（自然地理学专业论文）地质灾害综合信息管理系统的实现与应用.pdf

，。 摘要 a b s t r a c t c h i n ai so n eo fc o u n t r i e si nt h ew o r l dw h e r eg e o l o g i c a ld i s a s t e r sa r em o s ts e r i o u s i n r e c e n ty e a r s ，w i t hc h i n a se c o n o m i cd e v e l o p i n gr a p i d l y , b e c a u s eh u m a ne n g i n e e r i n g a c t i v i t i e sb e c a m es t r o n gg r a d u a l l y ，t h eo c c u i t e n c e so fg e o l o g i c a ld i s a s t e r ss h o w e dah i g h u e n d ，a n dt h e i rn u m b e ri n c r e a s e do b v i o u s l y , a n dt h e i ra r e ae x p a n d e dc o n t i n u o u s l y t h e s e t h r e a t e dt oi i f ea n dp r o p e r t yo fp e o p l em o r ea n dm o r e ，a n da f f e c t e ds u s t a i n a b l e d e v e l o p m e n to fn a t i o n a le c o n o m ya n dp u b l i cs t a b i l i t yd i r e c t l y t h er e s e a r c ho ft h es u b j e c tc a nh e l pt h es c i e n t i f i cm a n a g e m e n to f g e o l o g i c a lh a z a r d s i n f o r m a t i o n a n dc a ng u a r a n t e et h ei n t e g r i t ya n dt h er e a l i t yo fa l l i n f o r m a t i o n ，a n dc a nl e t a l “n f o r m a t i o ni n q u i r e c o u n l a n de x p o r tf a s ta n de x a c t l y t h er e s e a r c ho ft h es u b j e c tc a n h e l pt ou s es p a t i a li n f o r m a t i o n a n dp r o p e r t yi n f o r m a t i o no fg e o l o g i c a lh a z a r d s s c i e n t i f i c l y , a n dc a ng i v es e r v i c et os o c i o e c o n o m i cd e v e l o p m e n ta n dg o v e r n m e n t s d e c i s i o n - m a k i n go f d i s a s t e rp r e v e n t i o na n dm i t i g a t i o n ，s ot h e ni tc a np r o d u c eh u g e e c o n o m i ca n ds o c i a lb e n e f i t s b a s e do ne x t e n s i v ec o l l e c t i o no fp r e v i o u sr e s e a r c hr e s u l t s ，a n dc o m b i n e dw i t ht h e a c t u a ls i t u a t i o no ft h ep r o j o c tf u j i a ng e o l o g i c a ld i s a s t e rm a n a g e m e n ts y s t e m ，t h ea r t i c l e s t u d i e dt h er e a l i z a t i o na n da p p l i c a t i o no fg e o l o g i c a ld i s a s t e rc o m p r e h e n s i v ei n f o r m a t i o n m a n a g e m e n ts y s t e m t h ea r t i c l em a i n l yi n c l u d e st h ef o l l o w i n g ： 1 u s i n gg i st e c h n o l o g y , n e t w o r kt e c h n o l o g ya n dt e c h n o l o g i e sa n d s oo n ，t h r o u g h t h ea n a l y s i so ft h eg e o l o g i c a le n v i r o n m e n ta n dd i s a s t e ri n f o r m a t i o nd a t as o u r c e ，t h ea r t i c l e s t u d i e dc o n s t r u c t i o nm e t h o d so fg e o l o g i c a le n v i r o n m e n ta n dd i s a s t e ri n f o r m a t i o n l i b r a r y , a n ds t u d i e dd a t a b a s ed e s i g n b yc o m b i n g t h eg e o l o g i c a ld i s a s t e rm a n a g e m e n t o p e r a t i o n s ，t h ea r t i c l es t u d i e ds y s t e mr e q u i r e m e n t s f r o mt h es y s t e md e s i g np r i n c i p l e s ， t e c h n i c a lr o u t e t h eo v e r a l lf r a m e w o r k , o p e r a t i n ge n v i r o n m e n t , s y s t e mf u n c t i o n sa n ds o o n ，t h ea r t i c l es t u d i e ds y s t e md e s i g no fg e o l o g i c a ld i s a s t e rc o m p r e h e n s i v ei n f o r m a t i o n m a n a g e m e n ts y s t e m t h e nt h r o u g ht h er e s e a r c ho fk e yt e c h n o l o g y ，t h ea r t i c l es t u d i e dt h e m e t h o do fr e a l i z a t i o no ft h es y s t e m ，w h i c hc a nr e a l i z eu n i f i e ds t o r a g ea n dm a n a g e m e n to f g e o l o g i c a le n v i r o n m e n ta n dd i s a s t e ri n f o r m a t i o nl i b r a r y , a n dc a n r e a l i z eg e o l o g i c a l d i s a s t e rd a t an e t w o r kt r a n s m i s s i o na n dd y n a m i cu p d a t e ，a n dc a nr e a l i z eg e o l o g i c a lh a z a r d d a t aq u e r ya n d s p a t i a la n a l y s i s 2 c o m b i n e dw i t ht h es p e c i f i cs i t u a t i o no ff u j i a np r o v i n c e ，t h ea r t i l es t u d i e ds p e c i f i c a p p l i c a t i o no fg e o l o g i c a ld i s a s t e rc o m p r e h e n s i v ei n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e mi n g e o l o g i c a lh a z a r d sp r e v e n t i o na n dm a n a g e m e n t t h i s w i l lp r o v i d ec o m p l e t ed a t aa n d s c i e n t i f i ca n a l y s i so fd a t af o rg e o l o g i c a ld i s a s t e rp r e v e n t i o nm o n i t o r i n g ，f o r e c a s t i n ga n d e a r l yw a r n i n gm a n a g e m e n t , e m e r g e n c ym a n a g e m e n t , a n dw i l ls h a r ei n f o r m a t i o na n d p r o v i d ed e c i s i o ns u p p o r ti n f o r m a t i o nf o rg e o l o g i c a ld i s a s t e rm a n a g e m e n t a ta l ll e v e l s k e y w o r d s ：g e o l o g i c a ld i s a s t e r s g i s c o m p r e h e n s i v ei n f o r m a t i o n m 中文文摘 中文文摘 我国是世界上地质灾害最严重的国家之一，地质灾害种类多、发生频率高、强 度大、连续性强、突发性强、分布地域广、灾害损失大n 】。近年来，随着我国社会 经济的快速发展，人类工程活动强度逐渐加剧，地质灾害呈高发态势，发生的次数 明显增多，分布面积不断扩大，对人民生命财产造成越来越严重的威胁，直接影响 国民经济的可持续发展和社会安定。地质灾害已经成为我国危害大且难防范的灾种。 地质灾害综合信息管理系统的建设是着力提高防治地质灾害工作能力的一项有 力措施，不仅能起到防灾、救灾、减灾的作用，同时其有效的工作又将有力地支持 和推进政府对地质环境工作的管理职能。本选题的研究有助于地质灾害资料的科学 化管理，保证各种资料的完整性、现实性，快速准确地进行各种信息的查询、检索、 统计和输出：有助于科学使用地质灾害的空间信息和属性信息，为政府防灾减灾决 策和社会经济建设服务，从而产生巨大的经济效益和社会效益。 纵观国内外地质灾害信息系统发展历程，随着地质灾害研究从研究地质灾害机 理阶段，到研究地质灾害评估和区划阶段，再到研究地质灾害致灾防灾减灾阶段的 不断深入发展，国内国外将g i s 应用于地质灾害方面做了很多的研究工作。但是我 国当前利用g i s 技术开展地质灾害信息管理工作虽然取得了长足的进步，由于起步 较晚，研究程度比较低，目前的研究成果远不能满足地质灾害防治的需要，主要存 在以下问题： 1 、地质灾害灾情预报预测、地质灾害防治区划、地质灾害危险性评价等专题研 究多，地质灾害综合防治的管理研究少，地质灾害减灾防灾的技术研究多，应用研 究少，未能有效的将专题研究成果应用于实际地质灾害防治管理工作，促进其科学、 高效管理。 2 、针对地质灾害综合信息的应用研究少，多偏向于专题空间数据的管理，或偏 向于地质灾害管理文档数据的管理，较少研究多源多比例尺的空间数据和非空间数 据的综合分析应用。 3 、地质灾害信息的网络化管理及动态更新研究少，信息共享程度和信息现势性 有限。 因而有必要针对地质灾害综合信息的管理和应用进行更加系统深入的探讨，探 v 福建师范大学林梅惠硕士学位论文 索一条科学有效的地质灾害防治新思路。本文在广泛收集前人研究成果的基础上， 结合福建省地质灾害管理系统的项目实际，通过集中式数据管理技术、b s 和c s 复合结构、w e b g i s 等技术研究，设计和实现了以基础地理资料与地质灾害调查、研 究成果为基础，集数据库管理、地质灾害数据网络传输与动态更新、地质灾害数据 查询与空间分析于一体的地质灾害综合信息管理系统，并将系统应用于地质灾害防 治工作。主要研究成果如下： 1 、利用g i s 技术、网络技术及数据库等方面技术，设计和实现了地质灾害综合 信息管理系统。 ( 1 ) 通过对基础地理数据、影像数据、地层构造数据、水文地质数据、工程地 质数据、雨量站点数据、地质灾害专题数据、地质灾害业务管理数据等多源数据的 分析，整合改造了统一、标准的地质环境与地质灾害信息库，为系统提供基础数据 库。 ( 2 ) 通过空间数据共享和互操作机制、w e b g i s 技术、图形数据访问控制、面 向服务的架构( s o a ) 、雨量数据共享、地质灾害点三维空间展示与分析、影像发布处 理等关键技术的研究，设计了地质灾害综合信息管理系统，实现了地质环境与地质 灾害信息库的统一存储和管理、地质灾害数据网络传输与动态更新、地质灾害数据 查询与空间分析。 2 、结合福建省的具体情况，将地质灾害综合信息管理系统应用于地质灾害防治 管理中的具体应用。 ( 1 ) 地质环境与地质灾害信息基本应用，实现多源、多比例尺数据按照统一标 准集中存储与管理，提供信息可视化、输出、查询、分析、更新、发布等功能。 ( 2 ) 应用于地质灾害预防管理，实现省、市、县三级地质隐患点及群测群防数 据的网络化管理及动态更新，提供更加详实、准确、现势的地质灾害信息，充分利 用g i s 的数据查询与空间分析功能，对地质隐患点进行地质环境分析、三维展示分 析等专题查询分析，更好地为地质灾害防治和决策工作服务。 ( 3 ) 应用于地质灾害预报预警管理，实现预报预警模型因子、雨量数据、预报 预警成果的网络化管理及动态更新；利用g i s 平台的数据查询与空间分析功能，结 合水文雨情资料，通过对预报预警等级区隐患点分析，预报预警成果数据验证等专 题查询分析，不仅为地质灾害应急处置提供依据，而且为预报预警模型因子参数的 调整提取参考数据，不断完善模型，提高预报准确性。 v i 中文文摘 ( 4 ) 应用于地质灾害应急管理，实现各级地质灾害管理部门对地质灾害点及其 相关资料的网络化管理和动态更新，通过专题查询与分析，为地质灾害应急指挥提 供依据。 由于研究时间和本人对g i s 掌握程度有限，所研究的地质灾害综合信息管理系 统不够完善，以下问题有待今后进一步研究： 1 、系统应用的研究不够深入和全面，地质隐患点和灾害点的空间分析模型研究 有待深化，结合各种地质灾害专题分析模型，对g i s 各个模块功能组合应用；还可 以将应用拓展到地质灾害治理管理领域，以及更多辅助地质灾害防治工作。 2 、g i s 数据挖掘应用研究不够深入，数据库挖掘潜力巨大，随着对地质灾害防 治工作的不断深入研究，数据的深层次应用还有待于进一步的挖掘、完善。 3 、我国地质灾害存在点小面广，基础数据精度有限的问题，三维模型分析的精 度有限，有待数据精度的提高，开展更为精细化的预测研究。 v 目录 中文摘要 a b s t r a c t 中文文摘 目录 目录 绪论 第一章 第二章 第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第三章 第一节 第二节 第三节 第四章 i i i 需求分析 系统总体设计。 系统设计原则 系统技术路线 系统总体框架 系统运行环境。 关键技术。 系统功能设计 地质环境与地质灾害信息库设计与建立 数据来源及分析 数据库建设和改造方法 数据库总体设计。 系统应用 v - 9 - 1 5 1 5 - 1 6 。1 9 第一节地质环境与地质灾害信息基本应用。 第二节地质灾害预防管理应用 第三节地质灾害预报预警管理应用 第四节地质灾害应急管理应用 - 3 9 - 第五章结论 6 1 6 8 7 5 参考文献7 7 攻读学位期间承担的科研任务与主要成果7 9 致谢。8 0 个人简历8 l - 福建师范大学硕士学位论文独创性和使用授权声明- - 8 2z i x - - - - - _ - o l 6 o o 3 6 9 2 2 2 3 3 3 3 3 - - - - - - - 绪论 绪论 一、问题的提出及研究的目的意义 地质灾害包括自然因素或者人为活动引发的危害人民生命和财产安全的山体崩 塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等与地质作用有关的灾害。我国 是世界上地质灾害最严重的国家之一，地质灾害种类多、发生频率高、强度大、连 续性强、突发性强、分布地域广、灾害损失大。据不完全统计，2 0 0 5 年至2 0 0 8 年，全国共发生滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷等地质灾害1 7 万余处，因地质灾害 造成死亡2 4 9 5 人，失踪3 9 7 人，受伤1 2 3 6 人，直接经济损失高达1 3 7 1 亿元。造 成我国滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害的影响因素十分复杂，主要有三方面：一是 地理和地质环境因素，我国地形复杂多样，平原、高原、山地、丘陵、盆地五种地 形错落相间，地形地貌起伏变化大，山区面积广大，约占全国面积的2 3 ；地势西 高东低，呈阶梯状分布。且地质条件复杂，岩石风化强烈。二是气候和地震因素， 气候变化大，地震活动频繁，夏秋季多台风，常有暴雨：三是人为因素，削坡建房、 切坡修路、采矿活动、人工取土等大量工程建设形成许多地质灾害隐患。近年来， 随着我国社会经济的快速发展，人类工程活动强度逐渐加剧，地质灾害呈高发态势， 发生的次数明显增多，分布面积不断扩大，对人民生命财产造成越来越严重的威胁， 直接影响国民经济的可持续发展和社会安定。地质灾害已经成为我国危害大且难防 范的灾种。 2 0 0 0 年以来，我国地质灾害防治工作取得一定的成绩，逐步形成了地灾调查与 区划、地灾防治规划、群测群防网络、专业监测网络、地灾应急调查、地灾预警预 报等组成的综合防治体系，积累了大量的工作成果资料。但是，当前我国地质灾害 防灾减灾工作仍然存在信息化程度低问题，地质灾害防治信息相对孤立和分散，各 类数据无统一标准，信息渠道不畅，数据共享困难，信息的收集、加工、处理、查 询等环节的技术水平低，尽管部分资料已有数字化成果，却面临基础数据日益庞大、 应用困难等问题，因此，地质灾害防治信息不能发挥应有的作用。传统的数据管理 方式和数据支持手段也使信息的来源缺乏现势性和可靠性，严重影响地质灾害管理 工作的科学化。因此，利用地理信息系统( g i s ) 技术、计算机网络等技术建立地质 灾害信息管理系统，已势在必行。 福建师范大学林梅惠硕士学位论文 为了提高福建省地质灾害防御能力，福建省委、省政府要求“十一五”期间要 加快实施地质灾害防治“一百千万”工程。其中的“一”就是建立福建省地质灾害 信息与预警系统，旨在利用计算机、信息、网络、多媒体、地理信息系统等多种先 进技术，实现各级各部门防灾信息的资源共享，地质灾害信息的及时捕捉、查询， 构建地质灾害监测预警模型，提高区域地质灾害预报预警水平，加强应急会商、评 价、指挥能力，最大限度地减少人员伤亡和财产损失。 本论文选题地质灾害综合信息管理系统是福建省地质灾害信息与预警系统的一 个子系统。论文在广泛收集前人研究成果的基础上，结合项目实际，通过对地质灾 害综合信息管理系统的研究，探索地质灾害数据库建设、地质灾害综合信息管理系 统软件设计、实现以及系统的应用，研究具有推广价值的系统应用软件，完善系统 建设规范和标准。地质灾害综合信息管理系统的建设是着力提高防治地质灾害工作 能力的一项有力措施，不仅能起到防灾、救灾、减灾的作用，同时其有效的工作又 将有力地支持和推进政府对地质环境工作的管理职能。本选题的研究有助于地质灾 害资料的科学化管理，保证各种资料的完整性、现实性，快速准确地进行各种信息 的查询、检索、统计和输出：有助于科学使用地质灾害的空间信息和属性信息，为 政府防灾减灾决策和社会经济建设服务，从而产生巨大的经济效益和社会效益。 二、国内外研究现状及存在问题 地理信息系统( g e o g r a g h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m ，简称g i s ) ，是在计算机软、 硬件支持下对各种地理空间信息进行采集、存储、检索、综合分析和可视化表达的 信息处理和管理系统，它是集计算机、地理学、测绘遥感学、环境科学、空间科学、 信息科学、管理科学和现代通讯技术为一体的一门新兴边缘科学副。 地质灾害信息系统是以g i s 技术支持的、以解决地质灾害信息处理相关技术问 题的专题应用型信息系统，该系统从空间数据信息的有效获取、储存、查询和处理 入手，提供灾情动态和实时环境评价、危险性区划等地质灾害预警信息成果，为有 关政府部门提供决策服务h 1 。 ( 一) 国外地质灾害及其信息系统研究 根据主要研究内容，国外地质灾害的研究大致分三个阶段：研究地质灾害机理 阶段、研究地质灾害评估和区划阶段、研究地质灾害致灾防灾减灾阶段。第一阶段 在2 0 世纪6 0 年代以前，其研究内容主要限于地质灾害机理及预测方面，重点调查 绪论 分析地质灾害形成条件、活动过程等：1 9 6 3 年美国成立了“美国灾害研究中心 ， 这是世界上第一个研究灾害对社会影响的机构。第二阶段在7 0 年代一8 0 年代，地 质灾害造成的危害和破坏损失急剧增加，一些发达国家开始拓宽地质灾害研究领域， 在继续深入研究地质灾害机理的同时，开始进行地质灾害评估和区划工作：期间美 国首先对加州的地震、滑坡、崩塌和泥石流等1 0 种地质灾害进行了危险性区划研究 工作。第三阶段在8 0 年代以后，众多学者从地质灾害成因机理、分异规律、致灾过 程方面进行了深入的研究和讨论，特别是致灾防灾减灾方面，灾害学理论不断得到 发展和完善；1 9 8 0 年“国际灾害预防会议 在美国召开：1 9 8 8 年“地质灾害讨论会 在美国召开：1 9 8 9 年联合国“国际减灾十年计划 启动：1 9 9 2 年“地质技术与自然 灾害研讨会在加拿大温哥华召开：1 9 9 4 年5 月“世界减灾大会在日本横滨召开； 9 0 年代以后，围绕国际减灾十年计划行动，将研究拓展到综合减灾效益方面，将早 期预警作为减灾的主要对策哺一1 。 随着g i s 技术的飞速发展以及g i s 技术在诸多领域的广泛应用，国外尤其发达 国家将g i s 应用于地质灾害方面做了很多的研究工作m j 。其研究发展历程随g i s 技术在各领域的不断深入应用以及地质灾害研究的不断深入研究而发展，按照时间 顺序简要阐述如下： 1 、1 9 8 6 年，美国加利福尼亚m e n l op a r k 地质调查局的e a r le b r a b b 最早将 g i s 应用于地质灾害研究，他应用g i s 的数据处理、数字绘图及数据管理等功能对 加利福尼亚s a nm a t e o 地区进行了地质灾害研究瓯。 2 、1 9 8 7 年，美国加利福尼亚m e n l op a r k 地质调查局的c a r t hm w e n t w o r t h 和 s t e p h e nd e l l e n 等在区域工程地质分析中应用g i s 。 3 、1 9 8 9 年，美国的m i c h a e la f i n n e y 和n a n c yr b a i n 用g i s 技术分析滑坡 灾害。d o u g l a sc p e r t e r 等用g i s 对工程数据进行评价u 们。 以上早期基于g i s 的地质灾害研究主要利用g i s 的数据处理、数据管理、数字 绘图等基本功能。 4 、1 9 9 0 年，印度r o o r k e e 大学地球科学系的r p g u p t a 等用g i s 技术对喜马 拉雅山麓的r a m g a n g ac a t c h m e n t 地区进行滑坡灾害危险性分带研究n 。荷兰i t c 的v a nw e s t e nc j 和哥伦比亚i g a c 的a l z a t eb o n i l l a3 b 在山区地质灾害分析 中，应用g i s 开发了斜坡稳定性分析模型、山区落石滚落速率计算模型，主要利用 了g i s 的空间定位、空间数据库管理以及数字高程模型( d e m ) 功能。 福建师范大学林梅惠硕士学位论文 5 、1 9 9 1 年，美国弗吉尼州亚地调局r u s s e lh c a m p b e l l 等利用g i s 技术对滑 坡灾害进行了空间预报m 1 。美国密苏里州的j a c o b s o nrb 等利用g i s 技术分析滑 坡位置。意大利c a r r a r aa 等学者将g i s 空间分析与统计模型结合应用于滑坡灾害 的评价，将研究进一步推向深入n 钔。新西兰学者r s o e t e r s 等将g i s 技术与遥感技 术( r s ) 结合应用于山地灾害分析与环境评价t 。 6 、1 9 9 2 年，法国的e l e r o i 等将g i s 技术与遥感技术( r s ) 结合应用于滑 坡灾害制图工作。 7 、1 9 9 3 年，加拿大的c h u n gc f 和f a b b r ia g 等学者应用g i s 技术对滑坡 灾害分区进行多因素综合分析。 8 、1 9 9 4 年，美国科罗拉多州立大学的m a r i om e j i a n a v a r r o 和e l l e ne w o h l 利用g i s 技术分析和研究哥伦比亚麦德林地区地震灾害引。 9 、1 9 9 5 年，美国的d a n i e lj m i l l e r 利用g i s 技术评价深层滑坡灾害，利用 g i s 中的数字高程模型( d e m ) ，模拟出滑动面位置和形态；利用数字地面模型( d t m ) ， 勾绘出山脊与沟谷界线。 1 0 、1 9 9 6 年，美国科罗拉多州立大学的m a r i om e j i a n a v a r r o 博士后等人将 g i s 技术与决策支持系统( d s s ) 结合，利用g i s ( 主要是地理资源分析支持系统g r a s s 软件) 及工程数学模型建立了自然灾害及风险评估的决策支持系统，并应用于科罗 拉多州地区；利用g i s 建立指标因素数据库，并建立基于g i s 的多个控制变量的权 重关系式；对泥石流、洪水、地面沉降、由风引起的火灾等灾种进行了灾害敏感性 分析，脆弱性分析以及风险评估，辅助政府部门作出决策。 1i 、2 0 0 0 年，s a r ol e e 和k y u n g d u c km i n 等人利用g i s 空间数据管理和空间 数据分析功能结合遥感数据进行韩国的y o n g i n 地区滑坡敏感性分析n 引。 ( 二) 国内地质灾害及其信息系统研究 国内地质灾害的研究工作与国外相比，起步较晚，研究程度较低。2 0 世纪3 0 年代至7 0 年代，研究内容多以地震灾害为主，研究方向主要局限于对灾害分布规律、 形成机理、趋势预测等方面的分析，基本依附于水文地质、工程地质等有关研究工 作。8 0 年代以后，研究内容日益丰富，开始向新的独立学科发展，开始突破传统的 研究模式，研究水平不断提高。9 0 年代以后，我国学者对地质灾害的类型、特征、 影响因素、分布状况和区域发展规律等进行了深入的研究，提出许多新理论、新观 点。在1 9 9 0 - - 2 0 0 0 年国际减轻自然灾害十年活动( i d n d r ) 期间，我国对地质灾害调 绪论 查、评估、监测预测和防治等方面开展了大量研究工作，特别是对地质灾害防治和 监测预报的研究，系统地解决了我国地质灾害减灾防灾的技术难题，初步形成了一 套基于地质工程理论和方法的地质灾害防治思路和技术方法体系h 1 。 与国内地质灾害研究相同，其信息系统研究相对国外而言，起步晚且研究程度 较低，但发展形势喜人。简单归纳，我国主要应用g i s 技术于如下几方面地质灾害 研究：一是应用于地质灾害灾情预报预测，利用g i s 技术进行多致灾因子定量模拟 分析和对因子间相互定量关系研究。1 9 9 4 年，姜云、王兰生应用g i s 研究山区城市 地面岩体稳定性管理与控制，以重庆市为典型研究对象，在对城市地面岩体变形破 坏形成机制系统研究的基础上，以i d r i s i 系统为工具，对地面岩体变形破坏进行时 间、空间预测预报。同年，郑世书、孙亚军等应用了g i s 技术进行煤矿地下开采工 作面漏水预测及矿区岩溶水害预测。“八五”期间，原地质矿产部水文地质、工程地 质研究所将g i s 技术与智能决策支持系统结合，研发了“京津唐地质灾害预测防治 计算机辅助决策系统一，并获得了国家“八五一重大科技成果奖。1 9 9 6 年，曹中初、 孙苏南等将g i s 技术应用于煤矿底板突水危险性预测，在分析煤矿地质、水文地质 条件及突水资料的基础上，建立起能反映较多因素综合作用的突水模式，从而为正 确判断底板突水情况提供决策依据。1 9 9 7 年，成都理工学院地质灾害防治与地质环 境保护国家专业实验室完成“山区小流域地质环境及地质灾害预测的g i s 系统一建 设，并在贵州印江河流域开展实际预测应用。二是应用于地质灾害防治区划，利用 g i s 强大的空间数据管理与空间分析功能，对地质灾害调查中所获取的信息进行处 理，实现地质灾害易发程度计算机自动化分区。三是应用于地质灾害危险性评价。 1 9 9 4 年，雷明堂、蒋小珍等运用g i s 技术进行岩溶塌陷评价，根据塌陷影响因素 ( 岩溶化程度、土层厚度、断裂分布、水动力条件等) ，利用g i s 的空间分析功能， 完成研究区塌陷危险性评价及分区。2 0 0 2 年，朱良峰、殷坤龙等研发了区域地质灾 害风险分析系统( r i s k a n l y ) ，利用g i s 的空间分析功能，分析中国滑坡灾害危险 性，对历史滑坡分布密度图与各影响因素分布图进行叠加分析，然后进行危险性分 级并作出滑坡灾害危险性等级分布区划图。四是应用于地质灾害综合防治工作。1 9 9 8 年，国土资源部展开新的一轮国土资源大调查与评价的科学技术试验( 示范) 工 作，由成都理工学院牵头，全国地质环境监测总站及国土资源部长江三峡地质灾害 防治指挥部参加，开展“地质灾害信息系统及防治决策支持系统 专项开发的试验。 该系统根据地质灾害信息在空间的分布特征，提供人机交互的综合分析处理和编图 福建师范大学林梅惠硕士学位论文 的计算机辅助处理功能，为区域规划、灾害防治、管理决策等提供有用信息。该系 统主要建立的子系统有：基于g i s 的地质灾害信息系统、基于g i s 的地质灾害区域 评价与危险区划系统、地质灾害评价预测及预警系统、崩滑地质灾害治理方案的辅 助设计系统、开发基于网络的地质灾害信息发布系统。此外，目前“3 s ”技术为地 质灾害系统复杂性研究提供了一条新途径。“3 s 技术在数据采集与更新、空间检索 与查询、信息的时空分析、信息共享与输出等方面表现了其强大的应用优势心7 刖。 ( 三) 存在问题 综上所述，随着地质灾害研究从研究地质灾害机理阶段，到研究地质灾害评估 和区划阶段，再到研究地质灾害致灾防灾减灾阶段的不断深入发展，国内国外将g i s 应用于地质灾害方面做了很多的研究工作。但是我国当前利用g i s 技术开展地质灾 害信息管理工作虽然取得了长足的进步，由于起步较晚，研究程度比较低，目前的 研究成果远不能满足地质灾害防治的需要，主要存在以下问题： 1 、地质灾害灾情预报预测、地质灾害防治区划、地质灾害危险性评价等专题研 究多，地质灾害综合防治的管理研究少，地质灾害减灾防灾的技术研究多，应用研 究少，未能有效的将专题研究成果应用于实际地质灾害防治管理工作，促进其科学、 高效管理。 2 、针对地质灾害综合信息的应用研究少，多偏向于专题空间数据的管理，或偏 向于地质灾害管理文档数据的管理，较少研究多源多比例尺的空间数据和非空间数 据的综合分析应用。 3 、地质灾害信息的网络化管理及动态更新研究少，信息共享程度和信息现势性 有限。 因而有必要针对地质灾害综合信息的管理和应用进行更加系统深入的探讨，探 索一条科学有效的地质灾害防治新思路。 三、研究的主要内容 地质灾害综合信息管理系统是地质灾害防治的信息中枢，本选题的研究目标是 建立以电子计算机硬件与软件为平台，以基础地理资料与地质灾害调查、规划成果 为基础，集数据库管理、地质灾害数据网络传输与动态更新、地质灾害数据查询与 空间分析于一体的综合管理系统，并将系统应用于地质灾害防治工作。研究的主要 内容包括以下两个方面： 1 、利用g i s 技术、网络技术及数据库等方面技术，通过对地质环境与地质灾害 绪论 信息数据源的分析，研究地质环境与地质灾害信息库建设的方法和数据库的设计； 通过对地质灾害管理业务的梳理，研究系统建设的需求；从系统设计原则、技术路 线、总体框架、运行环境、系统功能等方面研究地质灾害综合信息管理系统的总体 设计，并通过关键技术研究系统实现的方法，实现地质环境与地质灾害信息库的统 一存储和管理、地质灾害数据网络传输与动态更新、地质灾害数据查询与空间分析。 2 、结合福建省的具体情况，研究地质灾害综合信息管理系统在地质灾害防治管 理中的具体应用，为地质灾害预防监测、预报预警、应急管理提供完整的资料数据 和科学的分析数据，为各级地质灾害管理部门提供共享信息和辅助决策信息。 第一章需求分析 第一章需求分析 地质灾害防治工作实行属地管理，分级负责的原则。国家、省、市、县级国土 资源部门负责所辖区的地质灾害防治的组织、协调、指导和监督工作。本文主要针 对省、市、县三级地质灾害防治管理的研究。 一、地质灾害防治工作职责 处置地质灾害工作实行属地管理，分级负责的原则。县级以上人民政府负责对 地质灾害防治工作的领导，组织有关部门采取措施、做好地质灾害防治工作，建立 健全按照地质灾害灾情和险情级别分级负责、条块结合、以县( 市、区) 人民政府 为主的管理体制。 省、市、县级国土资源部门负责所辖区的地质灾害防治的组织、协调、指导和 监督工作。承担各级处置地质灾害工作领导小组的日常工作：建立健全地质灾害信 息和预报预警系统；建立预报预警制度、值班制度、灾情和险情速报制度；发布地 质灾害预警信息：建立健全地质灾害抢险排危专业队伍；组织地质灾害调查、编制 地质灾害防治规划、年度防治方案、应急预案；协调、指导地质灾害监测；组织建 设项目地质灾害危险性评估：管理地质灾害防治工程勘查、设计、施工、监理单位 资质；县级国土资源部门协调、指导所辖区的地质灾害群测群防网络建设。 二、地质灾害防治工作成果 近年来，我国围绕提高防御地质灾害能力的总目标，逐步推进地质灾害防治工 作，已取得了一定的实效。目前，全国各省县级地质灾害调查与区划工作已基本完 成，并在此基础上开展省、市、县三级地质灾害防治规划的编制工作，划定地灾易 发区、规划重大地质灾害隐患点的灾民搬迁避让和工程治理；建立地质灾害群测群 防网络，掌握灾点动态，及时捕捉地质灾害的前兆信息，并据此做出科学预报和采 取避险防灾措施：开展地质灾害气象预报预警，对地质灾害防范起到一定的警示作 用。现有工作取得的成果与资料将成为支撑本系统建设的数据源与信息源。 1 、全国各省份已基本完成所辖县( 市、区) 地质灾害调查与区划工作，已完成 省、市、县三级地质灾害防治规划的编制，初步建立以县级行政区为单位县级地质 福建师范大学林梅惠硕士学位论文 灾害调查与区划空间数据库。以福建省为例，己完成全省8 5 个县( 市、区) 地质灾 害调查与区划工作，全省共查出重大地质灾害隐患点9 5 1 6 处，受地质灾害威胁约 2 7 万人，受威胁财产约1 4 6 亿元。 2 、初步建立群测群防防灾网络。例如福建省共布置5 6 4 6 个监测点。 3 、设立省、市、县三级防灾应急处置机构，编制完成省、市、县级应急处置预 案和地质灾害防治方案。建立省级应急处置专家小组。 4 、各省国土资源管理部门会同省气象部门开展地质灾害气象预报预警。目前运 用的预报预警方式主要是根据地质环境条件进行大范围区域性预警划分，为防灾减 灾起到积极作用，但因受气象预报、雨量观测信息覆盖程度、地质环境背景监测信 息等的限制，预报预警精细化和准确性还有待于进一步提高。 5 、建立部分地质灾害点数据库。 三、国土资源部门网络现状 目前，全国各省国土资源部门广域网发展迅速，一半以上的省份已实现省、市、 县三级国土资源部门网络互联互通。以福建省国土资源广域网为例，以福建省政务 信息网作为福建省国土资源广域网的主干网，省、市、县三级国土资源部门连接到 主干网上，根据政务信息网的总体部署，省、市、县三级国土资源部门分别实现主 干1 0 0 m 、i o m 、2 m 接入。省、市两级国土资源部门建有各自的局域网。各个接入单 位配置一台防火墙，省、市两级国土资源部门配置c a 代理服务器，通过统一的访问 策略、端口设置及安全身份认证，构成了福建省国土资源广域网的安全体系。 t 配鲁竞开壤j 啊b - s 姑火 图1 - 1 福建省国土资源广域网 第一章需求分析 四、地质灾害防治工作主要业务 地质灾害防治工作主要涉及地质灾害调查、评价，制定地质灾害防治规划；地 质灾害防灾预案制定，地质灾害隐患点巡查、监测( 群测群防和专业监测) ：区域地 质灾害预报预警，地质灾害隐患点受威胁村民搬迁：地质灾害险情、灾情速报，地 质灾害应急调查，地质灾害应急处置；地质灾害搬迁、治理等业务。其中地质灾害 预警与应急指挥业务框架如图1 - i 所示。 图1 - 2 地质灾害预警及应急指挥业务框架 以上业务可简单归纳为地质灾害防治规划、地质灾害预防、地质灾害预报预警、 地质灾害应急、地质灾害治理五方面内容，本研究主要针对前四方面业务，现介绍 如下： 1 、地质灾害防治规划 为查明地质灾害严重县( 市) 的地质灾害隐患，划出地质灾害易发区，建立地 质灾害信息系统，健全群专结合的监测网络，有计划地开展地质灾害防治，减少灾 害损失，保护人民生命财产安全，我国从1 9 9 9 年开始，在全国地质灾害严重的县( 市) 部署开展地质灾害调查与区划工作，到2 0 0 5 年底以前基本完成全国以县( 市) 为单 元的地质灾害调查与区划工作。这项工作坚持以人为本和从实际出发的原则，不仅 福建师范大学林梅惠硕士学位论文 查明地质灾害隐患情况，还为建立地质灾害群测群防、预报预警系统奠定基础。 县级以上国土资源部门在地质灾害调查与区划工作基础上，根据上一级地质灾 害防治规划，组织编制本辖区内的地质灾害防治规划。编制地质灾害防治规划的主 要任务是明确地质灾害防治的目标，各时期的工作重点，各地、各部门的职责，应 该采取的主要措施和方法，一定时期内需重点发展的防灾技术手段等。地质灾害防 治规划应包括下列内容：地质灾害现状，防治目标，防治原则，易发区和危险区的 划定，总体部署和主要任务，基本措施，预期效果。 通过地质灾害调查和区划工作获得区域环境地质数据和重点地区地质灾害调查 数据。通过地质灾害防治规划、地质灾害危险性评估等工作，获得如下数据信息： 以岩土体工程地质类型为基础的环境地质分区信息：以地质灾害发育的现状、规模、 密度、经济损失、人员伤亡等因素综合评价获得的地质灾害发育强度分区和地质灾 害危险性分区；以潜在地质灾害的规模、密度和已发生地质灾害的发育强度进行地 质灾害发展趋势预测等综合评价获得的地质灾害危险程度预测评价分区信息：突发 性地质灾害、缓变性地质灾害及环境地质问题空间分布信息以及重点地区地质灾害 易发区信息和地质灾害隐患点防治预案信息。 2 、地质灾害预防 建设地质灾害群测群防网络和专业监测网络，形成覆盖全省的地质灾害监测网 络。地质灾害群测群防是指通过地质灾害监测的普及宣传，提高全民的防灾减灾意 识，组织受地质灾害威胁的群众直接参与地质灾害监测的一种监测方法。通过当地 政府组织群测群防，将地质灾害隐患点监测数据通过县级国土资源部门网络人工输 入。对于个别有典型科研意