基于GIS空間分析實(shí)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性綜合評(píng)價(jià)研究技術(shù)方案

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

1 項(xiàng)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(guó)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?xiàng)l件復(fù)雜。受青藏高原隆升影像，新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)活動(dòng)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(shí)暴雨頻繁，導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害種類繁多，活動(dòng)頻繁。與此同時(shí)，近年來(lái)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(shí)威脅著人民生命財(cái)產(chǎn)的安全和城市建設(shè)事業(yè)的順利進(jìn)行。由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和人們多種市政建設(shè)活動(dòng)的不斷變化，以及對(duì)城市各種空間環(huán)境的利用開發(fā)，都需要對(duì)相應(yīng)環(huán)境和地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)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(dòng)中，必須對(duì)其周邊的環(huán)境背景、地質(zhì)條件、以及危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)做出客觀的預(yù)測(cè)，迫切需要尋求一套完整的地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)模型。通過該項(xiàng)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(duì)于指導(dǎo)地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國(guó)土規(guī)劃、減災(zāi)防災(zāi)和監(jiān)測(cè)預(yù)警具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

2 項(xiàng)目任務(wù)

項(xiàng)目以實(shí)現(xiàn)研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)指標(biāo)，利用危險(xiǎn)性指數(shù)[2～4]概念模型對(duì)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性進(jìn)行評(píng)價(jià)；基于GIS系統(tǒng)強(qiáng)大的空間分析功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)地理數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理及評(píng)價(jià)結(jié)果圖的輸出，得到研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)結(jié)果，為區(qū)域國(guó)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(gè)整體，方便數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(duì)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(guó)1：5萬(wàn)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(zhǎng)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(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

考慮影響和控制地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性的形成機(jī)理和形成條件，同時(shí)考慮資料的可獲取性，最終建立的本研究區(qū)危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)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(gè)評(píng)價(jià)因子。

4.3 單元格劃分

單元?jiǎng)澐址ㄗ鳛檠芯抗ぷ鞒Ｓ玫膭澐址椒?，是指將研究區(qū)劃分為大小相同的正方形網(wǎng)格，每個(gè)網(wǎng)格大小相等，利于對(duì)其進(jìn)行分析研究。

4.4 評(píng)價(jià)因子權(quán)重分配

因子權(quán)重（貢獻(xiàn)率），是指評(píng)價(jià)因子在地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)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(duì)評(píng)價(jià)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(xiǎn)性指數(shù)概念評(píng)價(jià)模型的建立

基于GIS空間分析功能，結(jié)合危險(xiǎn)性指數(shù)概念評(píng)價(jià)模型，計(jì)算出每個(gè)評(píng)價(jià)（柵格）單元的危險(xiǎn)度疊加綜合值，并將研究區(qū)分為低危險(xiǎn)區(qū)、中危險(xiǎn)區(qū)和高危險(xiǎn)區(qū)，得到危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)結(jié)果分區(qū)圖。

5 結(jié)語(yǔ)

該研究以實(shí)現(xiàn)研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)為核心目標(biāo)，選取研究區(qū)內(nèi)的6個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)因子建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，利用危險(xiǎn)性指數(shù)評(píng)價(jià)模型進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)，以期得到研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)結(jié)果，為正確評(píng)價(jià)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(gè)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)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。