（地质工程专业论文）基于arcgis的府谷县地质灾害数据库建立及易发区评价研究.pdf

摘要 随着人类活动规模的扩大，经济的飞速发展和大量自然资源的消耗，崩塌、 滑坡、泥石流等地质灾害呈现日益加剧趋势，严重危机当地群众的生命和财产安 全，制约当地经济的可持续快速发展。为此，从2 0 0 7 年开始，府谷县开展了“府 谷县地质灾害详细调查与区划”科研项目，以更好的提高府谷县防灾减灾的工作 效率。府谷县地质灾害数据涉及灾点分布密度、地形地貌、岩体类型、土体类型、 人类活动、降雨量等，数据类型复杂，数据量庞大。为了有效地对府谷县地质灾 害数据进行存储、管理、我们采用地理信息系统( g i s ) 建立了府谷县地质灾害数 据库。 本文通过对府谷县崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等地质灾害调查数据的整 理和分析，利用a r c g i s 平台，对府谷县地质灾害数据库的结构与功能，数据类 型、编码与存储方式，图形数据库与属性数据库的交互查询、属性数据的统计分 析等进行全面设计，然后利用a r c g i s 9 0 中的a r c c a t a l o g 模块，建立基于 p e r s o n a lg e o d a t a b a s e 的府谷县地质灾害空间数据库，利用m i c r o s o f ta c c e s s 把图形数据库中各灾害点的各种特性，通过统一编码建立属性数据库，并以外挂 库的形式，将属性数据库连接到图形数据库，最终完成数据库的建立。 本文基于府谷县地质灾害数据库，完成了府谷县地质灾害信息系统的初步开 发，实现滑坡、崩塌、泥石流灾害评价因子( 灾点分布密度、地形地貌、岩体类 型、土体类型、人类活动、降雨量) 的提取，并基于g 1 s 技术实现评价指标的量 化，运用专家打分确定权重，利用a r c g i s 功能对府谷县地质灾害易发程度进行 分区，综合考虑其他因素编制府谷县地质灾害易发程度分区图，将府谷县分为地 质灾害高易发区、中易发区、低易发区和不易发区四个分区，最后对易发区进行 分析评价，结果比较符合府谷县地质灾害实际。 关键词：府谷县、地质灾害、地理信息系统、数据库、易发性分区 a b s t r a c t w i t ht h ee x p a n s i o no fh u m a na c t i v i t i e s ，t h er a p i dd e v e l o p m e n to fe c o n o m ya n dal a r g e a m o u n to fn a t u r a lr e s o u r c e sc o n s u m p t i o n ，c o l l a p s e ，l a n d s l i d e ，m u d r o c kf l o w sa n do t h e r g e o l o g i c a ld i s a s t e r sa r et a k i n go nag r o w i n gt r e n d ，s e r i o u l ye n d a n g e rt h el o c a lp e o p l e sl i v e s a n dp r o p e r t y , r e s t r i c tt h el o c a le c o n o m yr a p i dd e v e l o p m e n to fs u s t a i n a b l e t h e r e f o r e ，f u g u c o u n t yh a sl a u n c h e dt h es c i e n t i f i cr e s e a r c hp r o j e c t s ：”t h ed e t a i l e di n v e s t i g a t i o na n dd i v i s i o n o fg e o l o g i c a ld i s a s t e r si nt h ef u g uc o u n t y ”f r o m2 0 0 7 ，t ob e t t e ri m p r o v et h ee f f i c i e n c yo 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 no ft h ef u g uc o u n t y i nf u g uc o u n t y , t h ed a t ao fg e o l o g i c a l d i s a s t e r sa r ei n v o l v e di nd i s a s t e rd e n s i t y , t o p o g r a p h y , r o c kt y p e ，s o i lt y p e ，h u m a na c t i v i t i e s ， s u c ha sr a i n f a l l ，c o m p l e xd a t at y p e s ，al a r g ea m o u n to fd a t a i no r d e rt oe f f e c t i v e l ys t o r a g ea n d m a n a g et h eg e o l o g i c a l d i s a s t e r sd a t ao ff u g u c o u n t y , w eh a v ea d o p t e dag e o g r a p h i c i n f o r m a t i o ns y s t e m ( g i s ) t oe s t a b l i s had a t a b a s eo f g e o l o g i c a ld i s a s t e r si nf u g uc o u n t y t h i sp a p e rh a sc l e a n e du pa n da n a l y s e dt h ed a t ao fl a n d s l i p s ，l a n d s l i d e s ，m u d r o c k f l o w s ，g r o u n ds u b s i d e n c ei nf u g uc o u n t y , u s i n ga r c g i sp l a t f o r m ，c o m p r e h e n s i v e l yd e s i g n e d d a t at y p e ，e n c o d i n g ，s t o r a g e ，t h ei n t e r a c t i o np r o p e r t i e so ft h eg r a p h i cd a t a b a s ea n di n t e r a c t i v e d a t a b a s e ，s t a t i s t i c a la n a l y s i so fa t t r i b u t ei n f o r m a t i o n t h e nu s i n gt h ea r c c a t a l o gm o d u l eo ft h e p e r s o n a lg e o d a t a b a s eb a s e do ng e o l o g i c a ld i s a s t e r si nf u g uc o u n t y , u n i f yc o d et ob u i l d a t t r i b u t ed a t a b a s e s ，a n di nt h ef o r mo f p l u g - i nl i b r a r y , c o n n e c tt h ef o r mo fa t t r i b u t ed a t a b a s et o t h eg r a p h i c sd a t a b a s e ，a n df i n a le s t a b l i s ht h ed a t a b a s e b a s e do nad a t a b a s eo fg e o l o g i c a ld i s a s t e r si nf u g uc o u n t y , t h ep a p e rh a sc o m p l e t e dt h e i n i t i a ld e v e l o p m e n to fi n f o r m a t i o ns y s t e mo fg e o l o g i c a ld i s a s t e r s ，c a r r i e do nt h ee v a l u a t i o n f a c t o re x t r a c t i o no fl a n d s l i d e s ，c o l l a p s e ，m u d - r o c kf l o w s ( d i s a s t e r - p o i n td i s t r i b u t i o nd e n s i t y , t o p o g r a p h y , r o c kt y p e ，s o i lt y p e ，h u m a na c t i v i t i e sr a i n f a l l ) ，a n dh a saq u a n t i t a t i v ee v a l u a t i o n b a s e do ng ist e c h n o l o g y , t h e nu s ee x p e r t st od e t e r m i n et h ew e i g h t so fp o i n t s ，u s ea r c g i s g e o l o g i c a lf e a t u r e st od i s t r i c tt h ee x t e n to fd i s a s t e r - p r o n eo ft h ef u g uc o u n t y ，w o r ko u tt h e g e o l o g i c a ld i s a s t e r - p r o n ed i s t r i c td e g r e em a p s ，f u g uc o u n t yh a sb e e nd i v i d e di n t of o u ra r e a s ： h i g hg e o l o g i c a lh a z a r d p r o n ea r e a s ，i n p r o n ea r e a s ，l o w - p r o n ea r e a sa n dn o p r o n ea r e a s a t l a s t ，t h r o u g ht h ea n a l y s i sa n de v a l u a t i o no fd i s a s t e r - p r o n ea r e a s ，t h er e s u l t sa r ei nl i n ew i t ht h e a c t u a lg e o l o g i c a ld is a s t e r so ff u g uc o u n t y k e y w o r d s ：f ug uc o u n t y ；g e o l o g i c a lh a z a r d s ；g i s ；d a t a b a s e ；s u s c e p t i b i l i t yz o n i n g 论文独创性声明 本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行 研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的 研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本论 文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成 果。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名： 弓便f 孝 劬了年厂月歹日 论文知识产权权属声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归 属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请 专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的 学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名： 锨f 李舢c 1 年) ，月岁j 日 铷签名：嬲 矽 叭即旧 长安大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 选题背景及研究意义 随着改革开放以来中国现代化建设的加速发展，人口的持续增长，经济的飞速提升 和大量自然资源的消耗，不仅使人类赖以生存的环境遭到污染，生态环境系统严重退化， 而且导致地质灾害频繁发生，人类生存环境日益恶化，从而使环境问题对社会经济发展 的制约越来越突出。地质灾害是一种时常发生的自然灾害现象，滑坡、崩塌、泥石流等 灾害不仅造成环境破坏，而且还常常毁坏城镇、村庄，严重危害人民的生存和影响经济 的建设，造成大量的人员伤亡和经济损失。随着近年来经济和人类活动的不断增强，滑 坡和泥石流等地质灾害也越来越活跃，所以就要求我们对滑坡、泥石流等地质灾害的预 测和防治工作给予极大的重视。 自然灾害尤其是地质灾害是人类社会可持续发展所面对的一个巨大问题。据统计， 我国自然灾害所造成的直接经济损失，2 0 世纪五十至六十年代平均每年为4 0 0 - - - 5 0 0 亿 元，七十至八十年代平均每年为5 0 0 - - 6 0 0 亿元，进入九十年代己增至1 0 0 0 亿元以上， 1 9 9 6 年直接达到2 3 0 0 亿元左右。从建国起到1 9 9 0 年，因灾害死亡人数多达5 0 余万人， 直接经济损失约2 8 0 0 0 多亿元( 1 9 9 0 年价) ，平均约占g n p 的5 0 9 ，财政收入的2 7 0 2 。 而如此巨大的灾害损失，不仅仅是人民生命财产的损失，而且还间接影响了社会各项事 业的发展。而对于我国西南、西北山区来说，作为受地质灾害影响最为严重的地区，这 一数字还要更高。随着国内外对地质灾害的研究的发展，近几十年来，地质灾害灾情评 估尤其是地质灾害危险性评价逐渐成为了地质灾害研究的一项重要内容。随着灾情评估 理论和方法的不断提高，其在防灾减灾工作中的作用也越来越重要。但是，随着人类社 会和科技的飞速发展，人们逐渐对采用传统的地质灾害灾情评估方法有了新的发现：灾 害的评估要涉及大量的自然、社会、经济数据，而这些数据大多数为文字报告、统计图 标和专题地图的形式，且难以共享，这就导致了评价过程速度慢，误差大。而a r c g i s 可以将数据收集、空间分析和决策过程合为个共同的信息流，用其来解决这一问题， 将会大大的提高工作效率。 地理信息系统( g i s ) 是近几十年来在计算机科学、信息科学、地球科学、测绘学等 基础上发展起来的- - i 1 日趋成熟的空间数据处理技术，本文便是依托“府谷县地质灾害 详细调查项目，利用空间数据系统，基于a r c g i s 平台建立府谷县地质灾害信息系统， 利用a r e g i s 空间分析功能，对府谷县进行地质灾害易发程度区划，为府谷县的地质灾 第一章绪论 害防治提供依据。 府谷县地处黄土高原北部，植被覆盖率较低，各种地质灾害频发。近年来，随着基 础设施建设加快，煤炭资源的不断开发，使本来脆弱的生态环境遭到严重破坏，导致崩 塌、滑坡、泥石流、采空区塌陷等地质灾害日趋严重，严重影响了府谷县国民经济的可 持续发展，因此查明府谷县地质灾害分布现状及发育规律，为政府开展地质灾害防治工 作供依据，从而确保府谷经济可持续增长，促进和谐社会的建立。 府谷县地质灾害数据涉及地质、地形地貌、气象、水文、人类活动等诸多领域，数 据类型复杂，数据量庞大。为了有效地对府谷县地质灾害数据进行存储、管理、应用和 分析，用地理信息系统( g i s ) 对地质灾害数据建立数据库，提高府谷县防灾减灾的工作 效率，有利于地质灾害群测群防网络建设，对黄土高原地区地质灾害防治工作有一定的 理论意义和实践意义。 1 2 国内外研究现状 运算、分析、建模、显示、输出等的计算机系统，是集空间科学、测绘遥感学、现 代地理学、信息科学、计算机科学、环境科学和管理科学为一体的新型边缘学科一地理 信息系统( g i s ) ，并且迅速形成了一门结合上述各学科及其各类应用对象为一体的综合 性技术。它不仅可管理数据、文字和图形，而且是以空间数据为研究对象，以计算机为 工具，将不同来源，不同类型的数据和相关的信息进行有机的结合和综合分析查询，实 现计算机信息处理，它是综合处理和分析空间数据的一种有效的新技术系统。同时，它 具有快速、准确、及时、完整地查询各种资料信息，实现图形与属性数据的空间查询、 分析计算及编制专题地图等功能。并具有良好的兼容性和资源共享等优点。因此，g i s 在地质、农业、城市建设、商业、军事等领域得到了广泛的应用，且效果良好。 随着近年来科技的发展，将g i s 应用到地质灾害的研究中，已是现代地质灾害研究 的热点之一。尤其是在地质灾害数据库系统及其危险性评价的研究中，a r c g i s 强大的 技术功能，已成为地质灾害学中的一项重要部分，国内外学者在这一领域做了大量的理 论研究及案例分析。 1 2 1 国外研究现状 地质数据库发源于美国。1 9 6 1 年，美国几个石油公司首次把实际钻井的地质资料 转变成机器存储形式，存储在磁盘或磁带上。一些发达国家，如美国、加拿大、英国、 法国等国家已建立并部分实现了地质数据信息的联机检索和商业化服务。 2 长安大学硕士学位论文 美国对地质数据库应用最为普遍，其中最为著名的有：p d s ( 石油数据系统) ，储存 了美国和加拿大的石油和天然气田数据：c r i b ( 计算机资源信息库) ，储存有关世界金属 和非金属矿产资源数据：n c r d s ( 国家煤炭资源数据系统) ；w h c s ( 井史控制系统) ，包含 8 0 万口钻井记录。美国联邦地调所( u s g s ) 经3 0 年的努力，先后建立了许多重要的数据 库，如美国资源库、全国煤炭数据库、全国水文数据存储检索系统、海洋地质数据库等。 在这些数据库中存入了全美国数万个矿床与矿点信息，数十万处钻孔与野外露头的观测 数据资料，u s g s 还建立了全国数字制图数据库( n d c d b ) ，存入了全美国数万幅简化地理 底图。美国地调所还开发了悬浮沉积物数据库( s u s p e n d e ds e d i m e n td a t a b a s e ) 、国家 地球化学数据库( n a t i o n a lg e o c h e m i c a ld a t a b a s e ) 。美国巴里克戈尔德斯特赖克矿 山公司( b a r r i c kg o l d s t r i k em i n e si n c ) 在对贝茨( b e t z e ) 露天矿的边坡稳定性分析 时，建立了地质数据库，对断层、层理与节理等地质构造进行评价分析，还对岩层和不 连续面强度进行了评价，采用极限平衡分析法评价了边坡稳定性。 英国地质调查所( b g s ) 先后建立了陆地钻孔数据库、水文钻孔数据库、全国重力库、 全国地球化学库、石油数据库、世界矿山数据库、矿产地址索引库等。1 9 7 2 年，英国 地球科学研究所建立的g - e x e c 综合地质数据系统能够处理、分析和显示各种地质问题 数据，运用此系统，先后开发了矿产矿山数据库( m i n t m i n e s ) 、不列颠采矿数据库 ( b r i t p i t s ) 、矿产统计数据库( m i n s t a t s ) 、砂矿和砾石矿调查系统、灰岩质量分析系 统以及地球化学找矿数据库等。 加拿大地质调查所( c g s ) 建立了g e o d a t 系统( 用于沉积分析及岩石性质) 、海岸山 脉计划数据系统、地球冲击数据库( e a r t hi m p a c td a t a b a s e ) 等。加拿大安大略省矿产 部与西安大略大学地质系开发的s a f r a s 系统用于安大略省银矿地质数据的处理。加拿 大开发的地质数据库系统( g e o l o ga n dr e s c a ls y s t e m ) 还在我国安庆的铜矿储量计算中 得到应用。 同样国外发达国家对g i s 在地质灾害研究中的应用也做了大量分析。早在1 9 8 6 年 加利福尼亚m e n l op a r k 地调局的e a r le b r a b b 就开始使用g i s 的数据处理、数字绘图 和数据管理等功能进行加利福尼亚s a nm a t e o 地区的地质灾害研究。1 9 8 7 年该局的 c a r t hm w e n t w o r t h 与s t e p h e nd e l l e n 等利用g i s 对区域工程地质作了进一步的分析。 1 9 8 9 年，美国的m i c h a e la f i n n e y 与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 s c p e t e r 等利用g i s 对工程数据进行评价。 印度的r o o r k e e 大学地球科学系的r p g u p t a 与b c j o s h i 在1 9 9 0 年用g i s 第一章绪论 方法进行了喜马拉雅山麓r a m g a n g ac a t c h m e n t 地区的滑坡灾害危险性分带研究。该研 究利用多源数据，如航片、删s 数据、假彩色合成图像与各种野外数据，分析了地质、 构造、地形、土地利用及滑坡分布等相关因素，并将其储存在g i s 系统中，利用g i s 的 存储、更新、网格化、空间叠加功能，在图上绘出了滑坡灾害危险性分区图。 1 9 9 1 年美国弗吉尼亚州地调局的r u s s e l lh c a m p b e l l 等用g i s 对滑坡灾害进行 了空间预报。美国密苏里州的r b j a c o b s o n 等用g i s 分析滑坡位置。意大利a c a r r a r a 等学者将g i s 技术与统计模型结合应用于滑坡灾害的评价。新西兰学者r s o e t e r s 等 则将g i s 与r s 技术结合应用于山地灾害分析和环境评价。1 9 9 2 年，加拿大的a f c h u n g 和a g f a b b r i 等学者利用g i s 进行了滑坡灾害分区的多因素综合分析。1 9 9 4 年，美 国科罗拉多州立大学m a r i om e d i a - n a v a r r o 和e l l e ne w o h l 在哥伦比亚的麦德林地区 利用g i s 开展地质灾害风险评估，其重点考虑了基岩与地表地质条件、构造地质条件、 气候、地形、地貌单元、水文条件等因素，他们利用g i s 软件的空间信息存储、缓冲分 析、d e m 模型及叠加分析等功能，对滑坡、洪水和河岸侵蚀等灾害进行了分析，并进行 了脆弱性评价。1 9 9 6 年m a r i om e d i a n a v a r r o 等人又将g i s 技术与决策支持系统( d n s ) 结合，利用g i s 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，进行了灾 害敏感性分析、脆弱性分析及风险评估。1 9 9 7 年c j v a nw e s t e n 等人分析了g i s 在 不同尺度地质滑坡危险性评价中的应用，将g i s 与统计模型结合划分滑坡灾害区域。 1 9 9 8 年r n a g a r a j a n 等人分析了热带地区地形与气候因子与滑坡敏感性之间的关系， 并且利用该方法对印度k o n k a n 地区的滑坡敏感性进行了分析。2 0 0 0 年s a r ol e e 与 k y u n g d u c km i n 等人用g i s 的空间数据管理功能和空间分析能力结合遥感数据分析了韩 国y o n g i n 地区滑坡敏感性。n 3 3 1 2 2 国内研究现状 将g i s 技术应用于地质灾害研究中，我国起步较晚，研究程度较低。但近年来也取 得了令人瞩目的成就，g i s 技术己成为国内地质制图、地质环境调查、地质环境评价研 究中不可缺少的工具。 ( 1 ) g i s 在地质灾害调查、评价方面的应用 我国地质数据信息系统起步于2 0 世纪8 0 年代中后期，现己取得了一定的成绩。原 地质矿产部于1 9 8 6 年对全国地矿信息系统建设作出了规划，根据总体方案，该系统包 含1 2 个子系统，7 7 个国家级数据库和一定的模型库与方法库。 4 长安大学硕士学位论文 工程地质数据库主要针对工程地质行业，是建立在数据库技术基础上将大量分散的 工程地质资料进行有效管理，为规划、勘察、设计等部门提供各种工程地质资料和工程 地质评价的信息系统。 2 0 0 1 年，阮沈勇、黄润秋等将信息量模型和g i s 系统相结合，对长江三峡库区新 滩一巴东库段的地质灾害进行研究，得出了该地区的危险性区划。2 0 0 2 年，武强、陈 佩佩等在对山西榆次地裂缝灾害研究时，把g i s 与人工神经网络相结合建立了地裂缝灾 害活动性评价系统。1 中国地质环境监测院在相关单位的配合下，结合国家“1 ：5 0 万省( 市、自治区) 环境地质调查( 1 9 9 2 2 0 0 3 ) 与国家“县( 市) 地质灾害调查计划 ( 1 9 9 9 2 0 0 5 ) ，基 于w i n d o w s 9 8 环境，在m a p g i s 系统上进行二次开发，开发出了县( 市) 地质灾害调查 与区划信息管理系统( c g h i s ) 。此系统是在地理信息系统的基础上运用新的计算机技术 和网络技术开发而成，系统的目标是开发一套支持全国地质灾害调查与三峡库区地质灾 害调查数据库录入系统和基层浏览平台软件工具系统，要做到图形数据与属性数据一体 化，操作简单、易用、可扩展。口- 町 朱红波，郭宏俊( 2 0 0 3 年) 在基于g i s 的土地整理基础信息数据库建立中，将空 间数据库与属性数据库分别完成，之后再通过统一编码将其连接起来，完成整个土地整 理信息数据库的建立。阳1 ( 2 ) g i s 在地质灾害预警方面的应用 1 9 9 7 年，成都理工学院地质灾害防治和地质环境保护国家专业实验室承担了“山 区小流域地质环境及地质灾害预测的g i s 系统 。原地质矿产部水文地质工程地质研究 所和全国地质环境监测总站合作，相继完成了“省( 市、自治区) 环境地质调查空间数 据库标准”与“省( 市、自治区) 环境地质调查信息系统：的研究工作。1 9 9 8 年，国 土资源部长江三峡地质灾害防治指挥部、全国地质环境监测总站和成都理工学院等进行 了“地质灾害信息系统及防治决策支持系统 的专项开发研究。 地质数据库的建立分为2 个部分，先建立空间数据库和属性数据库，再通过统一的 字段将其连结起来，进而完成整个数据库的建立。 韦京莲( 2 0 0 2 年) 在建立地质灾害信息系统过程中，对于数据库部分，将空间图 形数据按国际分幅图幅录入，并在建立相应的图元内部属性库后进行各图幅的拼接，然 后利用m i c r o s o f ta c c e s s 建立属性数据库，将灾情、灾害特征、灾害防治和社会经济 等一系列信息输入至属性数据库中，通过统一编码将属性数据库和空间数据库连接起 第一章绪论 来，从而实现地质灾害信息系统的建立。n 仉1 1 1 成都理工大学的孙渝江，在三峡库区塌岸信息管理系统设计与实现中，根据收集的 资料与现实特点，将不同比例尺的图片分为一层，在各相应比例尺下根据空间信息逻辑 内容，将其划分为基础地理、基础地质、地质灾害等图层，为空间数据库的第二层。然 后根据图元类型与图素内容再进一步划分子图层，如基础地理图层可分为境界图层、水 系图层、等高线图层等，每一子图层依据其空间数据类型，分别按点、弧段、多边形三 种图元类型分别存储。接着将属性数据库连接到空间数据库上面，完成数据库部分。n 2 j 3 3 严丽娟在基于g i s 的泥石流灾害数据库设计和应用分析中，对于数据库的建立，先 进行了专题图的矢量化( 在矢量化之前，对数据进行了分层) ，之后将每个图层建成不 同类型的工程文件：下一步是对矢量图的编辑( 包括点数据的编辑，线编辑和拓扑关系 的建立与重建工作) ，接着进行矢量图误差校正，图幅拼接，属性数据库的建立。其中 的图幅拼接具体操作是，先建立图库，根据不同的分幅方式，输入不同的参数。当然， 建库之前，必须保证建库的数据文件在当前的工作目录下。另外图幅接边要求图库中的 各点文件与线文件的属性结构保持相同，然后在输入图幅时插入图幅文件，必须将文件 插入到同一图层中。然后对拼接处的线进行编辑，拓扑处理，使拼接图建立起正确的拓 扑关系。n j 4 1 5 1 综上所述，在地质灾害数据库建立过程中，空间数据库和属性数据库的建立是关键 的一部分内容，我们在做这部分工作时应注意统一编码的编写，以便于空间数据库和属 性数据库的连接。 1 3 府谷县地质灾害研究现状 涉及该区的地质灾害调查工作始于2 0 世纪7 0 年代未期，现将开展的主要工作简述 如下： l 、1 9 7 9 年0 0 9 2 9 部队完成的1 ：2 0 万神木幅 j 一4 9 - ( 9 ) 区域水文地质普查工作， 对该区的斜坡稳定性影响因素，主要地质灾害类型进行了初步分析和评价。 2 、1 9 8 9 年陕西省开展的“陕西省重大自然灾害综合研究与防灾减灾对策 项目， 对了解区内灾害类型及与区域上进行对比，具有一定的参考价值。 3 、1 9 9 0 年陕西省遥感中心完成的“陕西省国土资源遥感调查”项目，该项目通过 遥感方法，较为系统地分析了陕西省自然灾害的分布规律等。 4 、1 9 9 2 年商洛地区水电勘探队，榆林地区防汛抗旱办公室完成的榆林地区重点 6 长安大学硕士学位论文 滑坡调查报告，对本县地质灾害的发育规律，提出了防治措施及建议。 5 、1 9 9 3 年陕西省滑坡办公室编制的“陕西省滑坡分布图及“陕西省滑坡灾害预 测图”，将府谷县划分为灾害轻度区。 6 、1 9 9 9 年中煤航测遥感局完成的神府东胜煤田环境遥感调查项目，对采空区 地面塌陷进行了动态分析。 7 、2 0 0 0 年陕西省地质矿产勘查开发局第二水文地质工程地质队完成的陕西省环 境地质调查报告，对该区地面塌陷情况进行了一定的论述。 8 、2 0 0 1 年由北京地质矿产勘查开发总公司完成的神朔铁路复线工程 ( k 3 2 + 6 0 0 + k 9 8 + 0 0 0 段) 建设用地地质灾害危险性评估报告。 9 、2 0 0 2 年由北京地质矿产勘查开发总公司完成的府店一级公路建设用地地质灾 害危险性评估报告。 1 0 、由陕西省地质矿产勘查开发局第二水文地质队先后完成的，神府一东胜煤田 环境地质与水资源综合评价、陕西省黄土地区崩塌滑坡灾害调查、陕西省土地荒漠 化环境地质调查综合评价等工作。 1 1 、2 0 0 3 年由陕西省地质矿产勘查开发局第十三地质队完成了陕西省府谷县地 质灾害调查与区划报告。 1 2 、2 0 0 8 年由陕西省地矿局九o 八水文地质工程地质大队完成了陕西省府谷县 地质灾害详细调查与区划报告。 上述诸项工作均对该县的地质灾害情况进行了一定的调查和分析，取得了一定的成 果，初步查明了该区的地质灾害类型、规模、特征、发生条件和发育规律及其造成的重 大经济损失，为本次研究提供了重要的参考资料。 1 4 研究目标、内容和技术路线 1 4 1 研究目标 借鉴国内外地质灾害数据库研究方面的成功经验，结合府谷县地质灾害详细调查， 利用a r c g i s 空间技术在区域地质灾害预测和评价中的理论方法，设计并建立府谷县地 质灾害数据库，利用该数据库完成府谷县地质灾害评价因子的选取，从而进行府谷县地 质灾害易发程度分区，并进行易发区评价，揭示府谷县地质灾害的分布特征，为府谷县 地质灾害防治提供科学依据。 7 第一章绪论 1 4 2 研究内容 在府谷县地质灾害详细调查的基础上，结合硕士论文的编写，确定主要研究内容为 以下几个方面。 ( 1 ) 府谷县地质灾害数据库设计 通过对府谷县崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等地质灾害调查数据的整理和分析， 用a r c g i s 为基本平台，对府谷县地质灾害数据库的结构与功能，数据类型、编码与存 储方式，图形数据库与属性数据库的交互查询、属性数据的统计分析等进行全面设计， 为府谷县地质灾害数据库的建立奠定良好基础n 副。 ( 2 ) 府谷县地质灾害数据库建立 利用a r c g i s 9 0 中的a r c c a t a l o g 模块，建立基于p e r s o n a lg e o d a t a b a s e 的府谷县 地质灾害图形数据库，利用m i c r o s o f ta c c e s s 把图形数据库中各灾害点的各种特性， 通过统一编码建立属性数据库，并以外挂库的形式，将属性数据库连接到图形数据库上， 完成数据库的建立n r l 9 1 。 ( 3 ) 府谷县地质灾害数据库应用 基于府谷县地质灾害数据库，完成府谷县地质灾害信息系统的初步开发，实现滑坡、 崩塌、泥石流灾害评价因子( 灾点分布密度、地形地貌、岩土体类型、人类活动、降雨 量) 的提取，研究影响府谷县地质灾害易发程度的原因。 ( 4 ) 府谷县地质灾害易发程度分区及评价 基于g i s 技术实现评价指标的量化，利用a r c g i s 功能对府谷县地质灾害易发程度 进行分区，并进行易发区评价。 1 4 3 研究技术路线 为完成以上研究内容，本文制定研究技术路线如图1 1 所示： 8 长安大学硕士学位论文 图1 1 府谷县地质灾害数据库建立及应用研究技术路线图 9 第二章府谷县自然地理与地质环境 第二章府谷县自然地理与地质环境 2 1 地形地貌 府谷县处于内蒙古高原与陕北黄土高原东北部的接壤地带。总的地势西北高，东南 低，主要由西北至东南流向的黄甫川、清水川、孤山川、石马川四条河流和相应的五道 梁峁为骨架，构成府谷“三角形地形。海拔高度在7 8 卜1 4 2 6 5 m 间，相对高差为6 4 6 5 m ， 自第四纪以来，由于受新构造运动的作用以及人类几千年来的活动影响，区内植被稀少， 水土流失严重，地形支离破碎，形成了较为独特的地貌景观，区域内地貌可分为：风沙 地貌、黄土地貌、河谷阶地地貌 2 8 - 3 7 】( 见附图1 ) 。 2 1 1 风沙地貌 主要分布在西部长城沿线一带，海拔1 0 0 0 - - 1 4 2 6 5 m ，面积1 8 1 7 3 k m 2 ，占总面积 5 6 3 。本区由于邻近沙漠，风力强劲，已出现土地沙化现象，一些丘陵坡面上已有片 沙或沙丘断续分布。其形态为各种固定、半固定，流动的新月型沙丘、沙丘链、长条型 沙垄及沙滩组成。沙丘、沙垄一般长数十米至百余米，高1 0 3 0 m ，受西、西北风影响， 每年向东南移动3 - 8 m 。大昌汗、庙沟门以北地区，地处沙漠和黄土区过渡带，在梁面 低洼处和背风坡有片沙流动沙丘和波状平沙地分布，其面积大小不一，形态各异，这种 沙丘流动性颇大。 2 1 2 黄土地貌 主要分布在东部及西南部，面积2 7 9 8 4 3 k m 2 ，占总面积的8 6 6 6 。按黄土地貌的 形状、特征，海拔高程可分为黄土梁峁沟壑区、黄土梁岗区、峡谷丘陵区。 ( 1 ) 黄土梁峁沟壑区：主要分布在孤山川沙梁至野芦沟以东新城川以南。海拔 1 2 0 0 1 3 0 0 m ，东部和孤山以南梁多峁少，孤山以北以峁为主。梁面宽缓平坦，宽一般为 1 0 0 2 5 0 m ，最宽可达5 0 0 m 以上，以l o 。2 0 。的坡角向两侧沟谷倾斜。梁顶窄狭，沿 分水岭有较大的起伏：地面十分破碎。梁峁沟壑区岩性均一，透水性好，汇水面积小， 水土流失严重。 ( 2 ) 黄土梁岗区：主要分布在新民、三道沟乡一线以西，海拔1 0 0 0 - - - - 1 2 8 0 m ，为黄 土梁峁沟壑区与沙漠滩地区的过渡地带。其特点是，黄土梁岗常被黄土披盖，地面较平 缓，起伏高差小，一般5 - 1 0 m ，流水侵蚀较微弱，冲沟切深一般2 0 - 4 0 m ，梁面多呈北西 一南东或近东西向展布，宽2 0 0 - - 2 0 0 0 m 不等，以5 。- 2 0 。的坡角向两侧变陡，此地貌 一般较黄土梁峁沟壑区地表径流少、透水性好、汇水面积大，故水土流失不严重。 ( 3 ) 峡谷丘陵区：分布于黄河沿岸及黄甫川、清水川、孤山川、石马川下游。除 1 0 长安火学硕士学位论文 黄河呈北东一南西向外，其余均呈北西一南东向。由于水系发育，高差较大，黄土剥蚀 严重，大部分基岩裸露。沟谷多下切至基岩，因从梁、峁的分水线至沟底的相对高差往 往很大，一般都在1 0 0 2 0 0 m 间。横断面均呈“v 字形或“u 字型，沟坡一般6 0 。8 0 。，陡者直立，形成悬崖峭壁，地形极险恶，易形成崩塌、滑坡等地质灾害。 2 1 3 河谷阶地地貌 主要分布在黄河及黄甫川、清水川、孤山川等河流沿岸，海拔7 8 0 1 3 1 7 m ，面积 2 4 8 8 4 k m 2 ，占全县面积的7 7 1 。 本地貌区除清水川、黄甫川( 麻镇以上) 中上游局部河段一、二级阶地及黄河高低 河漫滩为堆积式阶地外，大多为基座式阶地。 一级阶地：河漫滩，沿黄河、黄甫川、清水川、孤山川两侧断续分布，黄河漫滩沉 积高出河床5 1 0 m 。 二级阶地：在清水川、黄甫川中上游比较发育，其它河段零星分布，前缘高出河床 2 5 _ 3 0 m ，宽2 5 8 0 m ，多以3 。5 。的坡角向河床倾斜。 三级阶地：主要分布在黄甫川、清水川中上游，前缘高出河床4 卜5 0 m ，因河床的 往复侧向迁移，保存不好，残缺不全。 高级阶地：四级阶地高出河床6 0 8 0 m ，因外力地质作用影响，保存不好，五级以 上阶地保存更差，更是少见。 地质灾害在地貌上的发育特征为：风沙地貌地区地质灾害易发程度低，以人为地质 灾害为主，主要为煤矿采空区地面塌陷；黄土地貌中梁峁沟壑区和黄土梁岗区，地质灾 害易发程度中等，既有人为地质灾害，也有自然地质灾害，灾害类型有崩塌、滑坡及地 面塌陷：峡谷丘陵区和河谷阶地地貌：地质灾害易发程度高，以自然地质灾害为主，灾 害类型主要为崩塌、滑坡及泥石流等。 2 2 气象与水文 2 2 1 气象 府谷县属于中温半干旱大陆性季风气候，年平均气温9 1 ，极端最低气温一2 4 ， 极端最高气温3 8 9 ，最热为7 月份，平均2 3 9 ，最冷为1 月份，平均一8 4 。据府 谷县气象局提供资料从1 9 5 9 年- 2 0 0 6 年府谷降水量在地域分布上由西北向东南逐渐增 大趋势，县西北部为寒冷干燥风沙区，年平均降水量3 8 0 - - - 4 0 0 m m ，且暴雨少，冰雹多， 风沙大。中部为寒冷干燥梁峁沟壑区及河谷阶地区。降水稍多，年平均降水量为 4 0 0 4 4 0 m m ，暴雨少，冰雹大，风多。东南部为寒温半干旱峡谷丘陵区及河谷阶地区， 1 l 第二章府谷县自然地理与地质环境 降水为全县之冠，达4 4 0 - - - 4 6 0 m m ( 见图2 1 、图2 2 ) 2 8 - 3 7 1 。 降水量( 魍蟛 l 图2 1年降水量分布图 月份 府谷年平均降水量4 2 8 6 m m ( 1 9 5 9 2 0 0 6 年) ，年最大降水量8 4 9 6 m m ( 1 9 6 7 年) ， 年最小降水量2 1 1 7 m m ( 2 0 0 6 年) ，府谷县地处中温带半干旱地区，是4 0 0 m m 降水的边 缘地带，降水量不足，年蒸发量1 1 9 2 2 m m ，相当降水量的2 5 倍。 年内降水量变化大，年内降水主要集中在7 - 9 月份，占总量的6 9 ，尤以8 月份最 多，平均为1 3 2 5 m m ，约占总量的2 5 ，并多以暴雨形式出现。历年降水强度差异很大， 如8 月份最大降水量4 0 4 3 m m ( 1 9 6 7 年) ，最小仅为2 4 1 m m ( 1 9 9 7 年) 。1 2 月份降水量 最小平均为2 4 m m 。降水强度各地不一，府谷境内日最大降水量达1 8 1 8 m m ，时最大降水 量5 3 5 m m ，1 0 分钟最大降水量1 6 7 m m ，连阴雨最长时间1 4 天，最短时间2 天，连阴雨 最大降水量1 8 2 2 咖，最小降水量0 3 n r n 。暴雨年平均次数0 7 次，即5 年4 遇，年暴雨最多 次数3 次。 1 2 长安大学硕士学位论文 2 2 2 水文 图2 2 府谷县年降水等值线图 府谷县河流错综，沟壑密布 2 8 - 3 7 】。 悖牛川、清水川、石马川、胡桥沟等， 流经县境内的河流主要黄河、黄甫川、孤山川、 全属黄河水系，县境内流域面积在l o k m 2 以上的 第二章府谷县自然地理与地质环境 河流6 2 条( 见图2 3 ) 。河流多年平均径流量约为5 9 1 1 0 9 m 3 ( 黄河未计入内) ，其中客 水径流量为3 0 0 2 x1 0 9 m 3 ，自产水为2 9 0 2 x1 0 9 r n 3 。径流的年内变化和降雨量的年内分 布相一致，大部分径流集中在汛期卜9 月份，其径流量约占年径流总量的7 0 3 。冬 季1 2 1 月径流量仅占年径流总量的3 。多数河流属季节性河流，雨季暴涨，旱季断 流。 黄河：蜿蜒于县境东部，自墙头乡入境，由东北向西南流经本县墙头、黄甫、海则 庙、府谷镇、碛塄、武家庄、王家墩等9 个乡镇，由王家墩乡的白云乡村出境，境内流 长1 0 3 k m ，占黄河全长5 4 6 4 k m 的1 9 。境内流域面积2 7 6 0 k m 2 ，占全县总面积的8 6 ， 多年平均流量8 2 2 m 3 s ，年过经量2 5 9 1 0 9 m 3 s ，年输沙量3 6