3S技術(shù)在礦山地質(zhì)災(zāi)害評估與監(jiān)測中的應(yīng)用

侯霽卿

（湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四一三隊，湖南 常德 415000）

1 地理信息系統(tǒng)在礦山地質(zhì)災(zāi)害評估與監(jiān)測中的應(yīng)用

地理信息系統(tǒng)（GIS）可以結(jié)合地形和地貌，地質(zhì)構(gòu)造，泥石流，巖溶滲漏和地層巖性等各種特征，并通過圖表呈現(xiàn)。它具有大規(guī)模的滑坡穩(wěn)定性分析，油藏地質(zhì)資料管理等功能。礦山地質(zhì)災(zāi)害評估與監(jiān)測可用于建立地質(zhì)災(zāi)害空間信息管理系統(tǒng)，調(diào)查相關(guān)資料，評估地質(zhì)災(zāi)害的嚴(yán)重程度和易發(fā)生災(zāi)害的地區(qū)，并分析其相互關(guān)系災(zāi)害和影響因素。探索減少災(zāi)難的有效途徑。地質(zhì)災(zāi)害信息分析涵蓋范圍廣泛。地理信息系統(tǒng)具有顯著的特征，如信息收集，存儲，分析和計算。它可以提供一個更全面的地質(zhì)災(zāi)害平臺。因此，GIS在礦山地質(zhì)災(zāi)害評估和監(jiān)測中有以下應(yīng)用。

1.1 評估地質(zhì)災(zāi)害的危險等級分區(qū)

采用層次分析法，信息評估法，模糊綜合分析法和灰色聚類分析法，可以通過GIS技術(shù)計算礦山地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險指數(shù)。計算結(jié)果可用于分析和評估地質(zhì)災(zāi)害的嚴(yán)重程度。這樣就得到了構(gòu)建礦山地質(zhì)環(huán)境的評價模型條件。地質(zhì)災(zāi)害的危害性需要分區(qū)域化，為礦山地質(zhì)災(zāi)害的治理和防治提供決定性的技術(shù)支持。礦山地質(zhì)區(qū)域的評估應(yīng)根據(jù)包括建筑，工程，農(nóng)業(yè)，林業(yè)和土地資源在內(nèi)的一些地貌特征進(jìn)行，盡可能的整合多種地理信息要素。

造成地質(zhì)災(zāi)害的主要原因有兩個，內(nèi)部動力和外部動力，下面將會進(jìn)行分析：①內(nèi)部動力因素分析：利用有效單元法確定礦山地質(zhì)災(zāi)害成因，然后利用力學(xué)矩陣和幾何關(guān)系分析地殼內(nèi)部形成的內(nèi)力。其效果是分析整個礦山的骨架和結(jié)構(gòu)。②外部動力因素分析：由于礦山人類的不合理開發(fā)，落后保護(hù)措施不能對礦山地質(zhì)產(chǎn)生保護(hù)作用，形成礦山地質(zhì)災(zāi)害。因此，應(yīng)采用預(yù)測礦山地質(zhì)災(zāi)害的理論模型。在對內(nèi)外力原因分析的基礎(chǔ)上，建立模型模擬整個礦山和部位，然后應(yīng)用GIS系統(tǒng)預(yù)測模型進(jìn)行統(tǒng)計分析，預(yù)測地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)展。這種情況和趨勢同時也需要收集相應(yīng)的礦山地質(zhì)信息并計算出災(zāi)害的時間和強(qiáng)度。

1.2 礦山地質(zhì)災(zāi)害評估

礦山地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評估主要是對地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生程度和各種條件進(jìn)行綜合分析，確定災(zāi)害活動的規(guī)模，密度和發(fā)生率。GIS技術(shù)可以將各種信息與環(huán)境因素結(jié)合起來進(jìn)行分析。從時間和空間的角度來看，它評估易受地質(zhì)災(zāi)害影響的不穩(wěn)定地區(qū)和采空區(qū)等危險源。地理信息系統(tǒng)的空間分析不僅反映了災(zāi)害的嚴(yán)重程度，而且可以在時間和空間上實現(xiàn)較為準(zhǔn)確的災(zāi)害預(yù)測。

1.3 GIS疊加分析在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測與防治中的應(yīng)用

GIS疊加分析可以通過萬維網(wǎng)將地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)和氣象部門降雨數(shù)據(jù)結(jié)合起來，建立礦山地質(zhì)災(zāi)害歷史數(shù)據(jù)庫，準(zhǔn)確預(yù)測災(zāi)害發(fā)展趨勢，實現(xiàn)動態(tài)評估。當(dāng)發(fā)生災(zāi)難時，GIS可以利用其強(qiáng)大的信息收集和處理能力來協(xié)助負(fù)責(zé)指揮輸出的人員和材料的長期緊急情況。應(yīng)急管理系統(tǒng)可對突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行風(fēng)險評估和科學(xué)預(yù)測，制定優(yōu)化的資源調(diào)配計劃和事故處置計劃，包括未來災(zāi)害后果，預(yù)防措施和發(fā)展趨勢等信息。

2 遙感技術(shù)在礦山地質(zhì)災(zāi)害評估與監(jiān)測中的應(yīng)用

近年來，遙感技術(shù)得到了較好的發(fā)展，具有多時相，動態(tài)的空間信息采集能力，遙感信息是GIS信息的主要來源。因此，GIS和RS的聯(lián)合應(yīng)用可以用來監(jiān)測礦山地質(zhì)災(zāi)害。整個調(diào)查、評估和預(yù)警過程獲得了更多經(jīng)濟(jì)和可比較的特征。施工人員可以用RS來克服礦山地質(zhì)的地形和氣候，以達(dá)到更好的觀測條件。同時還可以實時監(jiān)測各個地區(qū)的山體滑坡和不同階段的山體滑坡。通過對不同時間采集的遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，可以準(zhǔn)確調(diào)查確定已發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)和滑坡。數(shù)字化滑坡遙感技術(shù)主要基于遙感和空間定位方法相結(jié)合的其他手段獲取有效的滑坡信息。最后，這些信息使用GIS技術(shù)進(jìn)行管理和存儲。在RS技術(shù)應(yīng)用于礦山地質(zhì)災(zāi)害評估中，其內(nèi)容主要集中在災(zāi)前和災(zāi)后評估，包括評估受地質(zhì)災(zāi)害影響的地區(qū)，災(zāi)害級別，救災(zāi)路線和受影響地區(qū)，其代表是主要用圖表表示。礦山地質(zhì)災(zāi)害評估主要依據(jù)災(zāi)害發(fā)生后的圖像數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確了解災(zāi)區(qū)各個區(qū)域的破壞程度和分布情況，科學(xué)規(guī)劃救災(zāi)和災(zāi)后重建。RS技術(shù)可以繪制和分析整個礦區(qū)的情況，并確定易于發(fā)展的地區(qū)。這包括了解常見地質(zhì)災(zāi)害的特點，仔細(xì)劃分容易發(fā)生災(zāi)害的地區(qū)，并獲知出災(zāi)難級別。同時，有必要建立相關(guān)的災(zāi)害預(yù)測預(yù)防方案，制定有效的應(yīng)急措施，確保人身和財產(chǎn)的安全，減少損失。

3 全球定位系統(tǒng)在礦山地質(zhì)災(zāi)害評估與監(jiān)測中的應(yīng)用

礦山地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生往往是量變引起質(zhì)變的過程。通常地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生率小，地質(zhì)比較穩(wěn)定。全球定位系統(tǒng)（GPS）的差分精度可以細(xì)分為毫米，這可以極大地滿足災(zāi)難的蠕動速率的監(jiān)測要求。為此，GPS技術(shù)的應(yīng)用可以動態(tài)監(jiān)測礦山地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的全過程，并據(jù)此可以有效分析和預(yù)測地質(zhì)災(zāi)害的情況。GPS技術(shù)的應(yīng)用主要集中在災(zāi)害范圍內(nèi)的山體滑坡，泥石流等領(lǐng)域。它可以實時掌握山體崩塌和山體滑坡的過程，并且可以及時捕捉災(zāi)害發(fā)生的相關(guān)信息，實現(xiàn)監(jiān)測和評估工作，提供有效的科學(xué)依據(jù)和結(jié)果分析。GPS的應(yīng)用不僅是對山體崩塌穩(wěn)定性的評價和防治工作的可靠依據(jù)，而且在礦山地質(zhì)災(zāi)害防治領(lǐng)域引領(lǐng)了革命性的變化，并在一定程度上，改進(jìn)了礦山地質(zhì)災(zāi)害防治過程的調(diào)查，提高了防治地質(zhì)災(zāi)害的效率和準(zhǔn)確性。

4 結(jié)論

綜上所述，3S技術(shù)融入三種不同技術(shù)，對礦山地質(zhì)災(zāi)害評估與監(jiān)測具有非常重要的作用和意義。利用RS技術(shù)準(zhǔn)確提取災(zāi)害信息，從提取的GPS信息中提取信息進(jìn)行準(zhǔn)確定位，最后讓GIS技術(shù)對整個礦區(qū)的環(huán)境進(jìn)行分析，整改，建立數(shù)據(jù)庫，最終實現(xiàn)災(zāi)難數(shù)據(jù)，查詢和搜索的強(qiáng)大功能。隨著Web GIS技術(shù)的發(fā)展，3S技術(shù)在礦山地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測與評估中的應(yīng)用已成為信息技術(shù)防治和發(fā)展地質(zhì)災(zāi)害發(fā)展的一種趨勢。數(shù)據(jù)分布在網(wǎng)絡(luò)上，數(shù)據(jù)和管理數(shù)據(jù)實時更新以進(jìn)行預(yù)防和控制，為處理災(zāi)難工作提供了一種方便而強(qiáng)大的方式。3S技術(shù)的融合可以充分發(fā)揮其優(yōu)勢，在礦山地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測和防治中發(fā)揮關(guān)鍵作用。