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1、GIS支持下的地质灾害实时动态预测评估系统架构研究第18卷第4期2007年12月中国地质灾害与防治TheChineseJournalofGeologicalHazardandControlVo1.18No.4Dec.2oo7GIS支持下的地质灾害实时动态预测评估系统架构研究江鸿彬(湖北省地质灾害防治中心,湖北宜昌~3002)摘要:论文对基于GIS支持下的地质灾害预测评估系统的架构进行了研究.将数学方法与GIS技术相结合,以目前拥有的大量区域自然环境,地质环境,社会条件,地质灾害信息等基础资料为依托,利用GIS的叠加
2、分析,空间统计分析等模型进行区域地质灾害实时动态预测评估.并通过对灾害点所在区域的评估,获取灾点所在区的基础环境条件,结合灾点特征信息,对正在发生的地质灾害点进行评估,为防灾,救灾提供快速支持.关键词:地质灾害;动态预测;评估;架构;GIS文章编号:1003—8035(2oo7)o4.019—05中图分类号:P642.2文献标识码:A1引言由于地质灾害的发生具"突发性"和不确定性,因此对其进行预测预报和评估具有深远的社会意义和现实价值.人们对地质灾害的认识首先是从单个地质灾害点开始的,对其研究评估工作也从此入手.随
3、着人们对其认识的不断加深和其危害的逐渐增大,为了有效地防灾,救灾,区域性地质灾害预测评估工作被人们逐步重视起来.地质灾害预测评估技术的发展,经历了由点到面,由面回到点或小区域的过程.预测评估的方法也由局部单一的灾害发生后的被动统计,向综合的小区域的经验性,定性预测评估发展,以及目前的大区域,空间动态的主动半定量,定量预测评估.20世纪末,随着计算机技术在地质灾害领域的应用,使地质灾害的预测评估研究呈现多种方法综合应用,现代数理科学理论广泛应用,"3s"技术广泛应用的飞速发展局面,预测评估技术得到了前所未有的发展.任
4、何长期存在,普遍应用和不断发展的系统,首先必须要有一个科学,合理,开放的系统架构.地质灾害预测评估系统亦如此.本文将从地质灾害的基本过程,阶段和危害程度入手,研讨在GIS技术支持下地质灾害实时动态预测评估系统的构建.2预测评估方法j2.1国内外研究概述地质灾害预测评估经国内外地质专家30多年的潜心研究和探索,总体上其发展经历了3个阶段:①现象预报和经验统计学方法预报阶段:利用地质灾害的一些破坏现象和失稳的宏观前兆,对其进行推断.该阶段起于20世纪60～70年代,以1968年日本学者斋腾迪孝为代表,通过大量试验,构建
5、起了地质灾害时间与蠕变速率关系经验公式和模型.并利用该模型成功预测了日本高场山隧道滑坡;②位移和时间统计分析预报阶段:20世纪80年代后,许多学者大量引入数学方法和理论模型,用于拟合不同地质灾害发生发展的位移和时间曲线,根据所建的模型作外推预报;③综合预报模型及预报判据研究阶段:随着地质灾害研究的深入发展和计算机技术的广泛应用,地质灾害预报不仅是一个纯方法问题,要实现较准确的预报,必须将斜坡变形破坏机制分析与定量预测评估模型相结合,对与其密切相关的基本问题进行研究,运用系统综合,分析,模拟的方法,系统地进行识别,模
6、拟及预测预报.与此同时,地质灾害评估方法也得到了迅速发展,借助于数理统计,现代计算机技术等手段,产生了概率分析,模糊分析,神经网络分析,GIS空间分析等方法,预测评估由定性向半定量到定量发展,使评估由主观经验向客观发展.纵观目前国内外诸多预测收稿日期:2006.11—10;修回日期:2006—11.29基金项目:国土资源部《湖北省地质灾害信息管理与响应系统研究》科研项目(2004(协)第32号)作者简介:江鸿彬(1967一),男,高级工程师,从事地质灾害的调(勘)查,监测以及防治工程设计,监理,建设管理工作.20中
7、国地质灾害与防治ZHONGGUODIZHIZAIHAIYUFANGZHIXUEBAO20o7年评估模型和方法,主要分为4类:①宏观预测评估模型:充分依据地质灾害发展各阶段所表现出来的各种宏观现象,判断其发展阶段,预测其下一步发展趋势;②统计预测评估模型:运用现代数理统计的各种方法和理论模型,通过对现有地质灾害及其环境的宏观调查和统计分析,获得其发育分布的统计规律,根据所建模型的外推性进行预测评估;③非线性预测评估模型:其引用处理复杂问题比较有效的非线性科学理论,来预测评估地质灾害的发展;④确定性预测评估模型:把有关
8、地质灾害及其环境的各类参数用测定的量予以数值化,用严格的数学,物理模型推理方法,通过精确分析,得出明确的预测评估结论.2.2系统预测评估方法概述对于地质灾害这复杂体系的研究,采用任何单一的数学方法和单个数学模型是很难奏效的.解决此类问题,需要综合运用多种数学方法,建立起具有分析,模拟,仿真,预测,规划,决策,调控等各种功能并由众多模型组成的系统才能完成.然而
