我國各個地區(qū)地質(zhì)環(huán)境不一樣，很多工程師也都針對每個地區(qū)的地質(zhì)情況進(jìn)行過一些勘察和測量。本文是一篇云南省論文范文，主要論述了基于GIS的地質(zhì)災(zāi)害危險性區(qū)劃方法的細(xì)節(jié)問題研究。
　　【摘 要】地質(zhì)災(zāi)害危險性區(qū)劃依賴于多目標(biāo)決策的模糊綜合評判(fuzzy comprehensive judgement)，即通過設(shè)立地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、人類工程活動和地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育程度等評價因子建立決策評價集(decision evaluation set)和因子權(quán)重集(factor weight set)，再根據(jù)評價矩陣計算地質(zhì)災(zāi)害活動程度。但是，在建立評價矩陣時，由于決策者很難掌握客觀的標(biāo)準(zhǔn)，加之各評價因子自身存在的問題，導(dǎo)致最終處理結(jié)果往往與實(shí)際情況存在較大偏差。

　　【關(guān)鍵詞】GIS,地質(zhì)災(zāi)害危險性區(qū)劃,歸一化,柵格分析

　　本文就多年來寧夏地質(zhì)環(huán)境調(diào)查成果、第二次全國土地調(diào)查工作成果及寧夏地質(zhì)災(zāi)害綜合研究項(xiàng)目，結(jié)合實(shí)際工作情況，從數(shù)據(jù)、流程、技術(shù)限制等方面闡述了該方法的關(guān)鍵性細(xì)節(jié)問題。

　　隨著地理信息技術(shù)的迅速發(fā)展，地理信息系統(tǒng)(GIS)被廣泛應(yīng)用于評價和預(yù)測地質(zhì)災(zāi)害，尤其是崩塌、滑坡、泥石流災(zāi)害的活動頻度。地質(zhì)災(zāi)害危險性區(qū)劃依賴于多目標(biāo)決策的模糊綜合評判，即通過設(shè)立地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、人類工程活動和地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育程度等評價因子建立決策評價集和因子權(quán)重集，再根據(jù)評價矩陣計算地質(zhì)災(zāi)害活動程度。作為一種能將主觀思想利用數(shù)學(xué)形式表現(xiàn)的科學(xué)手段，層次分析下的模糊綜合評判避免了傳統(tǒng)的主觀決策中由于調(diào)查對象的專業(yè)背景和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不同得出大相徑庭的結(jié)果，使整體更加系統(tǒng)化。但是，此方法在歸一化區(qū)間、閾值限定等方面仍存在一定主觀偏差性，數(shù)據(jù)質(zhì)量要求較高，不滿足個別條件將使最終處理結(jié)果與實(shí)際情況存在較大偏差。經(jīng)試驗(yàn)及研究，認(rèn)為關(guān)鍵性問題如下：

　　1 評價因子的準(zhǔn)確性

　　1.1 柵格精確度

　　模糊綜合評判依賴于層次分析法，即構(gòu)建多目標(biāo)柵格圖層。決定柵格運(yùn)算質(zhì)量的是單位面積的精確度，即最小像元(pixel)分辨率。精確度不足將對后續(xù)計算、系統(tǒng)分析能力和最終結(jié)果產(chǎn)生直接影響。以DEM為例，1：5萬比例尺DEM空間分辨率為25m，而小型滑坡體平面面積一般不大于25×25�O，即1柵格，因此在柵格的疊加運(yùn)算中很難直接識別其災(zāi)害發(fā)生點(diǎn)，僅能根據(jù)周邊災(zāi)害發(fā)育條件加以推斷。而例如降雨、地震動參數(shù)區(qū)劃、巖土體類型等柵格圖層一般由小比例尺矢量線段轉(zhuǎn)換而來，單值范圍大，精度差，在疊加運(yùn)算中勢必會在某區(qū)域造成巨大的系統(tǒng)誤差(圖1)。

　　1.2 收集數(shù)據(jù)的時效性。

　　考慮到實(shí)際條件及收集難度，各因子數(shù)據(jù)一般以已有成果的形式收集，其時效性是否適應(yīng)最近情況則需要技術(shù)人員慎重考量。以寧夏某山為例，該區(qū)DEM數(shù)據(jù)約5年前測量獲得，提取坡度區(qū)間在49°―73°不等，該山經(jīng)過大規(guī)模露天開采，地形地貌已發(fā)生較大變化，現(xiàn)部分山體坡度僅5°―25°不等。原有匯水面的消失、匯流積量的變化將對河網(wǎng)(山脊線)及分析單元劃分產(chǎn)生直接影響(圖2)，而采礦產(chǎn)生的渣堆及采坑又成為新致災(zāi)鏈的重要一環(huán)。

　　數(shù)據(jù)時效性的降低需盡早補(bǔ)正，否則影響后續(xù)所有計算過程。就層次分析的角度而言，該例修正誤差的手段可補(bǔ)測DEM，或重新計算該區(qū)人類活動因子的隸屬度。然而前者人力消耗大，制圖周期長;后者則因?yàn)椴傻V工程的復(fù)雜影響而難以評價權(quán)重，需要收集大量數(shù)據(jù)進(jìn)行計算。此兩類方法從生產(chǎn)和技術(shù)角度的都難以在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)。

　　2 技術(shù)方法

　　2.1 歸一化(normalization)處理

　　評價因子各區(qū)間段對災(zāi)害的敏感性不同，為便于計算分析，技術(shù)人員常根據(jù)已有災(zāi)害的因子數(shù) 據(jù)為依據(jù)進(jìn)行的統(tǒng)計分析并做出模糊處理，而此類方法帶來的弊端性也很明顯。以寧夏某縣地質(zhì)災(zāi)害因子歸一化為例，將坡度、坡高、坡型作為基于DEM提取的三項(xiàng)因子，分別設(shè)以坡度10-35°，坡高0-80m，及曲率0-1進(jìn)行線性歸一化。此結(jié)果雖限定了災(zāi)害發(fā)育對應(yīng)的有效變化范圍，卻無法在線性歸一化過程中考慮實(shí)際災(zāi)害發(fā)育的密度區(qū)間將有效值合理分配。如在坡度10-35°的區(qū)間內(nèi)，25°與30°坡度上發(fā)育的地質(zhì)災(zāi)害卻并非0.6與0.8的大小關(guān)系(見表1)。同理，坡高約25m的崩塌在寧夏境內(nèi)極為常見，卻僅得到0.3125的模糊邏輯值。線性歸一化在多項(xiàng)因子的累積作用下，勢必導(dǎo)致原始數(shù)據(jù)的客觀性丟失。

　　2.2 重采樣

　　重采樣是評價因子整理的基礎(chǔ)，容易被絕大多數(shù)GIS工作者忽略的一點(diǎn)是，在不同柵格層的重采樣處理中，為保持離散數(shù)據(jù)為整型，一般多采用nearest(最鄰近法)進(jìn)行處理，將輸入柵格上最近的單元中心位置的值分配給輸出柵格上的單元。此方法將在相關(guān)性重疊(cohesion overlay)的處理上帶來較大誤差(圖3)，在河網(wǎng)劃分、災(zāi)害單元劃分等過程中體現(xiàn)的尤為明顯。

　　3 主觀因子與其它因子之間的矛盾性

　　不同的評價因子，尤其是主觀性較強(qiáng)的評價因子將與其他因子存在矛盾性。以地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育程度為例，該因子多以“地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育點(diǎn)、面密度”的形式表示，數(shù)據(jù)以一定比例尺下地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查成果作為參考。根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害核查成果的分布顯示，實(shí)際調(diào)查工作中受地形、障礙物等條件的影響很大，如原始森林及山區(qū)(圖4左)。如此將導(dǎo)致現(xiàn)象點(diǎn)分布不均，無法做為系統(tǒng)參考。此外，由于不同調(diào)查人員的認(rèn)識差異，對災(zāi)害點(diǎn)的定義和描述也有較大偏差，部分地區(qū)小型溝岸崩塌點(diǎn)定義過密也將對系統(tǒng)運(yùn)算產(chǎn)生一定的誤導(dǎo)性(圖4右)。

　　4 結(jié)語

　　本文從實(shí)際工作的角度出發(fā)，闡述了在利用GIS平臺進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害危險性區(qū)劃中的幾個關(guān)鍵技術(shù)問題。在此類處理中，最好嚴(yán)格把握數(shù)據(jù)質(zhì)量，仔細(xì)處理各個因子，并堅持科學(xué)、合理的統(tǒng)計方法。處理過程中應(yīng)注意方法，選擇正確的歸一化形式，綜合考量各類因子，才能得出較客觀的結(jié)果。相較此類方法，傳統(tǒng)的決策分析法往往能在成因復(fù)雜的區(qū)域得到比數(shù)學(xué)方法更加接近災(zāi)害情況的結(jié)果，在實(shí)際工作中應(yīng)予結(jié)合應(yīng)用。

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　　地質(zhì)工程師論文發(fā)表期刊推薦《工程地質(zhì)學(xué)報》(雙月刊)是我國工程地質(zhì)學(xué)科綜合性的高級學(xué)術(shù)期刊。1993年批準(zhǔn)創(chuàng)刊發(fā)行16開本，每期96頁，國內(nèi)外公開發(fā)行。工程地質(zhì)學(xué)報辦刊宗旨是加強(qiáng)學(xué)術(shù)交流，促進(jìn)工程地質(zhì)科學(xué)的理論，應(yīng)用和技術(shù)的發(fā)展，使工程地質(zhì)學(xué)科更好地為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)。著重于理論研究和工程實(shí)踐的結(jié)合。《工程地質(zhì)學(xué)報》主要介紹當(dāng)前規(guī)劃、設(shè)計和在建國家重點(diǎn)工程的工程地質(zhì)和地質(zhì)環(huán)境實(shí)例及其論證;討論理論進(jìn)展和方法創(chuàng)新;討論在土木、水電、鐵路、公路、及礦山建設(shè)、城鄉(xiāng)規(guī)劃、地質(zhì)環(huán)境和災(zāi)害治理，以及能源和工業(yè)采掘等方面的新技術(shù)和經(jīng)營、適用于科研工作者、高校師生和專業(yè)工程技術(shù)人員參閱。

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