GIS在地裂缝灾害中的应用

摘 要：本文简要介绍了GIS在地裂缝灾害中的应用,通过空间数据库的采集而建立了空间数据库,结合影响地裂缝灾害的因素建立地裂缝的活动评价系统,进行量化处理,进而计算地裂缝危险性系数,进行空间区域的地裂缝灾害的危险性评价,以反映各分区地裂缝灾害的活动程度.

关 键 词：GIS数据库评价活动程度

0、引言

地裂作用所形成的地表裂缝是一种由内、外营力以及人类活动等因素的作用引致发生的一种地面破裂现象.其成因常因作用因素相互间的复杂关系而存在争议.随着人类活动的加强,地裂现象造成的损失和影响逐渐加大.特别是自1966年邢台地震以后对地裂缝的调查和研究已大量增多.地裂缝已经成为一种被人们重视的、具有普遍意义的、独立的地质灾害类别,也是常常受到社会广泛关注的一个现象.GlS是以地理空间数据库为基础,用计算机对空间相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示,并采用地理模型分析方法,适时的提供多种空间和动态地理信息,为地理研究和地理决策怎么写作而建立起来的软件系统.将GIS引入到地质灾害危险性评价中,主要是考虑到GIS的空间数据管理能力和其强大的空间数据分析能力,将其作为地质灾害危险性评价的分析工具,来加速危险性评价的过程,提高危险性评价的精度.

1.空间数据采集

空间数据采集是指将现有的地图、外业观测成果、航空像片、遥感图像、文本资料等转成计算机可以识别处理的数字形式.数据采集可分为属性数据采集和图形数据采集.

属性数据采集采用键盘录入的方式,属性数据刻画了评价因素的特征状态.例如地裂缝的延伸长度、地裂缝的张开宽度、地裂缝的深度、地裂缝的平面特征、地裂缝的剖面特征、地裂缝形成的时间、地质标志、地貌标志等.

图件数字化有两种实现方式：(l)手扶跟踪式数字化仪矢量化：采用数字化仪实现.对于图素反差不高,线条不清晰的图件,可选用此方式.该方法人为误差较大,故要求工作人员细致认真,尽量降低人为误差.(2)扫描仪栅格化图件.扫描矢量化有全自动式和人机交互半自动式两种,对于图件中图素单一,如只有线条的情况下,可选用全自动式,但大多数情况选用人机交互半自动式的矢量化方式.

基于GIS的地裂缝灾害危险性评价利用ArcGISWorkstation、ArcMaP和MapGIS完

成数据的采集、编辑、校正之后,进入在户ArcGIS平台上二次开发的评价系统.采集的矢量图形数据以coverage格式或Eon格式输出,这两种格式均可被ArcMap接受,在数据入库时须通过ArcT00lbox进行数据格式转换.转换中的图层数据、颜色、图案信息在数据交换中可能丢失,需要时重建.

2.数据库的设计

（1）数据库的分层

数据库平台建设在GIS空间数据和属性数据基础之上,数据内容包括基础地理信息(如水系、居民地、铁路等)、基础地质信息(如地层、断裂带、构造分区等)、公路专题信息(如公路网等)、地裂缝专题信息(如地裂缝的延伸长度、地裂缝的张开宽度、地裂缝的深度、地裂缝的平剖面特征等)、与地裂缝有关的地质灾害信息(如地震、活断层、滑坡等)、遥感信息等等,每一类即为一个数据库.

数据分层的基本原则主要有这几个方面：①数据以要素为基本单位；②按需求将地质灾害图素内容划分成为若干个图层；③相同逻辑内容的空间信息一般放在同一图层中；④图层划分要适应GIS软件功能特点,相同的图层、图元类型将拥有且只可能拥有相同的属性表和属性结构.

（2）数据库的建立

地裂缝数据库采用了Arcinfo9.0的geodatabase,geodatabase是一个全新的空间数据模型,是建立在数据库管理信息系统之上的统一的、智能化空间数据库.它是在新的一体化数据存储技术的基础上发展起来的新数据模型,实现了geodatabase之前所有的空间数据模型都无法完成的数据统一管理,即在一个公共模型框架下对GIS通常所处理和表达的地理空间特征进行统一描述.同时,geodatabase是面向对象的地理数据模型,其地理空间特征的表达较之以往的模型更接近于我们对现实事物对象的认识和表达.

3.建立地裂缝活动的评价系统

地质灾害危险性区划属于空间评价预测的范畴.空间评价预测是以研究区域地质灾害群体的地质环境条件为主要内容,针对研究区域地质灾害稳定性的宏观预测为主要目的.因此,区域地质环境条件和区域影响因素是危险性区划的基础,它们包括如岩性、地质构造、斜坡结构类型、水文地质条件、降雨、人类工程活动等因素,以及它们的组合规律,对地质灾害的影响程度等.在查明这些基本因素和条件的前提下,进而建立评价预测模型进行定量评价预测.

通过大量的资料和野外的调查详尽分析了地裂缝的各个致灾因子,利用GIS技术建立了地质学意义上的专题层,建立了地裂缝活动性的评价系统,对地裂缝进行了灾害活动性评价.影响地裂缝灾害的因素较多,如新构造、地震活动、地下水开采、地层和地貌等,这些因素均具有空间分布特征.应用GlS的空间分析、缓冲区分析和绘图等功能,分别进行构造分区、绘制地下水位等值线、地层分区和地貌单元划分等工作,对各致灾因子分别建立了专题层图,并进行量化处理,进而计算地裂缝危险性系数,进行空间区域的地裂缝灾害的危险性评价,以反映各分区地裂缝灾害的活动程度.

4.结论与展望

基于GlS的地裂缝灾害预测与评价以GlS为技术支撑,采用arcGIs的arcobjeets组件技术,用模糊综合评价数学方法和层次分析技术构建了评价预测模型,建立了具有采集、管理、分析和输出多种空间信息能力的软件工作平台.