（环境工程专业论文）基于arcgis的温州市地质灾害数据库建立及应用.pdf

摘要 温州市是我国地质灾害频发地区之一，滑坡、泥石流等地质灾害给当地人民的生 命财产造成了巨大的损失。本研究在温州市各区县地质大调查的基础上，以温州市地 质灾害预测预警系统的建立与应用为目的，对地质灾害危险性评价因子提取以及分级 标准进行了研究，建立了基于a r c g i s 的温州市地质灾害数据库、地质灾害预测信息 系统。本研究对温州市地质灾害防治工作的开展具有重要的理论意义和实践意义。 本研究在对滑坡、泥石流等地质灾害数据库进行总体设计的基础上，选用国际上 优秀的地理信息软件a r c g i s 作为基础平台，建立了滑坡、泥石流的图形数据库，并 选用m i c r o s o f t a c c e s s 建立了地质灾害的属性数据库，通过在图形数据库和属性数据库 中设立统一的灾害编码将图形数据库和属性数据库连接起来。在此基础上，我们将整 个温州市轮廓进行栅格化处理，将其划分成1 6 1x1 6 0 个l k m xl k m 的规则网格，其 中每个规则网格包含4 0 x 4 0 个2 5 m x 2 5 m 的栅格单元。利用a r c g i s 的空间分析 ( s p a t i a l a n a l y s t ) 模块，对滑坡、泥石流等地质灾害的各个危险性评价因子进行提取， 各个评价因子与地质灾害点进行叠加后，通过分带统计将各个地质灾害的危险性评价 因子进行分级，之后根据模糊综合评判法原理，结合滑坡、泥石流等地质灾害危险性 评价因子的分级标准，并根据多位专家对地质灾害评价因子进行打分后得到的各个评 价因子的权重值，再通过本人编写的v b 程序代码进行计算，得到各个l k m xl k m 评 价单元的值，再利用a r c m a p 给温州市轮廓的栅格图层上的各个评价单元赋上通过程 序计算所得的评价单元的值，处理后得到地质灾害危险性分布图。 本研究利用v i s u a lb a s i c 6 0 计算机开发语言结合a r c o b j e c t s 开发平台进行二次开 发，建立了温州市地质灾害危险性预测预警系统，该系统结合模糊综合评判法和次降 雨量对温州市滑坡、泥石流的危险性进行分析，能够得出次降雨滑坡、泥石流的危险 性分布图。温州市危险性预测系统还可以结合滑坡、泥石流的属性数据及图形数据进 行信息查询。 关键词：地质灾害，空间数据库，评价因子，a r c g i s ，二次开发，信息系统 a b s t r a c t w e n z h o ui so n eo ft h o s ea r e a st h a tg e o l o g i c a lc a l a m i t i e sf r e q u e n t l yo c c u ri no u r c o u n t r y g e o l o g i c a lc a l a m i t i e sl e a dt oe n o r m o u sl o s s e st ol o c a lp e o p l e sl i v e sa n dp r o p e r t i e s ， s u c h 嬲l a n d s l i d e ，m u d r o c kf l o w ，e t c i no r d e rt os e tu paf o r e c a s t i n ga n de a r l y - w a r n i n g s y s t e ma n dp u ti ti n t op r a c t i c e ，a n do nt h eb a s i so fg e o l o g yi n v e s t i g a t i o no f a l lt h ea r e a sa n d c o u n t i e so fw e n z h o u ，t h i sr e s e a r c ha n a l y z e st h ea s s e s s m e n tf a c t o ro ft h er i s ka p p r a i s a lo f g e o l o g i c a l c a l a m i t i e sa n di t s g r a d i n gs t a n d a r d ，t h u s ，t h ed a t a b a s e a n df o r e c a s t i n g i n f o r m a t i o ns y s t e mo fg e o l o g i c a lc a l a m i t i e so fw e n z h o uh a v eb e e ns e tu p ，w h i c hi sb a s e d o na r c g i s t h e r e f o r e ，t h i sr e s e a r c hi sv e r ys i g n i f i c a n tt ob o t ht h e o r ya n dp r a c t i c eo ft h e d e v e l o p m e n to ft h eg e o l o g i c a lc a l a m i t yp r e v e n t i o no fw e n z h o u o nt h eb a s i so fg e n e r a ld e s i g no ft h ed a t a b a s eo fg e o l o g i c a lc a l a m i t i e s ，t h eg r a p h i c s d a t a b a s eh a sb e e ns e tu pw i t ht h eo u t s t a n d i n gi n t e r n a t i o n a ls o f t w a r ea r c g i sa st h eb a s e p l a t f o r mi nt h er e s e a r c h m e a n w h i l e ，w ea l s os e tu pt h ep r o p e r t yd a t a b a s ew i t hm i c r o s o f t a c c e s s ，鹤ar e s u l t ，t h eg r a p h i c sd a t a b a s ea n dt h ep r o p e r t yd a t a b a s ea r ec o m b i n e dt o g e t h e r w i t ht h ec a l a m i t yc o d i n gs e tu pi nt h et w od a t a b a s e s w i t ht h em o d u l eo fs p a t i a la n a l y s to f a r c g i s ，w et a i ld i s t i l lt h ea s s e s s m e n tf a c t o ro ft h er i s ka p p r a i s a lo fg e o l o g i c a lc a l a m i t i e s ， t h e na f t e rs u p e r p o s i n gt h e s ea s s e s s m e n tf a c t o r s ，w ec a ng i v eag r a d i n go ft h e mw i t ht h e m e t h o do fz o n a ls t a t i s t i c s ，t h u s ，a c c o r d i n gt ot h ep r i n c i p l eo ff u z z yc o m p r e h e n s i v e e v a l u a t i o na n dt h eg r a d i n gs t a n d a r do fh ea s s e s s m e n tf a c t o ro ft h er i s ka p p r a i s a lo f g e o l o g i c a lc a l a m i t i e s ，嬲w e l la st h ew e i g h to fe a c ha s s e s s m e n tf a c t o rg i v e nb ym a n y e x p e r t s ，t h ev a l u eo fe a c ha s s e s s m e n tc e l lc a nb ec a l c u l a t e dw i t ht h ev bp r o c e d u r ed e s i g n b yt h ea u t h o r t h e n ，a f t e rg i v i n gi t sv a l u et oe a c ha s s e s s m e n tc e l lo ft h ep r o f i l eo fw e n z h o u w i t ha r c m a p ，t h ed i s t r i b u t i o nm a po fr i s ka p p r a i s a lo fg e o l o g i c a lc a l a m i t i e sc a nb eg a i n e d i nt h i sr e s e a r c h ，o nt h eb a s i so ft h es e c o n d a r yd e v e l o p m e n to fv b 6 0a n da r c o b je c t s ， t h ef o r e c a s t i n gi n f o r m a t i o ns y s t e mo fg e o l o g i c a lc a l a m i t i e so fw e n z h o ui ss e tu p i nt h i s s y s t e m ，t h ed i s t r i b u t i o nm a po fr i s ka p p r a i s a lo ft h el a n d s l i d ea n dt h em u d - r o c kf l o wo f e v e r yr a i n f a l lc a nb eg a i n e d ，a c c o r d i n gt ot h ea n a l y s i so ft h er i s ka p p r a i s a lb a s e do nt h e f u z z yc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o na n dt h er a i n f a l l w h a t sm o r e ，a c c o r d i n gt ot h ef o r e c a s t i n g i i i n f o r m a t i o ns y s t e m ，w ec a no f f e raq u e r ys y s t e mo ft h ed a t ai n f o r m a t i o no ft h eg r a p h i c sa n d t h ep r o p e r t yo ft h el a n d s l i d ea n dt h em u d r o c kf l o w k e yw o r d s ：g e o l o g i c a lc a l a m i t y ；s p a t i a ld a t a b a s e ；a s s e s s m e n tf a c t o r ；a r c g i s ； s e c o n d a r yd e v e l o p m e n t ；i n f o r m a t i o ns y s t e m i i i 5 4 7 地质灾害危险性等级分析一5 5 结论与建议5 7 参考文献5 9 p 付录6 4 攻读学位期间取得的研究成果8 l 致 谢8 2 插图目录 图1 1温州市地质灾害数据库建立及应用研究技术路线图8 图2 1温州市历史地质灾害点分布示意图1 3 图3 1 温州市数据库结构设计图1 8 图4 1 温州市不同坡度范围滑坡分布图2 7 图4 2 温州市不同类型地质岩性滑坡灾害点分布图2 9 图4 3 温州市不同地貌类型滑坡灾害点分布图3 l 图4 4 温州市主要断裂不同缓冲区内滑坡灾害点分布图3 乙 图4 5 滑坡在不同降雨量区域的分布图3 7 图4 6 温州市不同相对高差下泥石流分布情况3 9 图4 7 泥石流灾害点在不同降雨量下的分布图：4 4 图4 81 9 9 9 年9 月4 日降雨温州市滑坡危险性分级图4 6 图5 1a r c g i s 9 0 体系一览图一4 9 图5 2 地质灾害预测系统功能模块结构图5 l 图5 3 系统总体界面5 2 图5 4 系统主要工具条5 2 图5 5 数据添加对话框5 3 图5 6 删除数据图层5 3 图5 7 导航图功能示意图5 4 图5 8 属性显示框。5 5 图5 9 地质灾害等级分级计算示意图5 5 图5 1 0 地质灾害危险性等级分析对话框5 6 v i 表格目录 表3 1图形数据库图层结构表2 1 表3 2 滑坡灾害点属性数据库结构表2 3 表3 3 泥石流灾害点属性数据库结构表2 4 表4 1温州市滑坡历史灾害点和规模分级结果2 6 表4 2 温州市不同坡度范围滑坡灾害点统计表2 7 表4 3 温州市不同坡度范围滑坡灾害发生危险性分级标准2 8 表4 4 温州市不同类型岩性滑坡灾害点数量和密度统计结果3 0 表4 5 温州市不同类型岩性滑坡灾害发生危险性分级标准3 0 表4 6 温州市不同地貌类型滑坡灾害发生统计表3 1 表4 7 温州市不同地貌类型下滑坡发生危险性分级标准3 l 表4 8 温州市主要断层不同范围滑坡灾害发生统计表3 3 表4 9 温州市主要断层不同范围滑坡灾害危险性分级表3 3 表4 1 0 温州市主要居民区周围不同距离滑坡灾害点统计表3 4 表4 1 l温州市主要居民区周围不同范围滑坡灾害发生危险性分级表3 4 表4 1 2 温州市三种主要类型道路周围不同距离滑坡灾害点统计表3 5 表4 1 3 温州市三种主要道路周围不同距离滑坡灾害危险分级表3 5 表4 1 4 温州市不同降雨特征滑坡灾害点发生统计表3 7 表4 1 5 温州市不同降雨条件下滑坡灾害危险性分级表3 8 表4 1 6 温州市不同相对高差下泥石流分布表3 8 表4 1 7 温州市不同相对高差下泥石流危险性分级表3 9 表4 1 8 温州市不同沟谷纵比降下泥石流分布统计表4 0 表4 1 9 温州市不同沟谷纵比降下泥石流危险性分级表4 0 表4 2 0 温州市不同沟谷密度下泥石流分布表4 l 表4 2 1温州市不同沟谷密度下泥石流危险性分级表4 1 表4 2 2 温州市不同历史灾害点密度及规模情况下泥石流危险性分级4 2 表4 2 3 温州市不同地质岩层下泥石流危险性分级表4 2 表4 2 4 温州市泥石流灾害点与地层岩性关系表4 3 表4 1 4 温州市不同降雨特征滑坡灾害点发生统计表4 4 表4 1 5 温州市不同降雨条件下滑坡灾害危险性分级表4 5 i 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，均已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： 磁t 骈 御年乃3 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：强1 l ，毛鲜 7 7 年期3 e l 铷一取哆7 叫日 长安大学硕十学位论文 1 1选题背景 第一章绪论 随着城市现代化建设进程的加速，人口急剧增长，经济的迅速发展和自然资源的 大量消耗，不仅造成环境污染和生态环境退化，而且导致地质灾害的频繁发生，人类 生存的环境日益恶化，环境问题对社会经济发展的制约作用越来越突出。 地质灾害是山区一种常见的自然灾害现象，滑坡和泥石流不仅造成山区环境破坏， 还会危害到山区人民的生存和经济建设，破坏交通通信和水利设施，甚至毁坏城镇、 村庄，造成大量的人员伤亡和经济损失。随着社会经济的发展，人类活动的不断增强， 使得滑坡和泥石流等地质灾害活动越来越活跃，灾害日益严重，这对滑坡、泥石流等 地质灾害的预测和防治工作提出了越来越高的要求。 自然灾害尤其是地质灾害是人类可持续发展中面临的一个巨大的挑战。据统计我 国自然灾害直接经济损失，2 0 世纪1 9 5 0 至1 9 6 0 年代平均每年4 0 0 - - 5 0 0 亿元，1 9 7 0 至1 9 8 0 年代平均每年5 0 0 , - , 6 0 0 亿元，进入1 9 9 0 年代己增到1 0 0 0 亿元以上，1 9 9 6 年 达到2 3 0 0 亿元左右。建国以来，截止1 9 9 0 年，因灾害死亡人口约5 0 余万人，直接经 济损失达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 。 巨大的灾害损失，不仅直接造成了人民生命财产的损失，而且冲击了社会发展的各项 事业。对我国地质灾害最为严重的西南、西北山区来说，这一数字还要高，因此，加 强对地质灾害的研究己越来越紧迫。国内外对地质灾害的研究历史非常久远，但是把 地质灾害灾情评估尤其是地质灾害危险性评价作为地质灾害研究的一项重要内容则是 近几十年来的事。随着灾情评估理论和方法的不断完善，其在减灾工作中的作用也越 来越明显。但是，在传统地质灾害灾情评估理论和方法不断完善的同时，人们逐渐对 采用传统的地质灾害灾情评估方法有了新的认识和发现：对地质灾害评估的大量自然、 社会和经济数据难以共享，数据资料大多数为文字报告、统计图标和专题地图的形式， 灾害评估涉及大量的数据，使评价过程速度慢，误差大。a r c g i s 可以将数据收集、空 间分析和决策过程合为一个共同的信息流，从而将工作效率大大提高。 1 2目的意义 温州市位于浙江省东南部，是我国东部沿海开放城市之一，也是地质灾害多发地 第一章绪论 区，目前全市共有地质灾害( 隐患) 点1 5 4 9 处，威胁人口达三万余人，潜在经济损失 超过5 亿元。由于技术、资金和管理等方面的原因，温州市地质灾害在调查、监测、 预防和新技术、新方法应用方面还十分薄弱，严重阻碍了温州地质灾害防治和管理能 力的提高。 2 0 0 3 年以来，温州市的地质灾害越来越多，危害也越来越严重。目前，对于地质 灾害预测方面的资料，大多是小比例尺的地图，在灾害的判断上，有一定的局限性， 所以结合大比例尺( 如1 ：5 万地形图) 的图片，建立基于g i s 的地质灾害预测系统， 是十分必要的，这将有助于减少人民生命财产和经济损失。 将g i s 技术应用于区域性地质灾害预测评价可提高区域地质灾害灾情评估研究的 现代化水平和实际操作的效率，为区域地质环境管理和地质灾害评估的信息化提供参 考，有利于将区域内分散的大量数据资料集成共享，提高数据资源的利用价值。基于 a r c g i s 强大的数据库管理能力和空间分析功能，为边坡地质灾害预测评价而建立起来 的系统不仅能对系统资源有效集中管理、查询，而且能完成传统手工地质灾害评价中 无法完成的信息处理过程，很大程度上提高灾害预测的准确性和缩短评价周期，从而 为温州市的区域经济建设中遇到的边坡工程问题提供及时的辅助决策。 1 3 国内外研究现状 g i s ( g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m ，地理信息系统) 是对地球空间数据进行输入、 存储、检索运算、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，并且迅速形成一门结合上述各学科及其各类应用对象为一体的综合性高新技术。 它不仅可管理数据、文字信息和图形，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属性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，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， 它具有及时、迅速、准确、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、军事等领域得到广泛的应用，且效果良好。 近年来，随着现代科学技术的发展，将g i s 应用到地质灾害的研究中去，已成为 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 的强大技术功能，成为灾害学中的一项重要部分，国内外学者在这一领域 2 长安人学硕士学位论文 做了大量的理论研究及案例分析。 1 3 1国外研究现状 1 3 1 12 0 世纪1 9 9 0 年代以前 地质数据库起源于美国。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 转换成机器存储形式，存储在磁带或磁盘上。一些经济发达的西方国家，诸如美国、 加拿大、英国、法国等已建立并部分实现了地质数据信息的联机检索或商业化服务。 美国应用地质数据库最为普遍，其中著名的有：p d s ( 石油数据系统) ，储存了美国 和加拿大的石油与天然气田数据：c r i b ( 计算机资源信息库) ，储存有关世界金属与非 金属矿产资源数据：n c r d s ( 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 ) 经过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 据库等等。在这些数据库中存入全美国数万个矿床和矿点信息，数十万处钻孔和野外 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 t d 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 m 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 f 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、层理和节理等地质构造进行了评价分析， 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，应用此系统，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 ) 等等。加拿大安大略省矿 产部和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 算得到应用。 3 第一章绪论 同样国外发达国家对于g i s 在地质灾害研究中的应用也做了大量工作。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 和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。 19 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 s c p e t e r 等利用g i s 对工程数据进行评价。 1 3 1 22 0 世纪1 9 9 0 年以后 印度的r o o r k e e 大学地球科学系的r eg u p t a 和b c j o s h i 在1 9 9 0 年用g i s 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、m m s 数据、假彩色合成图像和各种野外数据，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与环境评价。1 9 9 2 年，加拿大的a f c h u n g 和a gf 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 阶n 趟7 1 6 瓜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，其重点考虑了基岩和地表地质条件、 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 认- n 越1 7 ：f 6 脚t o 等人又将g i s 技术与决策支持系统( d s 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 n w 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 和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。【l q 】 4 长安大学硕士学位论文 1 3 2 国内研究现状 我国将g i s 技术应用于地质灾害研究中，起步比较晚，研究程度比较低。但近年 来取得了令人瞩目的成就，g i s 技术在国内已成为地质制图、地质环境调查、地质环 境评价研究中不可或缺的工具。 1 3 2 1g i s 在地质灾害调查、评价方面的应用 我国的地质数据信息系统起步于2 0 世纪8 0 年代中后期，并取得了一定的成绩。原 地质矿产部曾于1 9 8 6 年对全国地矿信息系统的建设作出了规划，根据总体方案，该系 统包含1 2 个子系统，7 7 个国家级数据库和若干个模型库和方法库。 工程地质数据库是针对工程地质行业，建立在数据库技术基础上的将大量分散的 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及工 程地质评价的信息系统。 2 0 0 1 年，阮沈勇、黄润秋等人将信息量模型与g i s 系统相结合，对长江三峡库区 的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、 陈佩佩等人则在对山西榆次地裂缝灾害进行研究时将g i s 与人工神经网络相结合使用 建立了地裂缝灾害活动性评价系统。【1 可】 中国地质环境监测院在有关单位配合下，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 ) 和国家“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，开发了县( 市) 地质灾害调查与 区划信息管理系统( c g h i s ) 。本系统是在地理信息系统的基础上结合新的计算机技术 和网络技术开发而成，系统目标是开发一套支持全国地质灾害调查和三峡库区地质灾 害调查数据库录入系统和基层浏览平台软件工具系统，做到图形数据和属性数据一体 化，操作简便、快捷、易用、可扩展。【7 ，8 】 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，将通 行数据库和属性数据库分别完成，之后再通过统一编码将之连接起来，完成整个土地 整理信息数据库的建立。【9 1 1 3 2 2g 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与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 和“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， 5 第一章绪论 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，主要分为两部分，即空间数据库和属性数据库，通过统一的 字段将两个数据连结起来，进而完成整个数据库的建立过程。 韦京莲( 2 0 0 2 年) 在其建立的地质灾害信息系统的过程中，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，继而，利用m i c r o s o r a c c e s s 建立属性数据库，将灾情、灾害特征、灾害防治、 社会经济等一系列信息输入到属性数据库中，通过统一编码将属性数据库和空间数据 库连接起来，从而实现灾害信息查询、统计工作。 1 0 , 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 的资料和现实特点，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。再根据图元类型和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。 1 2 , 1 3 】 严丽娟在她的基于g i s 的泥石流灾害数据库设计与应用分析中，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，线编辑及 拓扑关系的建立和重建工作) ，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和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。【1 2 , 1 4 , 1 5 】 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很 重要的一部分内容，我们在做这部分工作时必须注意统一编码的编写，以便于以后空 间数据库和属性数据库的连接。 6 长安大学硕上学位论文 1 4 研究目标与主要内容 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，结合温州市的具体情况，利用 a r c g i s 空间技术在区域地质灾害预测及评价中的理论方法，设计并建立温州市地质灾 害数据库，利用该数据库完成温州市地质灾害危险性评价因子的提取，揭示温州市不 同降雨条件下地质灾害的空间分布特征，为温州市地质灾害预警提供科学依据。 1 4 2 主要研究内容 1 4 2 1 温州市地质灾害数据库设计 通过对温州市滑坡、泥石流等地质灾害调查数据的整理和分析，以a r c g i s 作为 基本平台，对温州市地质灾害数据库的结构和功能，数据类型、编码和存储方式，图 形数据库和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，为温州市 地质灾害数据库的建立奠定良好基础。【1 6 】 1 4 2 2 温州市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 的温州市地 质灾害图形数据库，利用m i c r o s o f ta c c e s s 把图形数据库中涉及到的灾害点的各种特 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，完成数据库的建立工作。【1 弘1 9 】 1 4 2 3 温州市地质灾害数据库应用 基于所建立的温州市地质灾害数据库，运用a o + v b 编制程序，完成温州市地质 灾害信息系统的初步开发，实现滑坡和泥石流灾害危险性评价因子的提取和不同降雨 条件下地质灾害危险性空间变化特征分析。 1 5 研究方法 利用温州市区域地质大调查资料和空间数据资料，结合数据库、地质学、灾害学 等相关理论和方法，建立基于a r c g i s 的研究区危险性预测与评价的图形数据库和属 性数据库。用a r c g i s 的a r c c a t a l o g 建立p e r s o n a lg e o d a t a b a s e 图形数据库，用m i c r o s o f t a c c e s s 建立属性数据库，在a r c g i s 数据库的基础上，根据温州地区的区域特征，同 时参考前人的研究成果确定评价的指标体系。应用所得评价因子和建立的评价模型完 成温州地区地质灾害的预测与评价。【2 0 】 7 第一章绪论 1 6 技术路线 本研究通过建立图形数据库和属性数据库，并根据统一编码将这两个数据库连接 起来，同时根据数据库的总体设计思路，建立空间数据库，在此基础上进行地质灾害 危险性评价因子的提取及分级，并建立地质灾害信息系统。 该研究的技术路线图如图1 1 所示。 图1 1 温州市地质灾害数据库建立及应用研究技术路线图 长安大学硕士学位论文 第二章温州市区域特征及地质灾害影响因子 2 1 研究区域基本概况 温州市是我国沿海对外开放的1 4 个港口城市之一，位于浙江省东南部，介于东经 1 1 9 0 3 7 1 2 1 0 1 5 ，北纬2 7 0 1 0 2 8 0 3 5 之间，处于亚热带中部。东面濒临东海，东北隔 乐清湾与玉环县相望；西面与丽水市相邻；北面接台州市的温岭、黄岩、仙居诸县； 南与福建省的福鼎、柘荣、寿宁三县为界。温州市辖瓯海、鹿城、龙湾三区，永嘉、 苍南、平阳等六县和瑞安、乐清二市( 县级市) ，总面积1 1 7 8 3 5 k m 2 ，人口7 4 6 1 万。 2 1 1 地形地貌 温州市是以山地丘陵为主的地区。全市陆地总面积中，山地面积有9 2 1 2 k m 2 ，占 7 8 2 ；平原面积有2 0 5 9 k m 2 ，占1 7 5 ：江河水面有3 4 0 k m 2 ，占2 8 ；岛屿面积有 1 7 3 k m 2 ，占1 5 。西部为山地地区，海拔1 0 0 0 m 以上的山峰连绵不绝，位于泰顺和 景宁县交界处的白云尖海拨1 6 1 1 3 m ，是全市最高峰。中部多为海拔5 0 0 8 0 0 m 的低 山。东部多为堆积平原，大部分海拔在l o m 以下，间有少数3 0 0 - - 5 0 0 m 的小山丘。温 州海域多岛屿，面积比较大的有洞头岛、大门岛、北麂列岛、南麂列岛等。洞头县的 岛屿占全市岛屿总数的2 3 。岛屿的地质构造、岩性和地貌形态与大陆相似，是与大 陆有直接联系的大陆岛。在江、海汇合的江口附近，有冲积岛屿，较大的有瓯江口的 七都岛和灵昆岛。( 根据温州市国土局资料) 2 1 2 气候 温州市地处我国的东南沿海，纬度较低，属亚热带季风风气候。全年温暖湿润， 四季分明，多年平均气温在1 8 左右。西部山区由于地势较高，年平均气温比东部、 南部沿海地区稍低，泰顺县多年均气温只有1 6 。 温州市是我国降水量较多的地区之一，多年平均降水量在1 5 9 0 m m 以上。降水自 东南沿海向西部增加，海岛洞头县降水量反而较少，只有1 2 0 0 m m 。临海的瓯海、乐 清、瑞安、平阳、苍南等县( 市、区) ，多年降水量均在1 7 0 0 m m 左右，西部山区迎 风坡多年平均降水量多达1 8 0 0 m m 以上。一年中夏季降水较多，每年5 , - - 6 月份南方带 来的暖湿气流与北方的干冷气流在温州上空相遇，形成了持续较长的阴雨连绵的“梅 9 第一二章温州市区域特征及地质灾害影响因子 雨天气；7 9 月份常受台风袭击，台风中心经过的地方往往一昼夜内降水量多达数 百毫米，狂风暴雨时常危害人民生命财产。( 根据温州市气象局资料) 2 1 3 水文 温州境内地形复杂，降水丰富，河流众多，主要河流有瓯江、飞云江、鳌江、清 江等。其中洞宫山以北的南雁荡山为瓯江水系和飞云江水系的分水岭，水系的排列形 状为羽状，河流断面具有谷深坡陡、水流湍急、多瀑布急滩、多“v 字形峡谷的特 点。虽然险滩瀑布对航运不利，但蕴藏着丰富的水力资源。据统汁，水力资源蕴藏量 达1 2 0 0 m w ，目前利用率不到1 1 0 。在乐清湾地段还可利用有利地形开发潮汐能。沿 海平原区有温瑞、瑞平两条骨干河渠，具有发展内河航运和养殖淡水鱼的良好条件。 2 1 4 土壤及植被 温州主要土壤有红壤、黄壤、盐土以及经过不断耕种改良的水稻土等。红壤主要 分布在低山丘陵地带。缓坡地土层较厚，可种植茶叶、油茶、柑枯等经济林和玉米等 杂粮。陡坡地也可绿化造林。黄壤是分布在海拔6 0 0 m 以上的山地土壤，宜发展林业 和开辟茶园。水稻土主要分布在沿海平原、山间盆地以及山麓地带。盐土主要分布在 滨海地区。目前有一部分尚为荒涂和晒盐场，其中脱盐土都已耕作。 温州原始植被是亚热带常绿阔叶林，也杂有暖温带落叶林成分，原始森林除泰顺 县西北部尚保存一小部分外，其它地区早已不见。常见林木有杉木、竹、柏、樟、山 胡椒、女贞等。温州市同时还是我国榕树分布的北界，河边到处可见榕树和榆柳。在 西部多