIS应用系统实现中的几个技术问题[J]，福州大学学报(自然科学版)，2000,(02)
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