基于GIS的滑坡地質(zhì)災(zāi)害研究

姜震 康志勇 衣昊鵬

滑坡災(zāi)害屬于地質(zhì)災(zāi)害的一個重要災(zāi)種。本文在GIS技術(shù)的支持下,探討了在GIS平臺下針對滑坡地質(zhì)的災(zāi)害危險性進(jìn)行全面分析的各種技術(shù)。文章結(jié)合實際探討解決問題的措施和方法,具有一定的現(xiàn)實指導(dǎo)意義。

1 地質(zhì)災(zāi)害的基本屬性

地質(zhì)災(zāi)害屬于自然災(zāi)害的一種,往往地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生往往給我們帶來的損失是巨大的。地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生與發(fā)展與地質(zhì)動力活動存在一定程度的相關(guān)性。換句話說,地質(zhì)災(zāi)害是在地質(zhì)動力活動的作用和條件下,地質(zhì)環(huán)境發(fā)生了一定程度的變化。而這種變化往往是負(fù)面的,是我們不愿意看到的。它會給人類生命財產(chǎn)帶來損毀、對人類賴以生存與發(fā)展的資源和環(huán)境產(chǎn)生破壞。

1.1 地質(zhì)災(zāi)害的必然性

地質(zhì)災(zāi)害的動力來自于地質(zhì)動力活動,而這種活動產(chǎn)生的原因是不均衡分布的地殼能量。地球在運動的過程中,一直伴隨著一系列的地質(zhì)災(zāi)害。二者之間相互依存,相互影響。在某種意義上來說,地質(zhì)災(zāi)害是與人類社會共存的自然現(xiàn)象,具有其必然性。

1.2 地質(zhì)災(zāi)害的隨機(jī)性和不規(guī)則的周期性

地質(zhì)災(zāi)害活動的時間、地點、強(qiáng)度等具有很大的不確定性,可以說地質(zhì)災(zāi)害活動是復(fù)雜的隨機(jī)事件。

1.3 地質(zhì)災(zāi)害突發(fā)性和漸變性

地質(zhì)災(zāi)害有突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害和漸變性地質(zhì)災(zāi)害兩大類。突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害往往來勢兇猛,歷時短,直接危害人類生命安全,同時造成重大經(jīng)濟(jì)損失;漸變性地質(zhì)災(zāi)害屬地質(zhì)環(huán)境惡化型,災(zāi)害的發(fā)生往往有一個長期的不斷累積過程,因此其主要是造成經(jīng)濟(jì)損失,但其危害范圍一般較大,且持久性強(qiáng)。

2 GIS技術(shù)引入滑坡災(zāi)害評價的優(yōu)勢

將GIS技術(shù)引入滑坡災(zāi)害評價過程,這種應(yīng)用的優(yōu)勢和效果較為明顯。主要表現(xiàn)在:GIS應(yīng)用到滑坡地質(zhì)災(zāi)害研究中,可以有效的發(fā)揮去強(qiáng)大的數(shù)據(jù)管理能力和數(shù)據(jù)分析能力。以這兩種能力為基礎(chǔ),進(jìn)行相關(guān)研究工作的開展,可以有效全面的提高滑坡地質(zhì)災(zāi)害研究精確度。同時,對于GIS來說,它本身的空間分析功能也與眾不同,因此可以更好的發(fā)揮它的這些特點,從而簡化和優(yōu)化我們對于滑坡災(zāi)害研究和分析的過程,尤其是在對滑坡地質(zhì)災(zāi)害危險性評價方便,GIS技術(shù)的優(yōu)勢顯露無遺。

運用GIS進(jìn)行相關(guān)的滑坡災(zāi)害評價原理,實際上是采用了工程地質(zhì)類比法,也就是當(dāng)某一地區(qū)的相關(guān)地形條件,滿足或者基本上達(dá)到了與發(fā)生過滑坡的地區(qū)相當(dāng)?shù)幕蛘哳愃频臈l件時。在這種狀態(tài)下,我們就可以將這類區(qū)域定義為滑坡的易發(fā)地區(qū)。

GIS技術(shù)在一定程度上還滿足了相關(guān)特殊的分析要求,我們可以運用其中的統(tǒng)計分析模型來進(jìn)行相關(guān)的計算和模擬。根據(jù)模型下的這些計算和模擬結(jié)果,我們可以方便的進(jìn)行相關(guān)的研究和分析。

3 滑坡地質(zhì)災(zāi)害危險性評價技術(shù)方法

雙變量統(tǒng)計分析中每一個參數(shù)因子單獨與滑坡分布圖進(jìn)行對比分析,參數(shù)因子對比滑坡破壞產(chǎn)生的作用可以被計算出來。有許多統(tǒng)計方法可以計算各參數(shù)因子對滑坡產(chǎn)生的貢獻(xiàn)率大小。Van Westen等人曾經(jīng)使用簡單的密度函數(shù)來決定各參數(shù)的權(quán)重。區(qū)域中總的滑坡點密度可以用來作為計算權(quán)重的標(biāo)準(zhǔn),這種權(quán)重可以通過與每種參數(shù)因子的總的密度對比而得到。由于評估中參數(shù)因子的選取是由執(zhí)行分析的專家完成,可以說雙變量統(tǒng)計分析法使專家主觀的專業(yè)知識和GIS客觀的以數(shù)理統(tǒng)計為基礎(chǔ)的分析能力得到完美的結(jié)合。

當(dāng)使用多變量統(tǒng)計方法時,所有在滑坡點處的因子都可以通過多元回歸方法與滑坡分布圖疊加分析、判別分析建立穩(wěn)定與不穩(wěn)定區(qū)域的相關(guān)關(guān)系。Carrara是最早使用GIS進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害危險性多變量統(tǒng)計分析的專家。在運用多變量統(tǒng)計分析時的主要分析時的主要問題是,當(dāng)評價網(wǎng)格劃分得很小時,會產(chǎn)生龐大的矩陣,有時甚至達(dá)到普通PC機(jī)無法處理的地步。當(dāng)增大評價網(wǎng)格時,網(wǎng)格單元會變得不均質(zhì),在這種情況下,確定該網(wǎng)格對應(yīng)的各影響因子參數(shù)類別或判斷該網(wǎng)格是否為滑坡點時就會更加困難,這樣會導(dǎo)致誤差的引入。

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