歐陽(yáng)祖熙 張宗潤(rùn) 陳明金 師潔珊 陳征 韓文心
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（中國(guó)地震局地殼應(yīng)力研究所，北京，100085）
【摘要】為了較好地解決滑坡監(jiān)測(cè)中高度的不確定性問(wèn)題，需要配合使用多種類(lèi)型的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。本文系統(tǒng)介紹了三峽庫(kù)區(qū)萬(wàn)州、奉節(jié)、巫山等地開(kāi)展的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警研究工作，包括基于3S技術(shù)和地面變形監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)建立的研究區(qū)典型地段滑坡監(jiān)測(cè)網(wǎng)、研制的新型滑坡無(wú)線遙測(cè)臺(tái)網(wǎng)，以及流動(dòng)傾斜儀、激光測(cè)距儀等專(zhuān)用設(shè)備。通過(guò)近年來(lái)獲得的一些典型監(jiān)測(cè)結(jié)果剖析了不同技術(shù)和方法在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警相關(guān)方面應(yīng)用的有效性。
【關(guān)鍵詞】三峽庫(kù)區(qū) 滑坡 監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng) 3S技術(shù)
1 引言
自1998年以來(lái)，中國(guó)地震局地殼應(yīng)力研究所（以下簡(jiǎn)稱(chēng)地殼所）三峽庫(kù)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害項(xiàng)目組依托國(guó)務(wù)院三峽建設(shè)委員會(huì)移民局“三峽工程萬(wàn)州庫(kù)區(qū)GPS滑坡監(jiān)測(cè)示范研究”，科技部“十五”攻關(guān)項(xiàng)目“示范區(qū)新型、高效地質(zhì)災(zāi)害遙測(cè)臺(tái)網(wǎng)技術(shù)系統(tǒng)研究”，重慶市政府和移民局下達(dá)的“奉節(jié)、巫山高邊坡與高擋墻穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)”，以及地殼所與德國(guó)地球科學(xué)研究中心和英國(guó)倫敦大學(xué)學(xué)院關(guān)于“應(yīng)用PSInSAR遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)三峽庫(kù)區(qū)滑坡及庫(kù)岸變形”等項(xiàng)目的支持，在萬(wàn)州、巫山、奉節(jié)三地移民局和國(guó)土局的配合下，廣泛深入地開(kāi)展了庫(kù)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的研究。監(jiān)測(cè)的對(duì)象由滑坡、危巖與庫(kù)岸變形，擴(kuò)展到高擋墻、高邊坡和移民樓房基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，監(jiān)測(cè)技術(shù)體現(xiàn)了多學(xué)科的融合。
幾年來(lái)，在進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上，項(xiàng)目組運(yùn)用3S技術(shù)，建立地質(zhì)災(zāi)害地理信息系統(tǒng)（GIS）；開(kāi)展全球衛(wèi)星定位（GPS）滑坡變形監(jiān)測(cè)及多手段儀器監(jiān)測(cè)；并整合現(xiàn)今成熟的、先進(jìn)的傳感器與測(cè)量技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)與通訊技術(shù)，以 GSM/GPRS為通訊平臺(tái)的無(wú)線遙測(cè)臺(tái)網(wǎng)，可以選擇連接不同的傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)崩、滑體地表變形、深部位移、地下水動(dòng)態(tài)、聲發(fā)射、裂縫變化、雨量，以及庫(kù)岸及抗滑樁等工程構(gòu)筑物內(nèi)部應(yīng)力及所受的推力等；在遙感（RS）技術(shù)應(yīng)用方面，將國(guó)際上新近提出的角反射器技術(shù)用以輔助進(jìn)行InSAR信號(hào)處理，建立了試驗(yàn)臺(tái)網(wǎng)。迄今，項(xiàng)目組在庫(kù)區(qū)庫(kù)岸與滑坡變形監(jiān)測(cè)及災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)的工作中已獲得了多項(xiàng)階段性成果，一些典型地區(qū)的監(jiān)測(cè)成果為政府減災(zāi)決策提供了重要依據(jù)。
2 庫(kù)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)網(wǎng)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想
庫(kù)區(qū)崩塌、滑坡監(jiān)測(cè)的主要目的是：全面了解和掌握崩、滑體的演變過(guò)程，及時(shí)捕捉崩、滑體災(zāi)變的特征信息，為崩塌、滑坡災(zāi)害的正確評(píng)價(jià)分析、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)及治理工程等提供可靠的資料和科學(xué)依據(jù)。同時(shí)，監(jiān)測(cè)結(jié)果也是檢驗(yàn)崩塌、滑坡分析評(píng)價(jià)及滑坡工程治理效果的尺度。
為了達(dá)到上述目的，庫(kù)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思想為：
（1）針對(duì)不同崩、滑體的地質(zhì)構(gòu)造與變形階段特征，應(yīng)采用不同的方案、手段進(jìn)行監(jiān)測(cè)；
（2）鑒于崩、滑體變形破壞過(guò)程的高度不確定性，同一崩滑體上宜采用多種手段監(jiān)測(cè)，形成點(diǎn)、線、面、地表與地下相結(jié)合的立體監(jiān)測(cè)網(wǎng)，使其互相補(bǔ)充、檢核；
（3）在群測(cè)群防工作的基礎(chǔ)上，發(fā)展常規(guī)人工儀器觀測(cè)與無(wú)線自動(dòng)遙測(cè)的技術(shù)、建立靜態(tài)和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)相結(jié)合的監(jiān)測(cè)預(yù)警網(wǎng)絡(luò)，分別服務(wù)于地質(zhì)災(zāi)害的長(zhǎng)期、中期預(yù)測(cè)和短期預(yù)警。
3 地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)方法與技術(shù)
依據(jù)崩、滑體變形監(jiān)測(cè)的物理量，兼顧變形測(cè)量對(duì)精度的要求和監(jiān)測(cè)工作的效率，結(jié)合當(dāng)前國(guó)內(nèi)外監(jiān)測(cè)技術(shù)和方法的發(fā)展水平，在實(shí)際應(yīng)用中采用GPS、InSAR、激光測(cè)距、流動(dòng)傾斜、裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)測(cè)量地表形變，一些地段也采用了傳統(tǒng)方法如全站儀和水準(zhǔn)測(cè)量；鉆孔測(cè)斜儀監(jiān)測(cè)深部位移；孔隙水壓力計(jì)監(jiān)測(cè)地下水動(dòng)態(tài)變化；鋼筋應(yīng)力計(jì)與錨索（桿）應(yīng)力計(jì)，分別用于監(jiān)測(cè)抗滑樁內(nèi)部鋼筋和錨索、錨桿的受力變化；同時(shí)，采用遙測(cè)臺(tái)網(wǎng)技術(shù)采集包括地表變形、深部位移、地下水、鋼筋計(jì)、危巖聲發(fā)射等在內(nèi)的各種動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。下面簡(jiǎn)要評(píng)述這些方法的特點(diǎn)與適用領(lǐng)域。
3.1 GPS（全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)）大地測(cè)量網(wǎng)
全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）是美國(guó)國(guó)防部研制的導(dǎo)航定位授時(shí)系統(tǒng)，由24顆等間隔分布在6個(gè)軌道面上、大約20000km高度的衛(wèi)星組成。在地球上任何地點(diǎn)、任何時(shí)刻，在高度角15。以上天空至少能同時(shí)觀測(cè)到4顆以上的衛(wèi)星。用戶(hù)在地面用接收機(jī)接收這些衛(wèi)星發(fā)射來(lái)的信號(hào)，測(cè)定接收機(jī)天線到衛(wèi)星的距離，就可以計(jì)算出接收點(diǎn)的三維坐標(biāo)。近年來(lái)，我國(guó)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用GPS定位技術(shù)的發(fā)展速度很快，如在長(zhǎng)江三峽工程壩區(qū)已建立了GPS監(jiān)測(cè)網(wǎng)，實(shí)踐證實(shí)，高性能配置的GPS水平定位精度可達(dá)毫米級(jí)，完全可用于崩塌、滑坡的位移監(jiān)測(cè)。
相對(duì)于傳統(tǒng)的大地測(cè)量方法，GPS測(cè)量技術(shù)應(yīng)用于滑坡監(jiān)測(cè)有以下優(yōu)點(diǎn)：①觀測(cè)點(diǎn)之間無(wú)需通視，選點(diǎn)方便；②不受天氣條件限制，可以進(jìn)行全天候的觀測(cè)；③觀測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)可以同時(shí)測(cè)定；④新一代 GPS接收機(jī)具有操作簡(jiǎn)便、體積小，耗電少的特點(diǎn)。所以，這種方法已廣泛運(yùn)用于滑坡變形監(jiān)測(cè)、施工安全監(jiān)測(cè)以及滑坡工程治理效果監(jiān)測(cè)之中。但是，由于監(jiān)測(cè)站建設(shè)和獲取數(shù)據(jù)周期較長(zhǎng)，在災(zāi)害的短期預(yù)警中該方法用得較少。
3.2 專(zhuān)用儀器監(jiān)測(cè)網(wǎng)
在此類(lèi)測(cè)量方法中，有多種傳統(tǒng)的測(cè)量?jī)x器目前仍在廣泛使用，如經(jīng)緯儀、全站儀、水準(zhǔn)儀和鉆孔測(cè)斜儀等，它們主要用于各種工程治理項(xiàng)目的施工安全監(jiān)測(cè)中。除了前述的儀器外，我們還從三峽庫(kù)區(qū)的具體環(huán)境條件出發(fā)，結(jié)合地質(zhì)災(zāi)害其他方面監(jiān)測(cè)工作的需要，開(kāi)發(fā)了便攜式傾斜儀、流動(dòng)激光測(cè)距儀等設(shè)備，彌補(bǔ)GPS觀測(cè)受房屋、山坡遮擋而不便施測(cè)的不足，以便對(duì)位于河谷斜坡地形上的庫(kù)區(qū)移民新城鎮(zhèn)的滑坡地表變形、房屋及地基基礎(chǔ)變形進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)。在一些經(jīng)過(guò)工程治理的重點(diǎn)滑坡、變形體上，結(jié)合治理效果監(jiān)測(cè)，還大量運(yùn)用了鋼筋計(jì)和錨桿（索）計(jì)以監(jiān)測(cè)抗滑樁內(nèi)部應(yīng)力及滑坡的推力。
在地表開(kāi)展各種流動(dòng)儀器觀測(cè)具有監(jiān)測(cè)參量多，靈敏度高，測(cè)量范圍較大，效率高，成本低，操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，因此這類(lèi)測(cè)量方法適用于滑坡治理施工安全監(jiān)測(cè)和效果監(jiān)測(cè)，與前一種GPS流動(dòng)站觀測(cè)法相同，也大量應(yīng)用于多種地質(zhì)災(zāi)害的中、長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)中。
3.3 地質(zhì)災(zāi)害無(wú)線遙測(cè)臺(tái)網(wǎng)
目前，國(guó)外崩塌、滑坡監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)已發(fā)展到一個(gè)較高的水平。首先是較普遍采用了全自動(dòng)、多參數(shù)監(jiān)測(cè)的遙測(cè)臺(tái)網(wǎng)；其次，在地質(zhì)災(zāi)害模型預(yù)報(bào)和預(yù)警系統(tǒng)方面，已運(yùn)用3S(GPS、GIS和RS）技術(shù)進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害空間分析、模型預(yù)報(bào)和預(yù)警系統(tǒng)研究。國(guó)內(nèi)在上述方面盡管還存在較大的差距，但近年來(lái)，鐵道部、交通部等個(gè)別研究所及少數(shù)礦區(qū)已嘗試采用小型遙測(cè)臺(tái)網(wǎng)進(jìn)行滑坡災(zāi)害的監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)；2002年，中國(guó)地震局地殼所在三峽庫(kù)區(qū)又率先建立了用于地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警的多參數(shù)無(wú)線遙測(cè)臺(tái)網(wǎng)。
“RDA型地質(zhì)災(zāi)害無(wú)線遙測(cè)臺(tái)網(wǎng)”系地殼所開(kāi)發(fā)的基于GSM/GPRS技術(shù)的新型無(wú)線遙測(cè)臺(tái)網(wǎng)。該系統(tǒng)主要由監(jiān)測(cè)子站群、監(jiān)測(cè)預(yù)警數(shù)據(jù)中心和GPRS數(shù)據(jù)通訊公網(wǎng)等三部分組成（系統(tǒng)構(gòu)成見(jiàn)圖1）。GPRS是在GSM基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種無(wú)線分組交換的數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)。相對(duì)于GSM/SMS的電路交換數(shù)據(jù)傳送方式，GSM/GPRS采用分組交換數(shù)據(jù)傳送方式，提高了傳輸速率，有效利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信道資源，全面實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)Internet功能，對(duì)于每個(gè)用戶(hù)永遠(yuǎn)在線等方面具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)。
圖1 GPRS滑坡無(wú)線遙測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成
根據(jù)單體滑坡監(jiān)測(cè)的需要，可以確定所需遙測(cè)子站的個(gè)數(shù)，各遙測(cè)子站可以選擇連接不同的傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)滑坡地表位移、深部位移，或者地表傾斜、裂縫變化、雨量，以及監(jiān)測(cè)護(hù)岸、抗滑樁等工程構(gòu)筑物內(nèi)部應(yīng)力和所受的推力等。監(jiān)測(cè)預(yù)警數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)軟件功能包括接收各地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)遙測(cè)子站的數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)入庫(kù)、顯示變形趨勢(shì)曲線和超限自動(dòng)報(bào)警等功能。同時(shí)，數(shù)據(jù)中心站可對(duì)各遙測(cè)子站發(fā)出指令，改變其工作參數(shù)，如數(shù)據(jù)采樣間隔（5分鐘、1小時(shí)、24小時(shí)等）。系統(tǒng)可接入地區(qū)監(jiān)測(cè)預(yù)警中心微機(jī)局域網(wǎng)，支持運(yùn)行基于GIS的減災(zāi)決策支持系統(tǒng)。市、縣級(jí)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)指揮中心的計(jì)算機(jī)屏幕上可以準(zhǔn)實(shí)時(shí)地密切監(jiān)視滑坡加速變形趨勢(shì)，支持對(duì)庫(kù)岸和滑坡破壞事件進(jìn)行短期及臨滑預(yù)報(bào)，也可以對(duì)發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害事件進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)和救助指揮。從2002年我們?cè)谌f(wàn)州WJW滑坡建成第一個(gè)遙測(cè)臺(tái)網(wǎng)以來(lái)，在萬(wàn)州和巫山運(yùn)用“RDA型地質(zhì)災(zāi)害無(wú)線遙測(cè)臺(tái)網(wǎng)”監(jiān)測(cè)的崩、滑體已有近20處，積累了豐富的數(shù)據(jù)。該地質(zhì)災(zāi)害無(wú)線遙測(cè)系統(tǒng)主要具有以下特點(diǎn)：
（1）監(jiān)測(cè)參量多，精度高
系統(tǒng)集成了包括：滑坡地表變形（位移、沉降）、傾斜變形測(cè)量?jī)x、裂縫測(cè)量?jī)x、崩滑體微破裂聲發(fā)射信號(hào)記錄儀、鉆內(nèi)地層滑移變形測(cè)斜儀、孔隙水壓測(cè)量?jī)x、鋼筋測(cè)力計(jì)、錨索（桿）拉力計(jì)等8種滑坡監(jiān)測(cè)儀器。這些測(cè)量?jī)x器均具有較高的測(cè)量精度和較大的動(dòng)態(tài)范圍。
（2）自動(dòng)遙測(cè)，無(wú)人值守
遙測(cè)儀器均內(nèi)置微處理器和無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊，動(dòng)態(tài)范圍大，全自動(dòng)監(jiān)測(cè)，無(wú)線傳輸，可用交流電源或太陽(yáng)能電池供電。
（3）無(wú)障礙設(shè)計(jì)
所研制的儀器在測(cè)量、數(shù)據(jù)傳輸?shù)确矫婢蠠o(wú)障礙設(shè)計(jì)要求，因而有安裝方便，環(huán)境適應(yīng)性好等優(yōu)點(diǎn)。
（4）依托先進(jìn)的通訊技術(shù)
本遙測(cè)臺(tái)網(wǎng)綜合運(yùn)用了最新發(fā)展的GSM/GPRS通訊技術(shù)，既適應(yīng)三峽庫(kù)區(qū)的地形條件，便于安裝和維護(hù)，又具有高容量、覆蓋范圍廣以及成本較低等特點(diǎn)。
3.4 崩塌滑坡應(yīng)急監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
以往，無(wú)論在三峽庫(kù)區(qū)還是我國(guó)其他地方，發(fā)現(xiàn)有崩塌滑坡跡象時(shí)，常因缺乏應(yīng)急監(jiān)測(cè)手段，未能詳細(xì)積累數(shù)據(jù)，錯(cuò)失研究的機(jī)會(huì)且不論，有時(shí)終因措施不力造成人民生命的損失。我們?cè)赗DA型遙測(cè)臺(tái)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，將通訊改為GSM/SMS，即短信息方式，目的是使系統(tǒng)對(duì)通信公網(wǎng)的適應(yīng)能力更強(qiáng)，架設(shè)更簡(jiǎn)便可靠。在監(jiān)測(cè)環(huán)境偏遠(yuǎn)以及應(yīng)急監(jiān)測(cè)的場(chǎng)合，這一點(diǎn)顯得尤為重要。
應(yīng)急監(jiān)測(cè)系統(tǒng)優(yōu)選了地表傾斜、激光測(cè)距、裂縫測(cè)量?jī)x等手段。一旦有群眾報(bào)告或者通過(guò)儀器監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)某地滑坡有加速變形跡象，便能急速趕赴現(xiàn)場(chǎng)，及時(shí)安裝臺(tái)網(wǎng)，實(shí)施24小時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)。既能有效避免不測(cè)事件的發(fā)生，還可積累研究滑坡變形破壞階段的寶貴資料。2003年，應(yīng)萬(wàn)州地方政府的要求對(duì)公路、橋梁開(kāi)展的應(yīng)急監(jiān)測(cè)便收到了良好的效果。
3.5 合成孔徑干涉雷達(dá)InSAR測(cè)量技術(shù)
合成孔徑雷達(dá)干涉（InSAR
InSAR—Interferometry Synthetic Aperture Radar的縮寫(xiě)。
）測(cè)量技術(shù)，是利用相鄰航線上觀測(cè)的同一地區(qū)的兩幅SAR影像的相位差來(lái)獲取地面數(shù)據(jù)的測(cè)量技術(shù)，其主要特點(diǎn)是利用雷達(dá)數(shù)據(jù)中的相位信息。
干涉雷達(dá)優(yōu)點(diǎn)較多：具全天候工作能力，發(fā)射的微波對(duì)地物有一定穿透能力，能提供光學(xué)遙感所不能提供的信息，且為主動(dòng)式工作方式。對(duì)于歐洲雷達(dá)衛(wèi)星 ERS-1/2和加拿大雷達(dá)衛(wèi)星RADRSAT-1，采用干涉技術(shù)來(lái)產(chǎn)生 DEM，監(jiān)測(cè)地面位移變化，精度可以達(dá)到毫米量級(jí)。因此，該技術(shù)手段特別適用于大面積的滑坡、崩塌、泥石流以及地裂縫、地面沉降等地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)，是一項(xiàng)快速、經(jīng)濟(jì)的空間探測(cè)高新技術(shù)。
三峽地區(qū)植被茂盛，雨水充沛，地貌差異較大，不利于干涉雷達(dá)信號(hào)的處理，曾有人在該地區(qū)做過(guò)嘗試未獲成功。為此，地殼應(yīng)力研究所與德國(guó)地球科學(xué)研究中心（GFZ）合作，采用了國(guó)際上新推出的角反射器技術(shù)以輔助進(jìn)行 InSAR信號(hào)處理。角反射器是用三塊角形金屬板制作的一種裝置，它對(duì)照射其內(nèi)的雷達(dá)波可按原方向反射回去，反射信號(hào)相對(duì)于周?chē)h(huán)境有顯著的增強(qiáng)。通過(guò)在工作區(qū)范圍內(nèi)均勻布設(shè)人工角反射器，并確定一些穩(wěn)定的點(diǎn)作為天然反射點(diǎn)，便于圖像的配準(zhǔn)和精確計(jì)算角反射器的位移。對(duì)于三峽庫(kù)區(qū)如此大的范圍，僅僅利用有限的點(diǎn)位進(jìn)行 GPS或其他儀器設(shè)備測(cè)量滑坡體形變是有局限的，因此，探索利用InSAR技術(shù)開(kāi)展三峽庫(kù)區(qū)滑坡監(jiān)測(cè)，具有重要的意義。2003年，我們已經(jīng)在萬(wàn)州和巫山兩地安裝了14個(gè)角反射器，進(jìn)行試驗(yàn)監(jiān)測(cè)和研究，同時(shí)還聯(lián)合進(jìn)行 GPS變形監(jiān)測(cè)作為對(duì)比。
4 用于地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警的GIS系統(tǒng)
地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)地理信息系統(tǒng)是一個(gè)能夠有效管理各種四維空間（含地理坐標(biāo)和時(shí)間變化）數(shù)據(jù)的信息系統(tǒng)。它以崩滑體等監(jiān)測(cè)對(duì)象為基礎(chǔ)，把地形、城市規(guī)劃、監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布等空間數(shù)據(jù)，按其空間位置存入計(jì)算機(jī)；通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、曲線顯示模塊與數(shù)據(jù)分析模塊，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、更新、查詢(xún)、趨勢(shì)分析、繪圖顯示及圖、表輸出等功能。
系統(tǒng)主要由四部分組成：地理信息子系統(tǒng)、地質(zhì)基礎(chǔ)資料文獻(xiàn)管理子系統(tǒng)、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)子系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)。
地殼所自1998年在重慶市萬(wàn)州區(qū)開(kāi)展地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)與研究工作以來(lái)，首先致力于建立基于GIS的地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)和資料管理平臺(tái)，在2000年研制成功“萬(wàn)州庫(kù)區(qū)移民工作地理信息系統(tǒng)”。之后，又逐步完善相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，充實(shí)數(shù)據(jù)分析模塊，增加自動(dòng)報(bào)警功能，實(shí)現(xiàn)了含數(shù)據(jù)管理、分析于一體的滑坡監(jiān)測(cè)預(yù)警GIS系統(tǒng)，并相繼推廣到巫山、奉節(jié)兩縣。
系統(tǒng)采用面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言Visual C++6.0為開(kāi)發(fā)工具，以MapInfo為基本開(kāi)發(fā)平臺(tái)；地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)利用Microsoft SQL Server 2000創(chuàng)建，通過(guò)ADO技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)連接、訪問(wèn)。地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警GIS系統(tǒng)以大比例尺電子地圖作為工作用圖，可以任意縮放、漫游、能夠自動(dòng)查找地圖目標(biāo)，并與數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)聯(lián)。該系統(tǒng)為管理各種工程地質(zhì)、水文地質(zhì)資料，為管理上述幾類(lèi)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)網(wǎng)和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，為數(shù)據(jù)的分析與結(jié)果顯示，包括為群測(cè)群防工作的管理均提供了一個(gè)有效的平臺(tái)，進(jìn)而為滑坡穩(wěn)定性的研究打下了很好的基礎(chǔ)（系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖2）。
圖2 地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警GIS系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖
根據(jù)前述功能的要求，該系統(tǒng)可以輸出多種表達(dá)數(shù)據(jù)處理及空間分析結(jié)果的圖形、圖表與三維模擬圖等可視化形式。圖3顯示了巫山縣GIS系統(tǒng)的一個(gè)界面，顯示出滑坡、道路及四類(lèi)監(jiān)測(cè)站的分布，即為一例。
圖3 巫山GIS系統(tǒng)顯示的GPS和傾斜監(jiān)測(cè)站分布圖
1.GPS靜態(tài)監(jiān)測(cè)站；2.GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)站；3.流動(dòng)傾斜監(jiān)測(cè)站；4.GPS坐標(biāo)控制點(diǎn)
數(shù)據(jù)分析流程基本上有如下的3個(gè)方面：
（1）整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)獲得的數(shù)據(jù)，包括自動(dòng)傳輸與流動(dòng)觀測(cè)的，經(jīng)過(guò)校核確認(rèn)無(wú)誤后，即可存入當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)站基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)。
（2）基于地理信息系統(tǒng)的地質(zhì)災(zāi)害趨勢(shì)分析及預(yù)警技術(shù)研究，包括進(jìn)行監(jiān)測(cè)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析、時(shí)間序列分析、地表位移矢量圖分析、滑坡的深度—位移曲線分析、位移—降雨量分析等，并進(jìn)而確定在不同的地質(zhì)環(huán)境下滑坡預(yù)警的閾值。
（3）所獲得的滑坡變形時(shí)間變化曲線及其二維平面分布圖像的結(jié)果，可用于做進(jìn)一步的滑坡穩(wěn)定性分析研究。
5 各類(lèi)監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用與典型監(jiān)測(cè)結(jié)果
5.1 GPS技術(shù)用于滑坡變形監(jiān)測(cè)
自1999年底萬(wàn)州庫(kù)區(qū)建成含120余個(gè)流動(dòng)站的GPS滑坡變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)，到2002年底，共完成了8期測(cè)量。結(jié)果顯示，多數(shù)滑坡近期變形速率較低，在5mm/a以下；但半邊石壩與實(shí)驗(yàn)小學(xué)等少數(shù)滑坡年變形速率分別達(dá)84mm和49mm；關(guān)塘口、青草背等滑坡也有明顯變形。圖4顯示了萬(wàn)州城區(qū)滑坡現(xiàn)今變形的分區(qū)特點(diǎn)：變形大的地區(qū)多為陡坡，有的是古滑坡分布地區(qū)；近期的變形主要和人類(lèi)工程活動(dòng)以及強(qiáng)降雨等因素有關(guān)。
圖4 萬(wàn)州城區(qū)滑坡變形分布示意圖
1.GPS滑坡監(jiān)測(cè)點(diǎn)；2.滑坡；3.滑移矢量；4.變形較小的穩(wěn)定地區(qū)
上述結(jié)果對(duì)于庫(kù)區(qū)城鎮(zhèn)的建設(shè)規(guī)劃有指導(dǎo)意義。據(jù)了解，有的基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目選在上述變形區(qū)域內(nèi)，自2002年初開(kāi)工，場(chǎng)平屢屢受阻，歷時(shí)3年無(wú)法開(kāi)展基本建設(shè)，付出了沉重的代價(jià)。對(duì)這幾處穩(wěn)定性差的滑坡體，加強(qiáng)了跟蹤監(jiān)測(cè)和研究。例如萬(wàn)州 SMB滑坡2003年繼續(xù)發(fā)生變形垮塌，其北部區(qū)域5月以來(lái)曾發(fā)生嚴(yán)重變形。圖5給出了3條有代表性的基線變化情況，縱坐標(biāo)表示日降雨量以及GPS基線長(zhǎng)度變化，單位為mm。由圖中可以看到，2003年一季度該區(qū)變形速率不高，4月18日（即圖中第108日）降大雨84mm后，滑坡變形明顯加速。G123-134是接近主滑方向的測(cè)量基線，到6月累計(jì)變形量達(dá)到400m左右。除了該區(qū)是因人類(lèi)工程活動(dòng)觸發(fā)滑坡變形因素外，強(qiáng)降雨的影響不可低估。
又如奉節(jié)新縣城地區(qū)有大小崩塌、滑坡50余處，其中以三馬山、寶塔坪、白衣庵、南竹園等大型滑坡對(duì)新建縣城的影響最大。由于新縣城地處復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造部位，巖層較為破碎，沖溝發(fā)育，高階地較窄，且連續(xù)性差。新建移民區(qū)大多分布在地勢(shì)較陡的溝、谷坡上，人工開(kāi)挖的高陡邊坡隨處可見(jiàn)，并以高度大、連續(xù)分布長(zhǎng)為特點(diǎn)，邊坡高度可達(dá)30～40m，長(zhǎng)度數(shù)百米。高邊坡的穩(wěn)定性問(wèn)題是奉節(jié)縣城最大的潛在地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題之一。
2002年我們?cè)诜罟?jié)建立了含290個(gè)監(jiān)測(cè)樁的GPS和地表傾斜變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)。到2003年中，整個(gè)縣城近8km2范圍的變形分布如圖6所示，發(fā)生最大變形的地區(qū)是西部朱衣河谷坡一帶的高邊坡。這些地帶大多是高階地、陡坡，表現(xiàn)的主要地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題是建筑載荷導(dǎo)致的自然高、陡邊坡、古滑坡失穩(wěn)；因平整建筑場(chǎng)地而切削邊坡，填平坡腳、溝谷，產(chǎn)生的高邊坡與回填邊坡的失穩(wěn)等。
圖5 SMB滑坡地表變形 GPS測(cè)量成果
圖6 2003年奉節(jié)新縣城變形等值線圖
5.2 在滑坡工程治理安全施工階段運(yùn)用的監(jiān)測(cè)技術(shù)
本階段的監(jiān)測(cè)工作主要用于評(píng)價(jià)滑坡（危巖）治理施工過(guò)程中滑坡的穩(wěn)定程度，及時(shí)反饋、跟蹤和控制施工進(jìn)程，對(duì)原有的設(shè)計(jì)與施工組織的改進(jìn)提供最直接的依據(jù)，對(duì)可能出現(xiàn)的險(xiǎn)情及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，以便調(diào)整有關(guān)施工工藝和步驟，避免惡性事故的發(fā)生。做到信息化施工，以期取得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。目前，在安全監(jiān)測(cè)中使用了大量的專(zhuān)用儀器布設(shè)監(jiān)測(cè)網(wǎng)，這已為廣大工程技術(shù)人員所熟悉，這里僅舉一例說(shuō)明“RDA型地質(zhì)災(zāi)害無(wú)線遙測(cè)臺(tái)網(wǎng)”的應(yīng)用成果。從2002年5月起在萬(wàn)州 WJW滑坡建立了無(wú)線遙測(cè)臺(tái)網(wǎng)。該滑坡為三峽庫(kù)區(qū)二期地質(zhì)災(zāi)害工程治理計(jì)劃項(xiàng)目，從2002年11月開(kāi)始施工，2003年2月完成。圖7所示為沿滑坡主滑方向激光測(cè)距遙測(cè)儀獲得的結(jié)果。盡管施工包括59個(gè)抗滑樁的開(kāi)挖與澆注，但由于設(shè)計(jì)與施工合理，整個(gè)施工期間滑坡體位移僅幾個(gè)毫米，可見(jiàn)通過(guò)遙測(cè)臺(tái)網(wǎng)連續(xù)監(jiān)測(cè)，可以及時(shí)準(zhǔn)確掌握滑坡變形動(dòng)態(tài)，確保施工安全。
5.3 工程治理效果監(jiān)測(cè)
仍以萬(wàn)州WJW滑坡為例。該滑坡治理工程采取以預(yù)應(yīng)力錨拉抗滑樁為主，地表排水及生物工程為輔的綜合治理方案。治理效果監(jiān)測(cè)網(wǎng)采用了GPS、深部位移、孔隙水壓力測(cè)量和鋼筋應(yīng)力計(jì)等儀器監(jiān)測(cè)方法，在關(guān)鍵部位還設(shè)置了遙測(cè)臺(tái)網(wǎng)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)。
圖7 萬(wàn)州 WJW滑坡工程治理施工安全監(jiān)測(cè)位移曲線
圖8 為A2號(hào)抗滑樁上3002遙測(cè)子站2003年8月到12月觀測(cè)結(jié)果的日變化曲線。由圖可見(jiàn)：錨拉抗滑樁內(nèi)力（鋼筋計(jì)、錨桿計(jì)觀測(cè)）和滑坡深部位移的變化與地下水孔隙壓力（滲壓計(jì)觀測(cè)）的變化呈明顯的相關(guān)關(guān)系；根據(jù)氣象資料，滑坡孔隙水壓力的變化與降雨亦有直接關(guān)系。但是從總趨勢(shì)看，抗滑樁內(nèi)力、深部位移變化不大，說(shuō)明 WJW滑坡經(jīng)過(guò)治理后基本上處于穩(wěn)定狀態(tài)，這與其他監(jiān)測(cè)點(diǎn)儀器巡測(cè)的結(jié)果基本一致。
圖8 3002遙測(cè)子站觀測(cè)結(jié)果曲線顯示
圖9 為巫山GIS系統(tǒng)上分析、顯示的WZB邊坡傾斜變形矢量圖，是使用儀器監(jiān)測(cè)網(wǎng)進(jìn)行工程治理效果監(jiān)測(cè)的實(shí)例。如矢量圖所示，4個(gè)測(cè)點(diǎn)的傾向均與坡向大體一致，2003年累計(jì)角變量≤0.02°，說(shuō)明經(jīng)過(guò)治理后的邊坡穩(wěn)定性良好。
5.4 滑坡變形應(yīng)急監(jiān)測(cè)
巫山縣殘聯(lián)滑坡位于巫山新縣城中心地帶，滑坡區(qū)內(nèi)高程在278～492m之間，為河流谷坡地形，坡角在10°～30°之間。滑坡體為第四紀(jì)坡積物，含碎石、粉質(zhì)粘土，厚度0～12m，總體積約15萬(wàn)m3。由于本區(qū)域?yàn)樾逼聟^(qū)，公路及房屋等建設(shè)須對(duì)原始邊坡不同程度的開(kāi)挖、切坡，2001年已發(fā)現(xiàn)有變形發(fā)生。地勘資料表明殘聯(lián)滑坡周界明顯，滑面漸趨形成，屬推移式滑坡。2002年雖經(jīng)兩度治理，其西區(qū)在2003年仍有明顯變形，危及其下的公路和移民樓房的安全。
圖9 巫山縣 WZB邊坡傾斜變形矢量圖
圖10 巫山殘聯(lián)滑坡激光測(cè)距曲線（2003年9月～2004年2月）
應(yīng)巫山縣國(guó)土局要求，2003年9月安裝了遙測(cè)臺(tái)網(wǎng)。殘聯(lián)滑坡遙測(cè)臺(tái)網(wǎng)安裝在最能反映滑體變形特征的部位，四臺(tái)遙測(cè)子站沿主滑方向形成一條測(cè)線。
激光測(cè)距的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)隨時(shí)間的變化如圖10所示。上條曲線為測(cè)距結(jié)果，測(cè)線長(zhǎng)51.3m，滑坡向下滑移對(duì)應(yīng)測(cè)線縮短，單位為mm；下條為環(huán)境溫度曲線，單位為℃，橫坐標(biāo)為測(cè)量時(shí)間，按－年－月－日時(shí)：分格式顯示。
從2003年9月12日至2004年2月3日，可大體分為兩個(gè)階段：
第一階段：9月12日到9月27日為滑坡體中部抗滑樁完工之前，由于開(kāi)挖引起邊坡內(nèi)部應(yīng)力調(diào)整。受滑坡體上部載荷的影響，土體向前擠壓。滑坡體中、下部向臨空面的蠕滑變形明顯，下滑速率大致均勻，約2mm/d,16天總計(jì)變化量達(dá)30mm。
第二階段：在滑體中部的部分抗滑樁竣工后，位移速率變緩，降至0.5～1mm/d；到2004年2月上旬，變化量?jī)H0.1mm/d。這說(shuō)明抗滑治理工程對(duì)滑體變形起到了遏制作用，達(dá)到了搶險(xiǎn)治理的目的。
6 結(jié)論
（1）基于3S技術(shù)和地面變形監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)，基本建立了研究區(qū)典型地段滑坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。運(yùn)用GPS等空間技術(shù)可以獲得滑坡變形區(qū)域分布狀況，不但有利于確定需要重點(diǎn)監(jiān)測(cè)的滑坡，而且對(duì)庫(kù)區(qū)城鎮(zhèn)改造規(guī)劃有指導(dǎo)意義。遙測(cè)臺(tái)網(wǎng)可快速測(cè)定變形速率，是掌握滑坡動(dòng)態(tài)變形趨勢(shì)與開(kāi)展應(yīng)急監(jiān)測(cè)的有效工具。
（2）為了較好地解決滑坡監(jiān)測(cè)中高度的不確定性問(wèn)題，需要配合使用多種類(lèi)型的儀器。作者等為此研制的新型滑坡無(wú)線遙測(cè)臺(tái)網(wǎng)和流動(dòng)傾斜儀、激光測(cè)距儀，精度高，性能穩(wěn)定，有較大的推廣價(jià)值。
（3）由于滑坡、高邊坡所處地質(zhì)環(huán)境差異以及影響因素的不同，其破壞機(jī)理和危險(xiǎn)性程度也不盡相同。正確認(rèn)識(shí)、區(qū)分滑坡與高邊坡的地質(zhì)環(huán)景，合理布置穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)點(diǎn)位，對(duì)其穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)、分析及評(píng)價(jià)具有十分重要的意義。
在此，對(duì)參加過(guò)此項(xiàng)工作的楊旭東、陳誠(chéng)、范國(guó)勝、李濤等同志表示感謝。
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石油和礦產(chǎn)勘查要求多種數(shù)據(jù)集進(jìn)行綜合分析。過(guò)去對(duì)數(shù)據(jù)存檔、檢索及迭加分析通常使用圖件或表格數(shù)據(jù),對(duì)比與綜合要花費(fèi)大量時(shí)間,遙感與GIS技術(shù)則為這些多源勘探數(shù)據(jù)綜合處理提供了現(xiàn)代化手段。
在石油等礦產(chǎn)勘查時(shí),地質(zhì)學(xué)家首先要對(duì)各種地質(zhì)圖件、地球物理和地球化學(xué)數(shù)據(jù)、地震剖面以及遙感圖像等數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析,以便能清楚地了解各種不同數(shù)據(jù)集之間的關(guān)系。
地質(zhì)數(shù)據(jù)通常也是由點(diǎn)、線、多邊形三種形態(tài)構(gòu)成的。點(diǎn)數(shù)據(jù)以地球化學(xué)分析數(shù)據(jù)最典型,它與某一特定的取樣點(diǎn)有關(guān);線數(shù)據(jù)可以是一條巖性分界線或一條斷裂;多邊形數(shù)據(jù)如某種巖類(lèi)的出露范圍。這些數(shù)據(jù),有的采用圖件形式,用顏色表示巖石類(lèi)型(專(zhuān)題圖),符號(hào)表示地球化學(xué)取樣點(diǎn)位置,用等值線表示磁場(chǎng)測(cè)量值。許多地質(zhì)數(shù)據(jù)還以報(bào)告、圖形或?qū)嶒?yàn)室結(jié)果表格等形式提供。在GIS中,這些不同的數(shù)據(jù)集(如地球化學(xué)分析數(shù)據(jù)、航磁調(diào)查數(shù)據(jù)、地震數(shù)據(jù)、地質(zhì)圖和地形圖以及遙感數(shù)據(jù))經(jīng)過(guò)數(shù)字化、編碼、矢量到網(wǎng)格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,產(chǎn)生連續(xù)或離散的數(shù)據(jù)集,存入建立起目標(biāo)區(qū)的地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù),圖13-1給出了地質(zhì)地表數(shù)據(jù)的輸入,分析和建庫(kù)的過(guò)程。
在地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)中,地質(zhì)數(shù)據(jù)按專(zhuān)題內(nèi)容分層存貯,幾何特征以圖形圖像表達(dá),屬性數(shù)據(jù)則記錄在二維關(guān)系表中,兩者為一對(duì)一或一對(duì)多的關(guān)系。于是,在這個(gè)數(shù)據(jù)模型的基礎(chǔ)上,勘探工作區(qū)的所有地球物理、地球化學(xué)、巖石學(xué)及輻射場(chǎng)的數(shù)據(jù)都可以納入數(shù)據(jù)庫(kù)。一旦工作區(qū)的地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)被建立,地質(zhì)學(xué)家便可以利用已有的專(zhuān)家(概念)模型來(lái)指導(dǎo)數(shù)據(jù)分析。例如,在石油勘探中,首先利用石油存貯條件與變量之間已知的物理、化學(xué)和地質(zhì)聯(lián)系來(lái)分析數(shù)據(jù)庫(kù)提供的數(shù)據(jù),對(duì)直接或間接與這些聯(lián)系有關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理、生成各種派生數(shù)據(jù)。表13-1顯示某工作區(qū)地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的原始數(shù)據(jù)和派生數(shù)據(jù)集。用這些數(shù)據(jù)所提供的信息來(lái)選定油氣儲(chǔ)藏有利地區(qū)。
如將重力和航磁數(shù)據(jù)疊合,有助于對(duì)基底形態(tài)的分析。又由于基底形態(tài)對(duì)沉積蓋層構(gòu)造發(fā)育有影響,因而據(jù)重力和航磁的一階、二階導(dǎo)數(shù)可推斷出構(gòu)造的總體特征。又如,基底隆起地區(qū)可能影響蓋層構(gòu)造特征,基底凹陷的地區(qū)沉積厚度較大,可能成為盆地的沉積中心。
圖13-1 地質(zhì)地表數(shù)據(jù)處理、分析及建庫(kù)流程圖
背斜構(gòu)造是重要儲(chǔ)油構(gòu)造。是油氣勘探數(shù)據(jù)庫(kù)的重要內(nèi)容。構(gòu)造的向下延伸范圍是一個(gè)最有價(jià)值的參數(shù),目前的技術(shù)水平還難以確定。在數(shù)據(jù)庫(kù)中,背斜用多邊形表示,并以背斜軸為中心向下延展來(lái)定性表達(dá)背斜的地下影響范圍。
斷層對(duì)油氣的生、儲(chǔ)、蓋都很重要。斷層等密度圖與線性體等密度圖是用任一網(wǎng)格單元范圍內(nèi)斷層/線性體出現(xiàn)的頻數(shù)來(lái)定義的。用鄰域分析法計(jì)的研究區(qū)內(nèi)圍繞每一象元的5×5象元陣列中斷層出現(xiàn)的次數(shù)。結(jié)果圖顯示出斷層/線性體密度。將斷層等密度和線性體等密度圖進(jìn)行疊加,合成出一幅描述斷裂密度的新圖。對(duì)蓋層斷裂密度高值地區(qū)進(jìn)行分析,判明它對(duì)區(qū)域油氣運(yùn)移和儲(chǔ)集的具體作用。
表13-2給出某研究區(qū)域模型及其對(duì)應(yīng)的權(quán)重,系統(tǒng)據(jù)此運(yùn)行后生成一個(gè)新圖像。圖像的像元值等于各輸入的權(quán)值求和,將它們進(jìn)一步分段,便可以表達(dá)工作區(qū)中油氣產(chǎn)出有利性的不同級(jí)別,最后圈出高概率產(chǎn)油區(qū)。
這種技術(shù)方法同樣適用于其它礦產(chǎn)勘查、區(qū)域成礦預(yù)測(cè),工程地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估與預(yù)測(cè)等。
GIS技術(shù)的引入可能極大改變地質(zhì)學(xué)家的工作模式,使地學(xué)工作者面臨的對(duì)多源地質(zhì)數(shù)據(jù)的采集、配準(zhǔn)、存儲(chǔ)、分析、綜合與檢索工作,變得形象直觀、靈活多樣、快速準(zhǔn)確,使各種地學(xué)模型的生成和發(fā)展,在技術(shù)上有了主要的支撐系統(tǒng)。
表13-1 原始和派生地質(zhì)數(shù)據(jù)
表13-2 模型的輸入與數(shù)字加權(quán)
當(dāng)然可以。地理信息系統(tǒng) (GIS) 是表達(dá)處理以及分析與地理分布有關(guān)的專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)的一種技術(shù)，它提供了一種快速展示有關(guān)地理信息和分析信息的新的手段和平臺(tái)。 從20世80年代以來(lái)，GIS在災(zāi)害管理中得到逐步深入的應(yīng)用：從簡(jiǎn)單的災(zāi)害數(shù)據(jù)管理、多源數(shù)據(jù)集數(shù)字化輸入和繪圖輸出，到DTM和DEM模型的建立和使用；從GIS結(jié)合災(zāi)害評(píng)價(jià)模型的擴(kuò)展分析；到GIS與決策支持系統(tǒng)的集成；再到WebGIS。GIS的核心是空間數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)，由空間數(shù)據(jù)處理和空間數(shù)據(jù)分析構(gòu)成。運(yùn)用GIS所具有的數(shù)據(jù)采集和提取、轉(zhuǎn)換與編輯、數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)的重構(gòu)與轉(zhuǎn)換、查詢(xún)與檢索、空間操作與分析、空間顯示和成果輸出及數(shù)據(jù)更新等功能，我們可以根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估的需要，建立以GIS技術(shù)為基礎(chǔ)的、用于地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià)的空間分析模型，評(píng)價(jià)結(jié)果可以圖層的形式顯示或者報(bào)表、表格形式輸出，為專(zhuān)業(yè)部門(mén)或決策部門(mén)提供災(zāi)害管理和決策依據(jù)。武漢智博創(chuàng)享已經(jīng)在這方面有不少案例了，可以網(wǎng)上查查看。
GIS通常會(huì)和RS結(jié)合來(lái)使用。
GIS和RS結(jié)合可以用來(lái)進(jìn)行災(zāi)害監(jiān)測(cè)，比如常見(jiàn)的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、森林防火監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、地震預(yù)警系統(tǒng)。舉例地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其一般原理是，將RS獲取的衛(wèi)星圖片存入GIS影像庫(kù)，并通過(guò)GIS系統(tǒng)提供的功能對(duì)進(jìn)行處理、解譯、人工判別、人工智能分析，再對(duì)比不同時(shí)期（比如半年前）的影像內(nèi)容來(lái)判定某一地區(qū)的地質(zhì)表面是否發(fā)生變化、發(fā)生了多大變化，并將其量化到GIS系統(tǒng)，GIS依據(jù)這些數(shù)據(jù)并結(jié)合相關(guān)的處理模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)某一地區(qū)是否會(huì)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)。
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