基于GIS的地质灾害风险评估方法研究论文_苏厅云

山西省地质勘查局二一七地质队 山西省大同市 037008

摘要:地质灾害的形成主要由两方面因素所构成,一方面是自然因素的影响,另一方面时认为活动而造成的影响,通常情况下地质灾害种类包括:泥石流、崩塌、山体滑坡以及地裂缝等与地质作用相关的其它灾害。在我国所受到地质灾害的影响较大,灾害的发生给我国造成了严重的损失,灾害种类不但繁多且地域十分广阔,因此,就需要因其人们对地质灾害的重视。而对其进行风险评估就是就是为了做到防患于未然,更好的保护人们的生命财产安全本文就基于GIS地质灾害风险评估方法进行了分析和探讨。

关键词:GIS系统;地质灾害;风险评估方法;分析

所谓的地质灾害指的就是在地质作用下,受环境的改变而造成地质恶化,使人类生命财产损毁或人类赖以生存与发展的资源、环境发生严重破坏的过程或现象,是一种地质事件。所以说,地质灾害不仅是一种自然现象,还是一种具有明显社会性质的经济属性。在以往工程地质领域对于地质灾害的研究中,通常都以自然属性为主要考虑对象,评价预测也多从其内外影响因素入手,将地质灾害就默认为了地质运动,分析时着力于灾害形成机制与诱发条件、发展规律等自然特征,度量指标也多考虑是稳定性的程度,因此也忽视了地质灾害的社会经济属性的分析。对地质灾害进行风险性评估的目的并不是杜绝引起地质灾害的地质现象或地质事件的发生,而是为了更好的保证人们不受危害。以下就是在基于GIS地质灾害风险评估方法的分析。

一、地质灾害风险的概述及特性分析

当前我国在地质灾害风险的认定方面并没有准确的划定,与灾害风险存在一定的交叉,在联合国教科文组织的一项研究计划中,Varnes(1984年)提出了自然灾害及风险的术语定义,之后便得到了普遍的认可,也逐渐成为了地质灾害易损性、危害性以及风险评估的基本模式。地质灾害风险也就是指的在在一定的区域时问限度内,特定的地质灾害现象可能会使人们的生命财产安全以及经济活动等受到损失,即地质灾害风险是潜在地质灾害危险性和社会经济易损性的函数,用公式表示为:R=F(H,E,V)或者进一步可表示为:R=H*E*V。

其中,R表示地质灾害风险,H表示地质灾害的风险性;E表示:给定区域内受特定地质灾害威胁的对象,包括入口、财产、基础设施、经济活动等;V表示受威胁对象的易损性。

地质灾害风险在特性方面主要表现为以下几种:l)危害性:地质灾害风险会对个人、社会、经济以及生态环境等产生危害性后果。2)可变性:其发生灾害并不是一成不变,而是会受认为作用、自然因素以及社会易损性的影响而发生变化,而且灾害风险程度的大小甚至性质都是可以变化的。3)不确定性:也就是指的风险对于描述灾害事件和产生后果具有不确定性。4)复杂性:灾害特点多种多样,对于相同灾害来说在风险性质、社会系统结构以及风险强度等方面的影响也会不同;而对同一社会体系结构,不同的灾害所产生的风险性质和大小也不同。加之其具有可变性,因此也是灾害种类繁多的因素之一。

二、基于GIS下的地质灾害风验评估模型

现阶段,地质灾害风险评估模型主要包括:层次分析模型、信息量模型等,本文以信息量模型分析,根据实际情况,把其影响因素的实测值转化为信息量值,并用信息量来表征地质灾害风险影响因素的“贡献”大小,从而来对地质灾害的风险程度进行评估。信息量用条件概率用公式表示为:I(X,A)=1g(P(X/A)/P(X)),其中,I(X,A)表示为单因素指标X影响地质灾害风险A的信息量;P(X/A)表示地质灾害风险在恶化情况下所发生X的概率。P(X)为研究区影响因素x出现的概率。在实际计算时,用总体概率来对样本频率进行计算,公式为:

其中,I代表某一单元P种因素组合情况下地质灾害风险恶化的总信息量;S代表总单元数量;N代表此地区已知地质灾害风险恶化的单元总数;S1为含有影响因素x的单元个数:Nl为含有影响因素x的地质灾害风险恶化单元个数。

用总的信息量I值来当作地质灾害风险在多种因素作用下其所改善的综合指标,对I值进行统计分析,并找出突变点将其当作分界点,把区域划分成不同等级的灾害风险,由此建立的信息量模型,并把其当作研究区的风险预测模型。只有对研究区内各个因素的情况进行勘察,根据样本区计算出的信息量值,并把影响各个评价单元的因素信息量进行叠加,以此来对地质灾害风险等级进行预测。信息量模型适合于各地质灾害影响要素的信息量比较丰富的地质灾害风险评价,依照统计方法来对其影响因素进行归类和划分,并按照一定的阈值,将评价区域进行地质灾害风险分区。

三、基于GIS 技术的地质灾害风险评估分析

GIS能够对地理分布等有关数据进行有效性表达和处理的一种技术,它为人们提供了一种快速展示有关地理信息和分析信息的新的手段和平台。通过GIS技术不但能够对不同地质灾害的有关信息等进行有效的管理,还能够从不同空间和时间的尺度上对地质灾害的发生与环境因素之间的统计关系进行分析,对地质灾害所发生的概率以及可能产生的灾害后果进行评估。

GIS软件提供了一些基本的空间分析工具,如缓冲分析、矢量栅格数据转换、区域叠加分析、数字高程模型、数字地面模拟分析、以及属性数据查询检索等。但若单独采用这些基本工具来对地质灾害风险进行分析是难以满足其分析要求的,还需要结合专业地质灾害风险评估模型,以下就是将信息量模型与GIS平台相结合,以此来对地质灾害风险评估进行分析。需要考虑到以下几点:1)利用GIS采集数据进行基础数据处理。因其自身有着较强的空间分析与信息采集功能,所以可以利用它来采集评价所需的数据并进行管理。GIS系统还有一定的预处理功能,在预处理时一是将定性数据按照一定的原则定量化;二是要应用其自身的自动剖分功能使之形成可以用于评估的图元区域。2)应用信息量法模型可扩充GIS的分析评价功能,通过其自身二次开发功能的应用,一定要选定合适的信息量法模型对GIS进行二次开发,对GIS的分析评估性能进行扩充,实现传统分析方法与GIS的结合。然后将已经剖分的图元区域中的多种信息提前预存到数据库当中,通过编写接口,就可以实现信息量模型与此数据信息之间的相互调用,以便提高分析效率。3)利用GIS强大的成图功能,把信息量法模型分析结果返还到GIS处理成图,保证最终成果的形成。

综上所述,在基于GIS技术的地质灾害评估系统建立的条件下,首先在建立评估区信息数据库的基础上,应与地质灾害风险评估模型相结合,并运用GIS的空间分析功能和数据融合技术以及高精度计算功能等,来完成对地质灾害风险危险性与易损性以及最终风险评估的分析,包括滑坡、泥石流、岩溶塌陷等地质灾害,需要注意的是整个地质灾害风险评估工作要有序进行,以下是地质灾害风险评估流程图。

四、总结

对于地质灾害研究来说,灾害评估既是其基础,也是地质灾害研究直接为社会服务的途径和成果。本文在基于GIS技术的地质灾害风险评估下对其评估理论和评估方法进行了分析,但由于地质灾害风险评估方面的工作是一个新的领域,其涉及的内容也相对广泛,所以还需不断深化其研究,以便能够进一步准确的做出风险评估,保护人们的生命财产安全。

参考文献:

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论文作者:苏厅云

论文发表刊物:《基层建设》2018年第13期

论文发表时间:2018/7/10

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