基于GIS空間分析實(shí)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害危險性綜合評價研究技術(shù)方案

孫來忠 韋 莉（甘肅建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 蘭州 730060）

1 項目背景

蘭州市位于隴西黃土高原西北部，甘肅省中部。主要市區(qū)座落于黃河河谷盆地兩岸階地之上。地理坐標(biāo)為東經(jīng)103°40′，北緯36°03′。

按自然地理區(qū)域劃分，蘭州市正好地處青藏高原、黃土高原和內(nèi)蒙古高原的交接區(qū)，是我國東部地區(qū)、蒙新地區(qū)和青藏高原三大自然地理區(qū)的過渡交匯地帶，深居內(nèi)陸，地域遼闊，地質(zhì)地理條件復(fù)雜。受青藏高原隆升影像，新構(gòu)造運(yùn)動活動頻繁，侵蝕作用強(qiáng)烈，基巖卸荷現(xiàn)象發(fā)育[1]。地貌類型多樣，既有山地、高原，又有河谷、平原。同時暴雨頻繁，導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害種類繁多，活動頻繁。與此同時，近年來由于人類各種市政建設(shè)的不斷開展，地質(zhì)環(huán)境不斷被破壞，導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的頻率有所提高，隨時威脅著人民生命財產(chǎn)的安全和城市建設(shè)事業(yè)的順利進(jìn)行。由于社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和人們多種市政建設(shè)活動的不斷變化，以及對城市各種空間環(huán)境的利用開發(fā)，都需要對相應(yīng)環(huán)境和地質(zhì)災(zāi)害危險性做出合理的判斷。

因此，在蘭州這種特殊地形地貌條件下所開展的一系列建設(shè)活動中，必須對其周邊的環(huán)境背景、地質(zhì)條件、以及危險性評價做出客觀的預(yù)測，迫切需要尋求一套完整的地質(zhì)災(zāi)害危險性評價模型。通過該項目建設(shè)，為區(qū)域防災(zāi)減災(zāi)服務(wù)，減少因地質(zhì)災(zāi)害造成的經(jīng)濟(jì)損失以及對于指導(dǎo)地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國土規(guī)劃、減災(zāi)防災(zāi)和監(jiān)測預(yù)警具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

2 項目任務(wù)

項目以實(shí)現(xiàn)研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險性評價為核心目標(biāo)，選取研究區(qū)內(nèi)的地形坡度、海拔高程、地層巖性、河流因子、斷裂帶因子、道路因子作為評價指標(biāo)， 利用危險性指數(shù)[2～4]概念模型對地質(zhì)災(zāi)害危險性進(jìn)行評價；基于GIS系統(tǒng)強(qiáng)大的空間分析功能，實(shí)現(xiàn)對地理數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理及評價結(jié)果圖的輸出，得到研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險性評價結(jié)果，為區(qū)域國土規(guī)劃和防災(zāi)減災(zāi)提供科學(xué)依據(jù)。

3 技術(shù)路線

技術(shù)路線見圖1。

圖1 技術(shù)路線圖

4 技術(shù)方法

4.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理

數(shù)據(jù)拼接。把DEM數(shù)據(jù)、DLG數(shù)據(jù)中的水系、交通數(shù)據(jù)拼接成一個整體，方便數(shù)據(jù)存儲和應(yīng)用。

幾何配準(zhǔn)：由于不同數(shù)據(jù)源格式不統(tǒng)一，必須對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，以達(dá)到數(shù)據(jù)的統(tǒng)一化和規(guī)范化，滿足后期的應(yīng)用需要。首先將收集到的柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行幾何校正，從而提高數(shù)據(jù)的配準(zhǔn)精度。

統(tǒng)一參考系。我國1：5萬比例尺成圖采用高斯-克呂格投影，基本坐標(biāo)是1980西安坐標(biāo)系，并按一定經(jīng)差將地球橢球面劃分成若干投影帶，以限制長度變形。由于不同類型的數(shù)據(jù)參考體系不統(tǒng)一，而參考體系統(tǒng)一了，才能進(jìn)行后續(xù)的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)利用，因此通過投影變換實(shí)現(xiàn)所有類型數(shù)據(jù)的投影統(tǒng)一。

4.2 評價指標(biāo)體系的建立

考慮影響和控制地質(zhì)災(zāi)害危險性的形成機(jī)理和形成條件，同時考慮資料的可獲取性，最終建立的本研究區(qū)危險性評價指標(biāo)體系因子包括：坡度因子、海拔高程因子、河流因子（ 距河流距離）、地層巖性因子、斷裂構(gòu)造因子[5]（距斷裂帶距離）、道路因子（距道路距離）這6個評價因子。

4.3 單元格劃分

單元劃分法作為研究工作常用的劃分方法，是指將研究區(qū)劃分為大小相同的正方形網(wǎng)格，每個網(wǎng)格大小相等，利于對其進(jìn)行分析研究。

4.4 評價因子權(quán)重分配

因子權(quán)重（貢獻(xiàn)率），是指評價因子在地質(zhì)災(zāi)害危險性綜合分區(qū)上所起的作用大小。作用大的貢獻(xiàn)率大，該因子所占的權(quán)重就越大。過去將這類定性比大小的分析轉(zhuǎn)化為定量多用專家經(jīng)驗(yàn)打分法[6]，這種方法存在主觀不確定性，運(yùn)用主成分分析法確定權(quán)重是根據(jù)現(xiàn)有研究成果作為基礎(chǔ)，對評價因子進(jìn)行主成分分析確定權(quán)重值，再通過模型定量。

4.5 危險性指數(shù)概念評價模型的建立

基于GIS空間分析功能， 結(jié)合危險性指數(shù)概念評價模型，計算出每個評價（柵格）單元的危險度疊加綜合值，并將研究區(qū)分為低危險區(qū)、中危險區(qū)和高危險區(qū)，得到危險性評價結(jié)果分區(qū)圖。

5 結(jié)語

該研究以實(shí)現(xiàn)研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險性評價為核心目標(biāo)，選取研究區(qū)內(nèi)的6個評價指標(biāo)因子建立評價指標(biāo)體系，利用危險性指數(shù)評價模型進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害危險性評價，以期得到研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險性評價結(jié)果，為正確評價蘭州市五區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)展過程和狀態(tài)、改善各個區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險性狀況，進(jìn)而為蘭州市五區(qū)防災(zāi)減災(zāi)治理決策提供科學(xué)參考。