試論“3S”技術整合在地質災害調查評價中的應用

高建營

摘 要：結合三峽庫區地質災害情況，探討了“3S”技術整合在地質災害調查評價中的應用策略，主要包括進行數據前期處理、基本地質條件解譯、綜合評價庫岸穩定條件、建立庫區三維動態地質信息數據庫等內容。實際應用表明，“3S”技術整合可以節約地質工作成本、提高地質工作精度、準確把握不良地質發展趨勢、預防并減少地質災害帶來的損失，因而在實際工作中值得推廣和應用。

關鍵詞：“3S”技術整合 地質災害 調查評價 地質條件解譯 庫岸穩定條件

中圖分類號：P694 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）02（b）-0059-03

三峽庫區的地質條件復雜，災害頻發，水庫蓄水之后加劇了地質災害發生的頻次。因此，為全面掌握三峽庫區地質情況，采取有效的技術措施，對庫區地質災害進行調查和評價是必要的。“3S”技術整合是重要的技術措施，在庫區地質災害評價中有著較為廣泛的應用。下面將結合三峽庫區地質災害基本情況，就“3S”技術整合的應用策略進行介紹和分析。

1 “3S”技術整合在地質災害調查評價中的應用策略

“3S”技術整合包括遙感地質解譯（RS）、地理信息系統（GIS）、空間定位（GPS）三種技術，通過這三種技術的應用，再結合神經網絡分析法，可對庫岸的穩定性條件進行全面分析。如圖1所示，主要操作步驟為：利用地理信息系統軟件，對收集到的數字高程模型數據和衛星影像數據進行預處理和圖像增強，結合庫區解譯標志和基礎資料，采用人機交互解譯方式對庫區基本地質條件進行解譯，然后對影響三峽庫區庫岸穩定性的因素進行量化并綜合評價，并將結果作為分析和評價庫岸穩定分段的依據[1]。最后通過收集和整理這些資料，構建動態的水庫庫岸穩定綜合分析數據庫，為庫區穩定性評價工作的有效開展提供指導。具體來說，“3S”技術整合的應用策略包括以下幾點。

1.1 進行數據前期處理

確定三峽庫區地理范圍后，收集1∶5萬的地形圖和相關數據，利用地形圖生成數字高程模型數據，校正和檢驗之后，得出三峽庫區的數字高程模型數據，并將這些數據主要用于地形分析工作[2]。收集三峽庫區影像數據，校正后與三峽庫區影像數據進行鑲嵌處理，作為直接解譯對象，將三峽水電站壩址區及附近地段的工程地質測繪成果作為解譯標志。收集1∶20萬中國地質圖、1∶50萬湖北省和重慶市地質圖作為三峽庫區地質研究背景資料。在搜集這些地形圖的基礎上，利用地形數據和影像數據生成三維地質分析模型，對解譯對象進行遙感地質圖像增強處理。然后根據三維地質分析模型、壩址布局、地名、水系、增強處理影像等資料，生成三維地質基礎信息數據庫，為準確和詳細進行分析，全面掌握三峽庫區地質情況做好準備。

1.2 基本地質條件解譯

結合已有解譯標志，利用三維地質分析模型，綜合采用地理相關分析法、區域區劃法、交叉分析法等[3]，對庫區基本地質條件進行解譯，主要包括以下幾個方面的內容。

地形地貌：基于數字高程模擬數據，提取溝谷網格，分析坡度及坡向，對山地、河流、巖溶地貌進行解譯。

地質構造：根據地層、構造、水系、地貌、色調、植被、地震活動等信息，判斷它們的分布情況、力學性質及活動性。

地層巖性：根據解譯標志并結合水系分析法、光譜分析法判斷地層巖性，同時區分可溶巖和非可溶巖地層分布。

水文地質條件：根據數字高程模型分析地表水文，同時結合地層巖性分布初步判斷地下水賦存形式。

在此基礎上，還要對庫區不良地質現象進行地形分析、影像分析、三維場景分析、剖面分析等，從而順利完成庫區地質條件解譯工作。

1.3 綜合評價庫岸穩定條件

利用神經網絡分析法劃分地質災害危險程度，主要影響因子包括地形、巖性、構造、人類活動、地質災害。通過對庫區地形地質情況進行全面分析和調查，考慮不同影響因子對地質災害潛在影響的大小，然后確定地質災害影響綜合值，并根據綜合值大小，對地質災害的危險性分區分級。

地形因子包括平坦區、緩坡區、斜坡區、陡坡區、急陡坡區、危險區，數值（1～9）越大，地質災害越有可能發生。

巖性因子包括巖性的組成地層、巖體完整性、風化程度等，根據巖性不同分別賦值（1～9），分值越大，危險性越大。

構造影響帶的重分類系數為9，影響帶外為1。

人類活動影響因子分為河灘、植被、水體、陰影、基巖露頭、人類活動較強區域等6類，分別賦予不同的重分類值（1～9）。

地質災害分布區重分類值為9，其他區域分值為1。

在確定權重的基礎上，然后利用神經網絡分析法進行分析和評價，得出庫區地質災害危險性分區，具體劃分為地質災害危險性大區、地質災害危險性中等區、地質災害危險性小區。

1.4 建立庫區三維動態地質信息數據庫

在上述三項工作的基礎之上，結合三峽庫區地質情況和研究分析工作需要，建立庫區三維動態地質信息數據庫。在數據庫的支持下，為全面和準確地進行分析，要為不良地質體建立屬性表，為開展現場庫岸穩定性調查，全面掌握庫岸穩定性的基本情況準備資料、創造條件[4]。調查工作完成，獲取相關數據資料之后，輸入調查結果進行動態更新，增加解譯標志數量。同時，采用這種方式進行處理之后，還有利于確保解譯標志的質量，對提高地質災害評估分析效果也具有積極作用。一項解譯工作完成之后，接下來進入下一個解譯循環，遵循工作步驟，進行數據庫解釋和分析。同時也有利于確保數據庫信息的真實有效，提高數據庫資料的真實度和精確度。

2 “3S”技術整合在地質災害調查評價中的應用效果

三峽庫區地質災害調查評價中，通過“3S”技術整合的應用，不僅推動了技術創新發展，還有效適應和滿足地質災害調查評價具體工作的需要，其應用效果表現在以下幾個方面。

2.1 節約地質工作成本

“3S”技術推動地質災害評價方式轉變，轉變了傳統的“地形圖+地面調查”的繁瑣工作方式，減少現場工作量，便利工作人員有效開展各項活動。也能減少地質災害調查評價活動受到不必要干擾，有利于節約庫區地質災害調查評價工作成本。

2.2 提高地質工作精度

通過解譯手段的應用，能對地質信息進行宏觀把握，是對傳統地質災害調查評價方式的改進，對提高地質工作精度具有積極作用。

2.3 準確把握不良地質發展趨勢

三維動態地質信息數據庫的建立，方便現場調查，讓現場調查變得更有目的性和針對性。同時還可以提高數據庫的精度和廣度，有效滿足實際工作需要，讓地質災害調查評價成果更加清晰，內容更為直觀和豐富[5]。進而準確把握不良地質災害發展趨勢，有利于提前采取措施預防并減少地質災害帶來的損失。

3 “3S”技術整合在地質災害調查評價中的應用不足及完善

雖然“3S”技術整合在具體應用中產生了重要作用，但目前仍然存在不完善的地方，需要采取改進和完善措施。

3.1 存在的不足

“3S”技術在具體應用中雖然發揮了重要作用，但仍然存在一些缺陷。例如：基礎資料不夠豐富、數據預處理精度不夠、方法不合理、一些解譯人員經驗不足等。

3.2 完善的對策

在庫區地質災害調查和評價中，應該獲取豐富的基礎資料，確保資料健全完善。對獲取的數據也要做好分析研究工作，認真記錄和處理，并確保數據預處理的精度。加強解譯人員綜合技能培訓，提高他們的綜合素質，注重學習，善于總結經驗，提高解譯的可靠性，進而更為全面地評價地質災害情況，推動“3S”技術有效發揮作用。

4 結語

總之，庫區地質災害調查評價中，應用“3S”技術整合具有重要作用。該文結合三峽庫區地質災害情況，探討了“3S”技術整合的有效利用，并分析了應用效果，可為實際工作的更好開展提供啟示與借鑒。此外，為促進“3S”技術整合得到更為有效的利用，提升應用效果，還應該明確存在的不足，加強研究工作，并在實踐中善于總結經驗，進而推動技術不斷地創新發展，讓理論和實踐緊密結合起來，促進“3S”技術整合在地質災害調查評價中更為有效地發揮作用。

參考文獻

[1] 趙文彬，武會強.“3S”技術集成及其在地質領域中的應用[J].河北理工大學學報：自然科學版，2009（1）：95-98.

[2] 倪恒，劉翔宇.高山峽谷地區的高精度地質災害遙感解譯方法研究[J].南方能源建設，2016（2）：146-151.

[3] 付小林，黃學斌.“3S”技術整合在地質災害調查評價中的應用[J].地質力學學報，2004（1）：81-87.

[4] 袁相權.基于“3S”技術的庫區地質災害調查[J].小水電，2013（4）：22-26.

[5] 劉文郁.基于“3S”技術的礦區地質災害危險性現狀評估[J].煤炭科學技術，2016（Z1）：176-179.