試論“3S”技術整合在地質(zhì)災害調(diào)查評價中的應用

高建營

摘 要：結合三峽庫區(qū)地質(zhì)災害情況，探討了“3S”技術整合在地質(zhì)災害調(diào)查評價中的應用策略，主要包括進行數(shù)據(jù)前期處理、基本地質(zhì)條件解譯、綜合評價庫岸穩(wěn)定條件、建立庫區(qū)三維動態(tài)地質(zhì)信息數(shù)據(jù)庫等內(nèi)容。實際應用表明，“3S”技術整合可以節(jié)約地質(zhì)工作成本、提高地質(zhì)工作精度、準確把握不良地質(zhì)發(fā)展趨勢、預防并減少地質(zhì)災害帶來的損失，因而在實際工作中值得推廣和應用。

關鍵詞：“3S”技術整合 地質(zhì)災害 調(diào)查評價 地質(zhì)條件解譯 庫岸穩(wěn)定條件

中圖分類號：P694 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）02（b）-0059-03

三峽庫區(qū)的地質(zhì)條件復雜，災害頻發(fā)，水庫蓄水之后加劇了地質(zhì)災害發(fā)生的頻次。因此，為全面掌握三峽庫區(qū)地質(zhì)情況，采取有效的技術措施，對庫區(qū)地質(zhì)災害進行調(diào)查和評價是必要的。“3S”技術整合是重要的技術措施，在庫區(qū)地質(zhì)災害評價中有著較為廣泛的應用。下面將結合三峽庫區(qū)地質(zhì)災害基本情況，就“3S”技術整合的應用策略進行介紹和分析。

1 “3S”技術整合在地質(zhì)災害調(diào)查評價中的應用策略

“3S”技術整合包括遙感地質(zhì)解譯（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、空間定位（GPS）三種技術，通過這三種技術的應用，再結合神經(jīng)網(wǎng)絡分析法，可對庫岸的穩(wěn)定性條件進行全面分析。如圖1所示，主要操作步驟為：利用地理信息系統(tǒng)軟件，對收集到的數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)和衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)進行預處理和圖像增強，結合庫區(qū)解譯標志和基礎資料，采用人機交互解譯方式對庫區(qū)基本地質(zhì)條件進行解譯，然后對影響三峽庫區(qū)庫岸穩(wěn)定性的因素進行量化并綜合評價，并將結果作為分析和評價庫岸穩(wěn)定分段的依據(jù)[1]。最后通過收集和整理這些資料，構建動態(tài)的水庫庫岸穩(wěn)定綜合分析數(shù)據(jù)庫，為庫區(qū)穩(wěn)定性評價工作的有效開展提供指導。具體來說，“3S”技術整合的應用策略包括以下幾點。

1.1 進行數(shù)據(jù)前期處理

確定三峽庫區(qū)地理范圍后，收集1∶5萬的地形圖和相關數(shù)據(jù)，利用地形圖生成數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)，校正和檢驗之后，得出三峽庫區(qū)的數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)主要用于地形分析工作[2]。收集三峽庫區(qū)影像數(shù)據(jù)，校正后與三峽庫區(qū)影像數(shù)據(jù)進行鑲嵌處理，作為直接解譯對象，將三峽水電站壩址區(qū)及附近地段的工程地質(zhì)測繪成果作為解譯標志。收集1∶20萬中國地質(zhì)圖、1∶50萬湖北省和重慶市地質(zhì)圖作為三峽庫區(qū)地質(zhì)研究背景資料。在搜集這些地形圖的基礎上，利用地形數(shù)據(jù)和影像數(shù)據(jù)生成三維地質(zhì)分析模型，對解譯對象進行遙感地質(zhì)圖像增強處理。然后根據(jù)三維地質(zhì)分析模型、壩址布局、地名、水系、增強處理影像等資料，生成三維地質(zhì)基礎信息數(shù)據(jù)庫，為準確和詳細進行分析，全面掌握三峽庫區(qū)地質(zhì)情況做好準備。

1.2 基本地質(zhì)條件解譯

結合已有解譯標志，利用三維地質(zhì)分析模型，綜合采用地理相關分析法、區(qū)域區(qū)劃法、交叉分析法等[3]，對庫區(qū)基本地質(zhì)條件進行解譯，主要包括以下幾個方面的內(nèi)容。

地形地貌：基于數(shù)字高程模擬數(shù)據(jù)，提取溝谷網(wǎng)格，分析坡度及坡向，對山地、河流、巖溶地貌進行解譯。

地質(zhì)構造：根據(jù)地層、構造、水系、地貌、色調(diào)、植被、地震活動等信息，判斷它們的分布情況、力學性質(zhì)及活動性。

地層巖性：根據(jù)解譯標志并結合水系分析法、光譜分析法判斷地層巖性，同時區(qū)分可溶巖和非可溶巖地層分布。

水文地質(zhì)條件：根據(jù)數(shù)字高程模型分析地表水文，同時結合地層巖性分布初步判斷地下水賦存形式。

在此基礎上，還要對庫區(qū)不良地質(zhì)現(xiàn)象進行地形分析、影像分析、三維場景分析、剖面分析等，從而順利完成庫區(qū)地質(zhì)條件解譯工作。

1.3 綜合評價庫岸穩(wěn)定條件

利用神經(jīng)網(wǎng)絡分析法劃分地質(zhì)災害危險程度，主要影響因子包括地形、巖性、構造、人類活動、地質(zhì)災害。通過對庫區(qū)地形地質(zhì)情況進行全面分析和調(diào)查，考慮不同影響因子對地質(zhì)災害潛在影響的大小，然后確定地質(zhì)災害影響綜合值，并根據(jù)綜合值大小，對地質(zhì)災害的危險性分區(qū)分級。

地形因子包括平坦區(qū)、緩坡區(qū)、斜坡區(qū)、陡坡區(qū)、急陡坡區(qū)、危險區(qū)，數(shù)值（1～9）越大，地質(zhì)災害越有可能發(fā)生。

巖性因子包括巖性的組成地層、巖體完整性、風化程度等，根據(jù)巖性不同分別賦值（1～9），分值越大，危險性越大。

構造影響帶的重分類系數(shù)為9，影響帶外為1。

人類活動影響因子分為河灘、植被、水體、陰影、基巖露頭、人類活動較強區(qū)域等6類，分別賦予不同的重分類值（1～9）。

地質(zhì)災害分布區(qū)重分類值為9，其他區(qū)域分值為1。

在確定權重的基礎上，然后利用神經(jīng)網(wǎng)絡分析法進行分析和評價，得出庫區(qū)地質(zhì)災害危險性分區(qū)，具體劃分為地質(zhì)災害危險性大區(qū)、地質(zhì)災害危險性中等區(qū)、地質(zhì)災害危險性小區(qū)。

1.4 建立庫區(qū)三維動態(tài)地質(zhì)信息數(shù)據(jù)庫

在上述三項工作的基礎之上，結合三峽庫區(qū)地質(zhì)情況和研究分析工作需要，建立庫區(qū)三維動態(tài)地質(zhì)信息數(shù)據(jù)庫。在數(shù)據(jù)庫的支持下，為全面和準確地進行分析，要為不良地質(zhì)體建立屬性表，為開展現(xiàn)場庫岸穩(wěn)定性調(diào)查，全面掌握庫岸穩(wěn)定性的基本情況準備資料、創(chuàng)造條件[4]。調(diào)查工作完成，獲取相關數(shù)據(jù)資料之后，輸入調(diào)查結果進行動態(tài)更新，增加解譯標志數(shù)量。同時，采用這種方式進行處理之后，還有利于確保解譯標志的質(zhì)量，對提高地質(zhì)災害評估分析效果也具有積極作用。一項解譯工作完成之后，接下來進入下一個解譯循環(huán)，遵循工作步驟，進行數(shù)據(jù)庫解釋和分析。同時也有利于確保數(shù)據(jù)庫信息的真實有效，提高數(shù)據(jù)庫資料的真實度和精確度。

2 “3S”技術整合在地質(zhì)災害調(diào)查評價中的應用效果

三峽庫區(qū)地質(zhì)災害調(diào)查評價中，通過“3S”技術整合的應用，不僅推動了技術創(chuàng)新發(fā)展，還有效適應和滿足地質(zhì)災害調(diào)查評價具體工作的需要，其應用效果表現(xiàn)在以下幾個方面。

2.1 節(jié)約地質(zhì)工作成本

“3S”技術推動地質(zhì)災害評價方式轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的“地形圖+地面調(diào)查”的繁瑣工作方式，減少現(xiàn)場工作量，便利工作人員有效開展各項活動。也能減少地質(zhì)災害調(diào)查評價活動受到不必要干擾，有利于節(jié)約庫區(qū)地質(zhì)災害調(diào)查評價工作成本。

2.2 提高地質(zhì)工作精度

通過解譯手段的應用，能對地質(zhì)信息進行宏觀把握，是對傳統(tǒng)地質(zhì)災害調(diào)查評價方式的改進，對提高地質(zhì)工作精度具有積極作用。

2.3 準確把握不良地質(zhì)發(fā)展趨勢

三維動態(tài)地質(zhì)信息數(shù)據(jù)庫的建立，方便現(xiàn)場調(diào)查，讓現(xiàn)場調(diào)查變得更有目的性和針對性。同時還可以提高數(shù)據(jù)庫的精度和廣度，有效滿足實際工作需要，讓地質(zhì)災害調(diào)查評價成果更加清晰，內(nèi)容更為直觀和豐富[5]。進而準確把握不良地質(zhì)災害發(fā)展趨勢，有利于提前采取措施預防并減少地質(zhì)災害帶來的損失。

3 “3S”技術整合在地質(zhì)災害調(diào)查評價中的應用不足及完善

雖然“3S”技術整合在具體應用中產(chǎn)生了重要作用，但目前仍然存在不完善的地方，需要采取改進和完善措施。

3.1 存在的不足

“3S”技術在具體應用中雖然發(fā)揮了重要作用，但仍然存在一些缺陷。例如：基礎資料不夠豐富、數(shù)據(jù)預處理精度不夠、方法不合理、一些解譯人員經(jīng)驗不足等。

3.2 完善的對策

在庫區(qū)地質(zhì)災害調(diào)查和評價中，應該獲取豐富的基礎資料，確保資料健全完善。對獲取的數(shù)據(jù)也要做好分析研究工作，認真記錄和處理，并確保數(shù)據(jù)預處理的精度。加強解譯人員綜合技能培訓，提高他們的綜合素質(zhì)，注重學習，善于總結經(jīng)驗，提高解譯的可靠性，進而更為全面地評價地質(zhì)災害情況，推動“3S”技術有效發(fā)揮作用。

4 結語

總之，庫區(qū)地質(zhì)災害調(diào)查評價中，應用“3S”技術整合具有重要作用。該文結合三峽庫區(qū)地質(zhì)災害情況，探討了“3S”技術整合的有效利用，并分析了應用效果，可為實際工作的更好開展提供啟示與借鑒。此外，為促進“3S”技術整合得到更為有效的利用，提升應用效果，還應該明確存在的不足，加強研究工作，并在實踐中善于總結經(jīng)驗，進而推動技術不斷地創(chuàng)新發(fā)展，讓理論和實踐緊密結合起來，促進“3S”技術整合在地質(zhì)災害調(diào)查評價中更為有效地發(fā)揮作用。

參考文獻

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[3] 付小林，黃學斌.“3S”技術整合在地質(zhì)災害調(diào)查評價中的應用[J].地質(zhì)力學學報，2004（1）：81-87.

[4] 袁相權.基于“3S”技術的庫區(qū)地質(zhì)災害調(diào)查[J].小水電，2013（4）：22-26.

[5] 劉文郁.基于“3S”技術的礦區(qū)地質(zhì)災害危險性現(xiàn)狀評估[J].煤炭科學技術，2016（Z1）：176-179.