（自然地理学专业论文）基于gis的武隆县滑坡地质灾害危险性评价研究.pdf

摘要 基于g i s 的武隆县滑坡地质灾害 危险性评价研究 学科专业：自然地理学 指导教师：况明生教授 摘要 研究方向：地貌与环境信息系统 研究生：光磊( 2 0 0 2 4 1 9 ) 联合国国际减灾十年( 1 d n d r ) 委员会在1 9 9 1 年提出的国际减轻自然灾 害十年的灾害预防、减少、减轻和环境保护纲要方案与目标中，把灾害评估作 为i d n d r 要具体实现的三项目标中的第一项，说明开展灾害评估工作有极为重 要的意义。目前，我国在一些领域进行的灾害评估已经在减灾、防灾中发挥了重 要作用。不但为国家经济规划和工程建设提供了重要依据，而且直接指导了减灾 工作。然而，除地震之外的地质灾害由于还没有进行系统的评估研究，所以，迄 今还没有建立科学实用的评估方法，不同部门对同一种灾害得出的结果往往相差 悬殊，因此影响了有关管理部门的科学决策和加强地质灾害的监测与有效防治工 作。因此，进行地质灾害危险行评价工作既有理论意义，也具有重要的实用价值。 随着地理信息系统( g i s ) 技术的发展，为人类提供了一种认识和理解地学 信息的全新方式。地理信息系统技术已由最初有限的应用范围扩大到了目前几乎 所有与空间信息有关的应用领域。特别是进入九十年代以来。地理信息系统理论 的不断完善，导致了各种功能强大的商业地理信息系统软件的出现，大量实用的 地理信息系统软件的出现，又促进了地理信息系统向各个应用领域扩展。 本文针对滑坡地质灾害的危险性评价，以重庆武隆县为例，评价过程中在充 分借鉴前人的研究方法和成果的基础上，把g i s 技术引入到滑坡地质灾害危险性 评价中，把各种评价因子以图形、图像的形式用g i s 表现出来，然后利用g i s 软件( a r c g i s 8 1 ) 的强大的空间分析功能，并结合数理统计中的信息量法进行 运算，通过g i s 平台和专业分析统计软件( s p s s 或e x c e l ) 之间数据格式的交 换，最终成功的完成了武隆县滑坡地质灾害的危险性评价。整个研究过程解决了 摘要 很多实际问题，并取得了些有益的成果。取得的主要成果有： ( 1 ) 本文通过对研究区的滑坡危险性进行评价，揭示出武隆县不同等级的 滑坡灾害危险性的一些空间分布规律。 t 2 ) 在研究方法上，本文实现了利用g i s 建立滑坡危险性评价的过程。即 采用目的导向分析问题，通过数据导向解决问题。 ( 3 ) 本研究把g i s 的空间分析工具和相关的数理统计分析方法f 信息量法1 相结合作为研究手段，这样既使得g i s 强大的空间分析和显示能力得到了发挥， 同时又弥补了g i s 空间分析中橱格计算功能相对较弱得弊端，从而大大提高了评 价分析结果的精确度。 实践证明，基于g i s 的滑坡灾害危险性评价与传统的基于纸质地图的滑坡危 险性评价相比，更加快速、高效，完全可以取代传统的危险性评价方法，特别是 合适的评价模型的建立，大大提高了滑坡地质灾害危险性评价的科学性、准确性。 使滑坡地质灾害危险性评价向模型化、定量化和现代化的目标又迈进了一大步。 关键词：地质灾害滑坡危险性评价信息量法武隆地理信息系统 空间分析评价模型 l i 英文摘要 t h e s t u d yo f h a z a r de v a l u a t i o na b o u tl a n d s l i d e i nw u l o n g c o u n t y m a j o r ：p h y s i c a lg e o g r a p h y s p e c i a l t y ：g e o m o r p h o l o g y a n de n v i r o n m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m s u p e r v i s o r ：p r o f k u a n gm i n g s h e n g a u t h o r ：g u a n gl e i ( 2 0 0 2 4 1 9 ) a b s t r a c t c o m m i t t e eo fi d n d rr a i s e dt h ec 伽啦e n d i u t f 卜一“p r o j e c ta n d g o a la b o u t d e f e n d i n g ，d e c r e a s i n g ， 1i g h t e n i n gt h e d i s a s t e ra n d p r o t e c t i n g e n v i r o n m e n to ft h ei n t e r n a t l e n a ld e c r e a s i n gn a t u r ed i s a s t e ri nt h ec o m i n g d e c a d e ”，i n1 9 9 1 t h ei d n d rh a s3f r o n d o s eg o a l st or e a l i z ei nt h i s c o m p e n d i u m ，a n dd a n g e r o u se v a l u a t i o ni st h ef i r s ta n dm o s ti m p o r t a n to n e s o ，t h ew o r ko fd a n g e r o u se v a l u a t i o ni se x t r e m e l y s i g n i f i c a t i v e a t p r e s e n t ，o u rc o u n t r yh a sa l r e a d yp l a y e da ni m p o r t a n tr o l ei nr e d u c e d d i n g n a t u r a ld i s a s t e r s ，t a k i n gp r e c a u t i o n sa g a i n s tn a t u r a lc a l a m i t i e sint h e d a n g e r o u se v a l u a t i o n t h a ts o m ef i e l d sc a r r i e do n n o t o n l y d i d t h e c a l a m it ya s s e s s m e n tp r o v i d ei m p o r t a n tr e a s o nf o rn a t i o n a e c o n o m yp 1a d a n d e n g i n e e r i n gc o n s t r u c t i o n ，b u ta l s og u i d et h ew o r ko fd e c r e a s i n g d i s a s t e r d i r e c t l y h o w e v e r ，t h eg e o l o g i c a lc a l a m i t ye x c e p t e a r t h q u a k e h a sn o tc a r r i e do ns y s t e m a t i ca s s e s s m e n tr e s e a r c h ，t h e r eh a v en o tb e e n t a s s e s s m e n tm e t h o dw i t h p r a c t i c a l s c i e n c e y e t s of a r d i f f e r e n t 1 1 1 英文摘要 d e p a r t m e n t so f t e nd i f f e rg r e a t lyt ot h er e s u l tt h a tt h es a m ek i n do f l c a l a m t je sd r a w s a 1 1t h ed i f f e r e n c ei n f l u e n c e dt h es c i e n c ed e e is i o n a b o u tt h ea d m i n is t r a t j v ed e p a r t m e n ta n ds t r e n g t h e nt h em o n i t o r in ga n d e f f e c t iv ep r e v e n t in ga n dc o n t r o n go ft h eg e o l o g i c a lc a l a m i t y s oc a r r y o ng e o l o g i c a lc a l a m i t yd a n g e r o u sc o m p e t e n te v a l u a ti o nf o rt h e o r ym e a n i n g ， p r a c t i c a tv a l u ew i t hi m p o r t a n c et o o w jt hc o n s t a n ti m p r o v e m e n to ft h et h e o r i e so f6 i sa n dr a p i dd e v e l o p m e n t o ft e c h n o l o g y ，t h et e c h n o l o g yo fg i sh a sb e e nw i d e l ya p p l i e dt oa l1 t h e c u r r e n tf i e l d sr e l a t e dt os p a t i a li n f o r m a t i o nb e y o n dt h ei n i t i a l1i m i t e d f i e l d i np a r t i c u l a r ，s i n c e1 9 9 0 st h ef u r t h e ri m p r o v e m e n to fg i st h e o r i e s h a sm a d ev a r i o u sc o m m e r c i a ls o f t w a r eo fg i sw i t hp o w e r f u lf u n c t i o n sa n d a1 0 to fp r a c t i c a ls o f t w a r eo f6 1 sa p p e a r ，w h i c ha d v a n c e st h eg i st o d e v e l o pi na l la p p l i e df i e l d s t h ed a n g e r o u sa p p r a is a lo ft h eg e o l o g i c a lc a l a m i t yt oc o m i n gd o w no f t h i8t e x tt a k ew u l o n gc o u n t yo fc h o n g q i n ga sa ne x a m p l e o nt h eb a s iso f f u ll yd r a wl e s s o n sf r o mf o r e f a t h e r s r e s e a r c ha p p r o a c ha n da c h i e v e m e n t i nt h ec o u r s eo fa p p r a i s i n g ，i n t r o d u c eg i st e c h n o l o g yt oa n dc o m ed o w n i n g e 0 1 0 9 i c a lc a l a m i t yd a n g e r o u sa p p r a i s a l ，a n ds h o wv a r i o u sk i n d so f a p p r a i s a lf a c t o r sw i t hg i si nt h ef o r mo ff i g u r e ，p i c t u r e ，t h e nu t i l i z e s t r o n gs p a c eo fg i ss o f t w a r e ( a r c g i s 8 1 ) t oa n a l y s et h ef u n c t i o n ，a n d c o m b i n et h el a wo fa m o u n to fi n f o r m a t i o ni nm a t h e m a t i c a ls t a r i s t i c sa n d m a k e o p e r a t i o n t h r o u g hg i sp l a t f o r ma n ds p e c i a li t y t h a tc o u n t st h e e x c h a n g eo ft h ef o r mo ft h ed a t ad u r i n gt h es o f t w a r e ( s p s so re x c e l ) ， f i n a l l yc o m p l e t e dt h ed a n g e r o u se v a l u a t i o no ft h el a n d s l i d eg e o l o g i c a l c a l a m i t yo fi nw u l o n gc o u n t ys u c c e s s f u l l y t h e r ea r et h em a i na c h i e v e m e n t ： ( 1 ) t h r o u g ht os t u d yt od a n g e r o u sa n de v a l u a t ei nt h i st e x t ，r e v e a l d i f f e r e n ts l o p ec a l a m i t yd a n g e r o u ss o m es p a c ed i s t r i b u t i o n1 a wo fg r a d e ， c o u n t yo fw u l o n g ，1 a n d s l i d e ( 2 ) o nt h er e s e a r c ha p p r o a c h t h i st e x th a sr e a l i z e du i i l i zjn gg i s i v 英丘摘苤 t 0s e t u pa n dc o m ed o w nt h ec o u r s eo fd a n g e r o u sa p p r a is a n a m e l ya d o p t t h ep u r p o s et ol e a dt h eq u e s t i o no fa n a ly s i n g ，l e a dt h ep r o b l e l l o fs o l v i n g t h r o u g ht h ed a t a ( 3 ) t h isr e s e a r c hc o m b i n e ss p a c ea n a ly s ist 0 0 1o fg i st o o a n dr e l e v a n l m a t h e m a t i c a ls t a t is t ic sa n a l y t i c a lm e t h o d ( a m o u n to fi n f o r m a t i o nj a w ) c o m b i n et o g e t h e ra n dr e g a r dm e a n so fs t u d y i n ga s ，t h es p a c et h a th a ss o a l r e a d ym a d eg i ss t r o n gi sa n a l y s e da n ds h o w st h a ta b i l i t yh a sb e e ng i y e n p l a yt o ，r e m e d yg i ss p a c eb a rd o s e so fc o m p u t i n gf u n c t i o ng e t t i n gw e a k d r a w b a c kr e l a t i v e l yi n a n a l y s i n ga t t h es a m et i m e ，t h u s i m p r o v e d t h e a c c u r a c yo fa p p r a is i n ga n a l y s i sr e s u l tg r e a t l y 。 i tisp r o v e db yp r a c t i c et h a ti nc o m p a r i s o nw i t ht h eh a z a r da s s e s s m e n t o fl a n d s li d eb a s e do n p a p e rm a p ，t h eg i s b a s e dh a z a r da s s e s s m e n to f l a n d s l i d ei sf a s t e ra n dm o r ee f f e c t i v e c o o r d i n a t i n gw i t h a p p r o p r i a t e a s s e s s m e n tm o d e li tc a n r e p l a c e t h et r a d i t i o n a lm e t h o d o fh a z a r d a s s e s s m e n ts oa st o i m p r o v et h ee f f i c i e n c ya n dt h ea c c u r a c yo fh a z a r d a s s e s s m e n to fg e o g r a p h i c a lh a z a r d s t h er e s u l ts h o w st h a tt h ee o m b i n a t i o n o fi n f o r m a t i o nv a l u e m o d e l a n dg i si se f f e c t i v ei n a s s e s s m e n to f g e o l o g i c a l h a z a r d sr i s k t h e n ，t h eh a z a r da s s e s s m e n to f g e o g r a p h i c a l h a z a r d sa d v a n c e sf u r t h e ri n m o d e l i z e d ，q u a n t i f i e da n dm o d e r n i z e d d j r e c t j o l l k e yw o r d s ：g e o l o g i c a lc a l a m i t yl a n d s l i d ed a n g e r o u se v a l u a t i o n l a wo fa m o u n to fi n f o r m a t i o n w u l o n gg e o g r a p h i c a li n f o r m a t i o ns y s t e m s p a c i a la n a l y s i sm o d e lo fe v a l u a t i o n v 基于g i s 的武降县滑坡地疆灾害危险什订叫介研冗 l 绪论 1 1 问题的提出 在当今社会自然灾害已经成为人类可持续发展中面临的一个巨大的挑战。人 们通过对类似印度洋海啸这种灾难所带来的惨痛教训的深刻反省，结合“国际减 轻自然灾害十年”( i d n d r ) 行动计划的实践经验，目前国际社会已经普遍认识 到仍有必要继续扩大人类减轻各种灾害损失的能力和实效。人类社会必须要充分 利用已有的各种科技知识，继续拓展对各类灾害的监测与感知能力，增加对各种 灾害的抗灾、救灾和减灾的有关认识，进一步增强人类对各种灾害的应急意识和 紧急指挥与救助能力，进一步改善人居环境质量和社会经济体系的抗灾素质。我 国是世界上自然灾害最严重的国家之一，据统计我国自然灾害直接经济损失，2 0 世纪5 0 至6 0 年代平均4 ( x ) - - 5 0 0 亿元，7 0 至8 0 年代平均5 0 0 - - 6 0 0 亿元，进入 9 0 年代已增到1 0 0 0 亿元以上，1 9 9 6 年达到2 3 0 0 亿元友右。建国以来，截止1 9 9 0 年，累计因灾害死亡人口约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 “1 。近十年来，我国自然灾害造成 的损失仍然在迅速增长，每年造成得直接经济损失达到得经济损失仍占g n p 的 3 一5 ，年均经济损失以超过1 6 0 0 亿元。在这些损失中地质灾害造成的经济 损失占1 0 ，人员伤亡占5 8 。3 。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。因此加强对地质灾害研究已越来 越紧迫，他将关系到可持续发展战略的成败。 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：( 1 ) 对地质灾害评估的大量自然、社 会和经济数据资料分散的保存在各单位和个人手中，使数据难以共享，信息难以 重复利用和在各部门之间流通，灾情评估信息的价值大打折扣；( 2 ) 各种数据资 料绝大多数是以文字报告、统计图表和专题地图的形式保存的，大大限制了调查 成果充分便捷的利用；( 3 ) 灾情评估过程中涉及大量的自然、社会和经济数据， 使用传统的方法计算起来，速度慢，误差大。如：在以往的地质灾害危险性评价 基十g i s 的以碡县滑坡地质灾害危险性叫价研究 中基于等高线的坡度计算、对评价区只能粗略的划分评价单元，这就大大的影响 了评价的精度；( 4 ) 传统方法地质灾害灾情评估的时效性差，这远远不能适应绝 大多数地质灾害突发性特点而要求的迅速、准确的灾情评估。以上这些因索严重 阻碍了地质灾害防灾减灾工作的效率和效益的提高。从灾害数据收集上看，突发 性地质灾害的数据可能持续在几天、几周内，而连续性的地质灾害数据，可能要 f j 积月累，数据量都非常庞大。而且进行灾情评估时涉及自然、社会、经济等各 方面，相关部门要对这些数据进行综合分析、处理，以便快速得出分析结果，迅 速决策，或分析环境背景、历史演变等。传统的地质灾害评价方法己远远不能适 应这一要求，所以就有必要采用新得技术手段来实现地质灾害得快速准确评价， 而随着信息技术和地学理论发展起来的g i s 则可以在一个系统中实现这一系列 功能。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，如果 再加上与遥感技术的结合，则将大大提高工作效率与效益。另外，还可以利用 g i s 提供的组件，通过组件集成技术按照具体的需要进行灾害管理系统的二次开 发。由于传统g i s 结构得封闭性，使得软件交得越来越庞大，不同系统之间交互 性差，系统开发难度大。组件式g i s 提供空间数据得采集、存储、管理、分析和 模拟等功能，至于其它非g i s 专有功能( 如关系数据库管理、统计图表制作等) 则可以使用专业厂商提供得专门组件，有利于降低g i s 开发成本。另一方面，组 件式g i s 本身又可以划分为多个控件，分别完成不同得功能，用户可以根据实际 需要选择所需控件，降低了用户得经济负担。由此可见，随着3 s 技术( g i s 、 g p s 和r s ) 和相关学科先进的测量与分析技术的弓l 入以及越来越多社会学、经 济学、信息科学和技术科学的专家的参与研究。地质灾害豹研究内容逐渐形成地 质灾害监测、预警和预报系统研究，地质灾害灾情评估与减灾对策研究和地质灾 害治理与土地开发一体化研究等方面的研究潮流；地质灾害研究方法逐渐实现定 量化、模型化、现代化；防灾、减灾正朝着科学化、信息化和社会化方向迈进。 正是基于以上认识，再加上西南师范大学资源与环境研究中心承担的“重庆 市( 2 0 0 1 - - 2 0 1 0 ) 十年减灾规划”、“重庆市灾害信息管理与应急指挥系统建设 项目可行性研究”和“重庆市武隆县减灾示范工程建设项目”等课题为本研究 提供了极其难得的硬、软件条件，为本研究的开展提供了良好的设备、资料及物 质支持。在研究过程中发现，武隆县所有的地质灾害种类中滑坡地质灾害的数量 2 基十g 1 s 的武隆县滑坡地质灾害危险性评价研究 占9 2 ，所以很又必要对该地区的滑坡地质灾害进行深入研究。本研究工作既 是地质灾害灾情评估研究信息化、定量化、科学化发展的需要，同时也将为区域 地质灾害灾情评估提供强有力的支持，为区域地质环境可持续发展奠定基础。 1 2 论文研究的意义 利用g i s 软件本身提供的图形编辑、属性管理、数字高程分析等功能的优势， 可以快捷方便的实现一般分析方法与手段难以解决的问题，从而根据变化了的情 况与资料，现实性的进行地质灾害灾情评估。一般的g i s 平台都提供了基本的空 间分析工具，如区域叠加分析、缓冲区分析、矢量珊格数据转换、属性数据查询 检索、数字地面模拟分析等，可以借助于这些基本的工具进行滑坡地质灾害的灾 情评估，从而解决了传统地质灾害灾情评估方法中的数据多源性问题、模糊性问 题、非确定性和随机性、对数据进行简化而造成的大量信息丢失、传统处理方法 成果表达缺乏直观性和可操作性等问题。g i s 技术应用于区域地质灾害灾情评估 尤其是滑坡地质灾害的危险性评价可以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；有利于将区域分散的大量数据资料集成共享，提高数据资源的利用价值：为 危险性评价所建立的区域地质灾害灾情数据库，有利于区域地质环境信息的有效 管理与应用，有利于不断提高区域地质灾害管理的水平和减灾能力。 滑坡灾害危险性评价对减灾发挥的重要作用主要表现以下几个方面： ( 1 ) 结合地区经济发展的程度判断滑坡灾害发生时可能的影响范围以及造成 的经济损失，计算实施各项防灾措施的经济效益。 ( 2 ) 制定流域及灾区内的土地利用规划，如将重点投资及居民点放在危险性 小和风险小的地方，避免在危险性大和风险大的区域出现人口与资产的都集中情 况。 ( 3 ) 根据需要避难的对象、避难豹目的地及踌线，保证在滑坡灾害发生时将 居民安全她由风险大的地区转移到风险小的地区。 ( 4 ) 根据居民财产集中区域的滑坡灾害风险大小，确定不同的防护标准。 5 ) 为指挥者提供防灾、救灾决策的依据，可以合理地预先制定出若干应急 方案，减少紧急情况发生时的慌乱与失误。 基于g i s 的武降县滑坡地质灾害苊险性订价研究 掘。 ( 6 ) 为滑坡灾害保险提供依据，并为灾后恢复重建的资金投入提供科学的依 1 3 国内外基于g i s 的地质灾害研究状况 1 3 1 国外g i s 技术在地质灾害研究中的应用 地质灾害灾情评估( 或风险评估) 即灾害的破坏效益、损失程度以及防 治效益的研究，是减轻地质灾害的核心问题，自联合国国际减灾十年( i d n d r ) 在1 9 9 1 年把灾害灾情评估作为i d n d r 要具体实现的三项目标中的第一项以来， 得到了世界各国的积极响应，使灾害研究空前发展。3 。 发达国家对于地质灾害灾情风险评估特别是g i s 在地质灾害研究中的应用 做了很多工作。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 l e 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 c 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 。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5 1 。d o u g l a sc p e t e r 等利用g i s 对工程 数据进行评价“1 。9 0 年代以来，印度的r o o r k e e 大学地球科学系的r e g 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”3 。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 1 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。美国密苏罩 州的r b j a c o b s o n 等用g i s 分析滑坡位置8 1 。意大利a c a r r a t 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。3 。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 e c h u n g 和a g f a b b d 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 l 0m 甜认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 1 s 开展地质灾害风险评估。其重点考虑了基岩和地表地质 接十g i s 的止降县滑坡地质灾害危险性评价研究 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 软件的空问信息存储、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 o m h n n a v a r r 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 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 ”3 。1 9 9 8r 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。近几年。美国、加拿大等采矿 大国在矿山工程地质监测、预报方面综合利用3 s 技术，建立起工程地质灾害空 间数据库管理系统和工程地质灾害的的分类及风险评估体系啪。 1 3 2 国内g i s 技术在地质灾害研究中的应用 国内相关领域研究的程度比较低，但是近些年来也取得了令人瞩目的成就。 g i s 在我国已成为地质制图、地震环境调查、她质环境评价研究中不可或缺的工 具。 我国减灾职髓部门和科学工作者积极开展减灾防灾研究，仅在我国开展的减 灾国际会议就有：1 9 8 4 年在我国台湾召开的“减轻自然灾害营际讨论会”；1 9 9 1 年在北京召开的“国际地质灾害研讨会”：1 9 9 3 年在青岛召开的第五届“国际自 然和人为灾害会议”，1 9 9 6 年在北京召开的“第十三届国际地质大会”。另外， 2 0 0 3 年，1 1 月9 日，国务院总理温家宝主持召开国务院常务会议，审议并原则 通过地质灾害防治条例( 草案) ，会议认为，为了防治地质灾害，避免和减轻地 质灾害造成的损失，维护人民生命和财产安全，促进经济和社会的可持续发展， 制定地质灾窖防治条例是十分必要的“。 我国比较系统深入开展的灾情评估是地震灾害，水利、农村、气象等部门和 一些专家分别对一些区域性洪水灾害、森林灾害、台风灾害等进行了风险分析或 基于g i s 的武降县滑坡地质灾害危险性州价研究 灾情预测评估，编制了风险图，提出了灾情评估或风险评估的方法和技术。虽然 这些工作还比较肤浅、零散，但对指导行业减灾、提高灾害保殓管理水平发挥了 一定作用。张业成在对中国近4 0 年地质灾害分析的基础上，运用a h p 法分析评 价了中国地质灾害的危险程度，进行了全国范围的危险性区划“。刘希林等( 1 9 9 3 年) 根据大量调查统计资料，提出了判断泥石流危险程度和评估泥石流泛滥堆积 范围的方法。胡瑞林等( 1 9 9 4 年) 将计算机技术应用于地质灾害评价初步提出 了地质灾害评价的计算机模型预测系统与应用方法。罗元华、张梁、孟荣等( 1 9 9 4 ) 年对地质灾害评估与经济损失分析的理论基础进行了讨论。在进行专业灾害评估 研究和实践的同时，不少专家对自然灾害评估理论和方法进行了日益深入的讨论 和总结。如于光远对自然灾害经济理论进行了阐述，提出了灾害经济学属守业经 济学。减灾的经济效益表现在“负负得正”的经济效益。马宗普于1 9 8 8 年提出 了“灾度”表示自然灾害破坏损失规模的意见。高庆华与1 9 9 1 年提出了建立自 然灾害评估系统的总体构想，张梁等( 1 9 9 4 年) 根据环境经济学理论，初步论 证了地质灾害的属性特征和灾情评估的经济学方法；黄崇福等( 1 9 9 4 年) 提出 自然灾害风险评价的模型体系；郑世书、孙驻军等( 1 9 9 4 年) 利用g i s 技术预 测煤矿地下水涌水及矿区岩溶水害；姜云、王兰生( 1 9 9 4 年) 在山区城市地面 岩体稳定性管理与控制中应用g i s 得出斜坡稳定性综合评价图；雷明堂、蒋小珍 等( 1 9 9 4 年) 运用g l s 技术分析了岩溶塌陷，完成了唐山地区危险性评价及分 区；原地质矿产部水文地质工程研究所( 1 9 9 6 年) 将g i s 与智能决策支持系统 结合，完成了“京漳唐地质灾害预测防治计算机辅助决策系统j 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( 1 9 9 7 年) 利用g 1 s 完成了“山区小 流域地质环境预测的g i s 系统”的研究；汪晶( 1 9 9 8 年) 研究了利用g i s 风险 评价的基本程序及评价技术与风险管理的关系；罗文强、龚珏( 1 9 9 9 年) 提出 了滑坡风险评价的基本原理，并导出了一个比较简单的计算滑坡保险率的理论公 式；向喜琼、黄润秋( 2 0 0 0 年) 提出了基于g i s 的地质灾害风险评价，管理的 总体思路和具体步骤“；唐川等( 2 0 0 0 年) 利用g i s 的叠加分析功能编带了云 南省地震诱发滑坡危险性预测图“；中科院地薄化举所支荣高、李春来等( 2 0 0 0 年) 利用遥感和g i s 技术对贵州镇兴公路地震背最进行了评价；阮沈勇、黄润秋 等( 2 0 0 1 年) 对长江三峡库区的新滩一巴东库段的地质灾害进行了研究，并利 肇十g i s 的武隆县滑坡地质灾害危险牲评价训究 用信息量法模型与g 1 s 结合进行了危险性区划”。；武强、陈佩佩等( 2 0 0 2 年) 将g i s 与人工神经网络结合，对山西榆次地区地裂缝灾害进行了研究，并建立了 地裂缝危险性评价系统”；沈芳利用g 1 s 技术对山区地质环境评价与地质灾害危 险性进行了研究；李永善、张显东、于庆东、罗云等分别对自然灾害经济损失、 防治工程效益等评价方法进行了探讨。2 0 0 3 年8 月1 3 日，宜昌市基于g i s 的地 质灾害预防和治理工作专家库正式建立”。2 0 0 3 年1 0 月中国地质环境监测院完 成的“三峡库区地质灾害调查评估综合研究”项目，在建立了基于m a p g i s 的三 峡库区地质灾害空间数据库的基础上，分析了地质灾害发育和分布与多触诱发因 子的相关关系、编制了三峡库区地质灾害“四度”区划区和地质灾害防治区划。 1 4 论文研究的主要内容 针对以上国内外研究现状，本文选择滑坡灾害典型的重庆市武隆县，来探讨 g i s 技术在区域地质灾害灾情评估中的理论与方法。当然，由于灾情评估是一个 庞杂的体系，而本文主要是从g i s 的角度探讨如何利用g i s 技术方法和手段进行 地质灾害灾情评估，因此本文的研究内容限定在讨论g i s 技术在滑坡地质灾害危 险性评价中的应用理论与方法，作为典型代表，探索一条运用g i s 进行区域地质 灾害灾情评估的方法和技术路线。 具体内容如下： ( 1 ) 滑坡地质灾害危险性评价的理论和方法； ( 2 ) 利用g i s 进行滑坡地质灾害危险性评价的理论方法研究： ( 3 ) 滑坡危险性评价的技术思路及其在g i s 系统中的实现方法； ( 4 ) 建立武隆县滑坡危险性评价数据库； ( 5 ) 武隆县地质灾害危险性评价指标体系的构建； ( 6 ) 数学模型与g i s 结合进行危险性评价的理论与方法； ( 7 ) 滑坡危险性评价中格网大小的选取阎题。 1 5 研究所运用的主要方法 ( 1 ) 地理信息系统空间叠加分析、缓冲区分析、地理统计分析方法：在完 7 皋十g i s 的武隧县滑坡地质灾害危险性计价研究 成各种地质灾害数据库和灾害影响因子数据数据库的基础上，对研究区域各要素 应用上述地理信息系统高级空间分析功能进行分析，为后续工作奠定基础： ( 2 ) 数理统计分析方法，主要是信息量法； ( 3 ) g i s 制图显示及空间分析技术：利用地理信息系统软件强大的制图与 分析功能进行区域地质灾害灾情评估成果图的编制，同时利用其空间分析技术进 行属性统计及时空综合分析。 l 。6 研究的主要技术路线 本文通过选取典型研究区域( 武隆县) ，在研究区内，通过现场调研、资料收 集完成室外部分的工作，然后，对已有的资料数据，通过数字化建立基于g i s 的 研究区的危险性评价空间数据库和属性数据库。在g i s 数据库的基础上，根据研 究区域的地理特征，同时参考前人的研究成果确定评价的指标体系。在此基础上， 研究g i s 技术应用于滑坡地质灾害危险性评价的理论与方法，建立切实可行的滑 坡危险性评价技术路线和评价模型，应用评价技术路线和评价模型完成区域的滑 坡灾害 图卜】研究的主要技术路线 f i g l + 1 t h em a i np r o c e s so ft h isr e s e a r c h 8 摹十g i s 的武隆县滑坡地质灾害危险抖计价圳究 2 滑坡地质灾害危险性评价的理论基础和技术方法 2 1 滑坡地质灾害评价理论 2 1 1 地质灾害的内涵 地质灾害是指以地营力为主要原因引起的自然灾害，即在地质营力的作用 下，自然环境恶化，造成人类生命财产损毁或人类赖以生存与发展的资源、环境 发生严重破坏的现象或过程。地质灾害是自然灾害的一种，具有自然灾害的基本 特征，即它强调致灾的动力条件和灾害事件的后果拉。“。 2 1 2 地质灾害的特征 根据地质灾窖定义分析，地质灾害既是一种自然现象，又是一种社会经济 现象。因此它既有自然属性，又具有社会经济属性。现将地质灾害的主要属性特 征简述如下： ( 1 ) 、地质灾害的必然性和可防彻性 从根本上看，地质灾害是地球运动的产物。它是由于地壳能量不均衡，导致 能量转移或地壳物质运动而引起的。从她球形成以来，这种运动一直持续进行。 从灾害事件的动力过程看，在灾害发生后、能量和物质得到调整，达到了平衡， 但是这种平衡是暂时的、相对的，在实现平衡过程中，新的不平衡又在同时产生， 一次新的灾害又开始孕育发展。因此不但造成灾害此起彼伏，而且在同一个地区 还常常出现断续发生或周期性活动特点。地质灾害活动是伴随地球运动，与地球 共存的自然现象，这种活动自人类出现以后一直伴随着人类，影响着社会经济发 展。因此，地质灾害是与人类社会麸存的自然现象，具有其必然性。 地质灾害都是在一定条件下形成发展的，所以通过研究灾害的属性特征，认 识灾害的形成条件和活动规律，通过监测、预报和防治措施，在一定程度上可以 控制灾害活动，保护受灾体，减少和避免灾害造成的破坏损失，因此地质灾害具 有可防御性。 9 皋于o i s 曲武簿县攒坡地磺灾害危险性州价 讲究 ( 2 ) 地质灾害的随机性和不规则的周期性 地质灾害活动是在多种条件作用下形成的。它既受地球动力活动控制，又受 地壳物理性质、结构和地壳表面形态等因素影响；既受自然条件控制，又受人类 活动影响。因此，地质灾害活动的时间、地点、强度等具有很大的不确定性，可 以说地质灾害活动是复杂的随机事件。 尽管如此，人们通过长期的观察发现，地质灾害在具有随机性的同时还有其 周期性特点。这种特性既可以由一个具体的灾害体活动得到反映，也可以由地区 或区域灾害活动得到反映。随着科学技术的发展，人类对自然的认识水平不断提 高，可