【正文】 脅的土地．在未得到專家評估、充分論證或危險排除之前，禁止在災(zāi)害危險區(qū)進(jìn)行 任何建筑活動 ” 。在災(zāi)害高危險性區(qū)域內(nèi)建筑一方面屬于違法，另一方面作為財 產(chǎn) 保險范疇，保險公司拒絕接納災(zāi)害高危險區(qū)的財產(chǎn)保險業(yè)務(wù)，從而保證了瑞士全 國范圍內(nèi)自然災(zāi)害的最有效控制。 地理信息系統(tǒng)（Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ：ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ，簡稱ＧＩＳ），是在計算機(jī)軟、 硬件支持下對各種地理空間信息進(jìn)行采集、存儲、檢索、綜合分析和可視化表達(dá) 的信息處理和管理系統(tǒng)，它是集計算機(jī)、地理學(xué)、鍘繪遙感學(xué)、環(huán)境科學(xué)、空間 科學(xué)、信息科學(xué)、管理科學(xué)和現(xiàn)代通訊技術(shù)為一體的－－Ｎ新興邊緣科學(xué)［１Ｍ６］。 地理信息系統(tǒng)萌芽于上世紀(jì)的６０年代。１９６２年加拿大的ＲｏｇｅｒＦ．Ｔｏｍｌｉｎ ｓｏｎ 提出利用數(shù)字計算機(jī)處理和分析大量的土地利用地圖數(shù)據(jù)，并建議加拿大土她調(diào) 查局建立加拿大地理信息系統(tǒng)（ＣＧＩＳ），以實現(xiàn)專題地圖的疊加、面積量算、自 然資源的管理和規(guī)劃等；與此同時，美國的ＤｕａｎｅＦ．Ｍａｒｂｌｅ在美國西北大學(xué)研究 利用數(shù)字計算機(jī)研制數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)，以支持大規(guī)模城市交通研究，并提出建 立地理信息系統(tǒng)的思想ｆｌ ” 。７０年代是地理信息系統(tǒng)走向?qū)嵱玫陌l(fā)展期。美國、加 拿大、英國、強(qiáng)德、瑞典和日本等國對ＧＩＳ的研究均投入了大量人力，物力和財 力。到１９７２年ＣＧＩＳ全面投入運(yùn)行與使用，成為 世界上第一個運(yùn)行型的地理信息 系統(tǒng)；在此期間美國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展了５０多個地理信息系統(tǒng)，用予獲取和處理地 質(zhì)、地理、地形和水資源信息；１９７４年日本國土地理院開始建立數(shù)字國土信息系 統(tǒng)，存儲、處理和檢索測量數(shù)據(jù)、航空像片信息、行政區(qū)劃、土地利用、地形地 質(zhì)等信息；瑞典在中央、區(qū)域和城市三級建立了許多信息系統(tǒng)，如土地測量信息 系統(tǒng)、斯德哥爾摩地理信息系統(tǒng)、城市規(guī)劃信息系統(tǒng)等。但由于當(dāng)時的ＧＩＳ系統(tǒng) 多數(shù)運(yùn)行在小型機(jī)上，涉及的計算機(jī)軟硬件、外部設(shè)備及ＧＩＳ軟件本身的價格都 相當(dāng)昂貴，限制了ＧＩＳ的應(yīng)用范圍。 ３ 重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文１緒論 國外尤其發(fā)達(dá)國家，對ＧＩＳ應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害研究已做了很多工作。根據(jù)現(xiàn)有資 料，將ＧＩＳ應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害研究，最早是１９８６年美國加利福尼亞ＭｅｎｌｏＰａｒｋ地質(zhì)調(diào) 查局的Ｅ翻Ｅ．Ｂｒａｂｂ，他應(yīng)用ＧＩＳ技術(shù)對加利福尼亞Ｓａｎｉａｔｅｏ地區(qū)進(jìn)行了地質(zhì)災(zāi)害 研究，使用了ＧＩＳ的數(shù)據(jù)處理、數(shù)字繪圖及數(shù)據(jù)管理等功能。１９８７年該地質(zhì)調(diào)查局 的ＣａｒｔｈＭ．ＷｅｎｔｗｏｒｔｈｆＲｌＳｔｅｐｈｅｎＤ．Ｅｌｌｅｎ等用ＧＩＳ對區(qū)域工程地質(zhì)作了迸一步分析。 １ ９８９年美國的ＭｉｃｈａｅｌＡ．Ｆｉｎｎｅｙ茅ｌｌＮａｎｃｙＲ．Ｂａｉｌｌ用ＧＩｓ技術(shù)分析滑坡災(zāi)害。Ｄｏｕｇｌａｓ Ｃ．Ｐｅｒｔｅｒ等用ＧＩＳ對工程數(shù)據(jù)進(jìn)行評價。１９９０ 177。 ｇ印度ＲｏｏｒｋｏｅＸ學(xué)地球科學(xué)系的 Ｒ．Ｐ．ＧＩ胛Ａ等用ＧＩＳ方法對喜馬拉雅山麓的ＲａｍｇａｎｇａＣａｔｃｈｍｅｎｔ地區(qū)進(jìn)行滑坡災(zāi) 害危險性分帶。同年，荷蘭ＩＴＣ的ＶａｎＷｅｓｔｅｎＣ．Ｊ．和哥倫比亞ＩＧＡＣ的ＡｌｚａｔｅＢｏｎｉｌｌａ Ｊ．Ｂ。在山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害分析中，利用ＧＩＳ的空問定位、空間數(shù)據(jù)庫管理以及數(shù)字高程 模型（ＤＥＭ），開發(fā) 了斜坡穩(wěn)定性分析模型、山區(qū)落石滾落速率計算模型。１９９１年美 國的ＣａｍｐｂｅｌｌＲｕｓｓｅｌｌＨ．等利用ＧＩＳ空闖分析功能對滑坡災(zāi)害進(jìn)行空聞預(yù)測。同年， 意大利的ＣａｒｒａｒａＡ．等將研究進(jìn)一步推向深入，將ＧＩＳ空間分析與統(tǒng)計模型相結(jié)合， 用于滑坡災(zāi)害評價。１９９３年加拿大的ＣｈｔｍｇＣ．Ｆ．和ＦａｂｂｒｉＡ。Ｇ．等將ＧＩＳ應(yīng)用于滑坡 災(zāi)害分區(qū)的多因素綜合分析中。同年，美國的ＥｍｉｒＪｏｓｅ．Ｍａｃａｒｉ等利用ＧＩＳ對西Ｐｕｅｒ ｔｏＲｉｃｏ地區(qū)進(jìn)行了砂土液化研究。１９９４年美國科羅拉多州立大學(xué)的ＭＡＲＩ Ｏ ＭＦＡＩＡＮＡＶＲＲＯ和ＥＬＬＥＮＥ．ＷＯＨＬ在哥倫比亞的麥德林地區(qū)，用ＧＩＳ進(jìn)行地質(zhì)災(zāi) 害和風(fēng)險評估并進(jìn)行災(zāi)害分區(qū)。１９９５年美國的ＤＡＮＩＥＬＪ．ＭＩＬＬＥＲ利用ＧＩＳ中的 ＤＥＭ，模擬出滑動面位置和形態(tài)；利用數(shù)字地面模型（ＤＴＭ），勾繪出山脊與溝谷 界線，并輔助于切剖面，從而對深層滑坡災(zāi)害進(jìn)行評價。１９９６年美國的 ＭＡＲＩＯＭＥＪＩＡＮＡｖＡＲＲＯ等運(yùn)用ＧＩｓ及工程數(shù)學(xué)模型建立了自然災(zāi)害及風(fēng)險評估 的決策支持系統(tǒng)，并應(yīng)用在克羅拉多州的ＧｌｅｎｗｏｏｄＳｐｒｉｎｇｓ地區(qū)。１９９７年加拿大的 ＴＲＥ ＶＯＲＪ．ＤＡＶＩＳ和Ｃ．ＰＥＴＥＲＫＥＩＬＬＥＲ用基于ＧＩＳ的模糊分類方法及可視化技術(shù)， 虛擬真實再現(xiàn)斜坡形態(tài)【Ｉｓ－２２］。 由于ＧＩＳ技術(shù)具有空間分析、制圖功能和可視化的特點，ＧＩＳ技術(shù)在地質(zhì)災(zāi) 害區(qū)劃研究方面正得到快速發(fā)展。以ＧＩＳ軟件為技術(shù)平臺的地質(zhì)災(zāi)害的危險性、 易損性和風(fēng)險評價系統(tǒng)研究正逐步成為本領(lǐng)域研究的發(fā)展方向之一。例如： Ｍ．Ｍｉｃｈａｅｌ．Ｌｅｉｂａ等，2020年在澳大利亞的一項城市發(fā)展規(guī)劃項目斜坡地質(zhì)災(zāi)害研 究中，把斜坡災(zāi)害的危險性、易損性、風(fēng)險評價作為一體，以ＧＩＳ軟件為技術(shù)平 臺 ，分別采用平面和三維評價系統(tǒng)，對Ｃａｉｒｎｓ地區(qū)斜坡地質(zhì)災(zāi)害的危險性和風(fēng)險 區(qū)劃進(jìn)行研究。殷坤龍、張梁等，在2020年采用ＧＩＳ平臺與信息量模型結(jié)合，首 次開展了１：６００萬比例尺的全國地質(zhì)災(zāi)害危險性、風(fēng)險性和易損性區(qū)劃【２３１。 １．２．２國內(nèi)研究現(xiàn)狀 國內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害的研究工作起步較晚，研究程度較低。２０世紀(jì)３０年代至７０年 ４ 重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文１緒論 代多以地震災(zāi)害研究工作為主，８０年代以前，我國地質(zhì)災(zāi)害研究主要局限于對災(zāi) 害分布規(guī)律、形成機(jī)理、趨勢預(yù)測等方面 的分析，基本依附于水文地質(zhì)、工程逾 質(zhì)和有關(guān)的研究工作。８０年代以后，地質(zhì)災(zāi)害研究開始突破傳統(tǒng)的研究模式，研 究水平不斷提高。研究內(nèi)容日益豐富，開始向新的獨立學(xué)科發(fā)展，隨之，災(zāi)害風(fēng) 險評估開始起步。 “ 八五 ’ 期間，我國的地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查工作才全面開展，重點反映在 滑坡、崩塌、泥石流、地面沉降、巖溶塌陷、土壤侵蝕、土地荒漠化、礦區(qū)災(zāi)害 等【９】。西安礦業(yè)學(xué)院閆嘉祺、楊梅忠教授率先對煤礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害問題開展研究，并 從內(nèi)外力型地質(zhì)災(zāi)害鏈入手分析其成因，隨后在地質(zhì)災(zāi)害鏈、災(zāi)害群、災(zāi)害系統(tǒng) 及災(zāi)害效應(yīng)的理論與實踐上開展研究 淵。１９８９年底成立了中國地質(zhì)災(zāi)害研究會， １９９０年起創(chuàng)辦了 ‘ 中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報》。段永侯等編著了 ‘ 中國地質(zhì)災(zāi)害》 專著，并編制了中國地質(zhì)災(zāi)害圖【２５１。９０年代后，科學(xué)工作者們對我國地質(zhì)災(zāi)害的 類型、特征、影響因素、分布狀況和區(qū)域發(fā)展援律等進(jìn)行了深入的研究，提出了 許多新理論、新觀點。對地質(zhì)災(zāi)害的認(rèn)識評價不再是單一的，而是采用多因素、 全方位、多空間的觀點，在定性的基礎(chǔ)上加入定量的評價模型。特別是定量化方 法，如灰色系統(tǒng)模型、遺傳算法、元胞自動機(jī)和ＢＰ神經(jīng)元等大量用來對地質(zhì)災(zāi)害 的研究和治理，為地質(zhì) 災(zāi)害的研究發(fā)展提供了有力的依據(jù)。焦玉勇、葛修潤等利 用三維離散單元法進(jìn)行了動態(tài)山地滑坡實例模擬【２６】。盧禮順、朱海軍用灰色模型 進(jìn)行滑坡時間預(yù)測【２刀。蔣良文、王士天用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評判岷江上游汶川 — 較場段滑 坡穩(wěn)定性及其堵江可能性田ｌ。但多以單個災(zāi)害體研究為主。 為了全面查清我國地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育分布規(guī)律，國土資源部從１９９９年開始，在 地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重的縣（市），陸續(xù)部署開展了縣市地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與區(qū)劃工作。近年來， 在國家支持下，有關(guān)部門先后進(jìn)行了１００多項崩塌（危巖）、滑坡、泥石流、地面塌 陷、地面沉降、地裂縫、海 水入侵等重大地質(zhì)災(zāi)害的專門勘查工作，并對危害嚴(yán) 重，特別是對直接危及大中城市、縣級以上城鎮(zhèn)的災(zāi)害體組織實施防治工程。在 實施災(zāi)害勘查、防治項目的同時，有關(guān)部門和專家也開始注重地質(zhì)災(zāi)害評估方面 的工作。例如，１９９２～１９９４年由國家計委國土地區(qū)司和地質(zhì)礦產(chǎn)部地質(zhì)環(huán)境管理 司共同組織的全國地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀調(diào)查。對全國地質(zhì)災(zāi)害損失程度和分布情況進(jìn)行 了估算評價；張業(yè)成、張梁等【２９】在對中國近４０年地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情分析的基礎(chǔ)上，運(yùn) 用ＡＩ－ＩＰ法分析評價了中國地質(zhì)災(zāi)害的危害程度，進(jìn)行了全國范圍的危險性區(qū)劃； 劉希林等根 據(jù)大量調(diào)查統(tǒng)計資料，提出了判斷泥石流危險程度和評估泥石流泛濫 堆積范圍的方法【３０】【３１】；胡瑞林等將計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害評價，初步提出了 地質(zhì)災(zāi)害評價的計算機(jī)模型預(yù)測系統(tǒng)與應(yīng)用方法【３２】：羅元華、張梁、孟榮等在借 鑒國內(nèi)外其它領(lǐng)域研究成果的基礎(chǔ)上、根據(jù)環(huán)境經(jīng)濟(jì)理論，對地質(zhì)災(zāi)害評估與經(jīng) 濟(jì)損失分析的理論基礎(chǔ)進(jìn)行了探討等等【３３］． 重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文１緒論 我國ＧＩＳ方面的工作始于８０年代初，國內(nèi)應(yīng)用ＧＩＳ技術(shù)開展地質(zhì)環(huán)境與災(zāi)害評 價工作起步較晚，研究程度 較低，但很快應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害方面的研究。如潘耀忠、 史培軍提出了應(yīng)用ＧＩＳ技術(shù)劃分不同空間尺度下基本單元，解決了區(qū)域自然災(zāi)害研 究中以自然單元為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)與以行政單元數(shù)據(jù)相匹配的問題【州。姜云、王蘭生 （１９９４）在山區(qū)城市地面巖體穩(wěn)定性管理與控制中應(yīng)用了ＧＩＳ，以重慶市為典型研究 對象，對地面巖體變形破壞進(jìn)行了時空預(yù)測預(yù)報【３５１。雷明堂、蔣小珍等運(yùn)用ＧＩＳ 技術(shù)于巖溶塌陷評價中，根據(jù)塌陷影響因素（如巖溶化程度、斷裂分布、土層厚度、 水動力條件及已有塌陷分布），利用ＧＩＳ的距離分析、標(biāo)量分析、網(wǎng)格疊加分析、 分級分組分析等功能，完成研究區(qū)塌陷危險性評價及分區(qū)陰。胡成、陳植華等采 用模糊層次綜合預(yù)測法，建立了巖溶塌陷模型，并通過接口程序與ＧＩＳ技術(shù)有機(jī)結(jié) 合，對桂林西城區(qū)巖溶塌陷進(jìn)行了定量評價ｐ ” 。曹中初、孫蘇南在煤礦底板突水 危險性預(yù)測中也應(yīng)用Ｔｏｒｓ技術(shù)【３引。江東等將遙感Ｒｓ與ＧＩＳ集成起來，其中，Ｒｓ 主要用于確定地質(zhì)災(zāi)害或其影響因素的空問分布與發(fā)育程度，而ＧＩＳＮ主要對遙感 資料、勘探資料、統(tǒng)計資料等進(jìn)行復(fù)合分析和管理，構(gòu)建災(zāi)害模型，從而最終實 現(xiàn)對煤礦地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測和評價在砂土液化方面１３９３。南京 大學(xué)地球環(huán)境計算工程 研究所張凌、施斌等運(yùn)用桌面ＧＩＳ系統(tǒng)Ｍａｐｌｎｆｏ對蘇北某高速公路地段進(jìn)行了液化 分析，得出了各種程度的液化危害性分布圖嗍。原地質(zhì)礦產(chǎn)部水文地質(zhì)工程地質(zhì) 研究所在 ‘ 叭五 ” 期間承擔(dān)的國家攻關(guān)項目專題研究 “ 京津唐地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測防治計算 機(jī)輔助決策系統(tǒng) ” ，獲得了國家 ‘168。 Ｌ五 ’ ，重大科技成果獎。１９９７年，成都理工學(xué)院 ‘‘ 地 質(zhì)災(zāi)害防治與工程地質(zhì)環(huán)境保護(hù)國家專業(yè)實驗室 ’ ，承擔(dān)的 “ 山區(qū)小流域地質(zhì)環(huán)境及 地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測的ＧＩＳ系統(tǒng) ’ 頌?zāi)?，在貴州印江河、金沙江流域某工程近壩區(qū)開展了 預(yù)測應(yīng)用。國土資源部 于１９９８年底展開新一輪的國土資源調(diào)查與評價的科學(xué)技術(shù) 實驗工作也應(yīng)用ＧＩＳ技術(shù)進(jìn)行 ‘ 地質(zhì)災(zāi)害信息系統(tǒng)及防治決策支持系統(tǒng) ’ ＇專項開發(fā) 的試驗研究。桂林市以ＧＩＳ為開發(fā)平臺，建立了 ‘ 牲林市巖溶塌陷信息管理系統(tǒng) ” ． 目前， “ ３ｓ ’ 技術(shù)為地質(zhì)災(zāi)害系統(tǒng)復(fù)雜性研究提供了一條新途徑。 ‘ ３ｓ， ’技術(shù)在數(shù) 據(jù)采集與更新、空間檢索與查詢、信息的時空分析與可視和信息共享與輸出等方 面表現(xiàn)了其強(qiáng)大的應(yīng)用優(yōu)勢，能夠充分的解決地質(zhì)災(zāi)害系統(tǒng)多層次與相互關(guān)聯(lián)性、 動態(tài)開放性、社會經(jīng)濟(jì)性和非線性疊加等地質(zhì)災(zāi)害系統(tǒng)存在意義上的復(fù)雜性問題， 同時也為系統(tǒng)演化復(fù)雜性問題的解決提供基礎(chǔ)【４ｌ－４４］?？梢钥闯龅刭|(zhì)災(zāi)害的研究已 經(jīng)趨向于定量化、可視化。 在地質(zhì)災(zāi)害防治區(qū)劃中應(yīng)用ＧＩＳ技術(shù)，利用其強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)庫管理與空間 分析模型方面的功能，對地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中所獲取的信息進(jìn)行處理，實現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害 易發(fā)程度分區(qū)計算機(jī)自動化。首先確定致災(zāi)因素，對致災(zāi)因素進(jìn)行易發(fā)程度分區(qū) 賦值，再求出致災(zāi)因素的敏感系數(shù)，將各致災(zāi)因素圖層進(jìn)行基于ＧＩＳ空間分析的 ６ 重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文１緒論 圖層疊加，最后將疊加后的圖層屬性進(jìn)行加權(quán)綜 合，得出綜合易發(fā)程度值，進(jìn)行 易發(fā)程度計算機(jī)自動化分區(qū)。目前對區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)主要采用襲擾系 數(shù)法和專家打分法。通過對比分析，ＧＩＳ空間分析法比襲擾指數(shù)法簡潔明了，避免 了繁瑣的手工統(tǒng)計計算，保證了計算結(jié)果的精度。ＧＩＳ空間分析法所得出的地質(zhì)災(zāi) 害易發(fā)程度分區(qū)圖不僅反映了地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度的現(xiàn)勢規(guī)律，而且實現(xiàn)了對該區(qū) 域地質(zhì)災(zāi)害的空間預(yù)測【４５－４９１。 １．２．３存在問題 目前，我國利用ＧＩＳ技術(shù)開展地質(zhì)災(zāi)害信息管理工作取得了長足的進(jìn)步，但 由于起步較晚、研究程度比較低，還無法滿足用戶的新需求，存在 如下的一些問 題： （１）隨著地質(zhì)災(zāi)害點的不斷增多，地質(zhì)災(zāi)害資料的不斷增加，傳統(tǒng)的手工管 理模式和管理手段已無法滿足地質(zhì)災(zāi)害管理過程中對地質(zhì)災(zāi)害資料的需求。具體 表現(xiàn)在： ① 資料都為紙質(zhì)資料，資料查詢困難、查詢速度慢，且大多資料沒有歸檔， 不能快速的、完整的查詢出某一地質(zhì)災(zāi)害點的所有相關(guān)資料，勢必會影響到對突 發(fā)事故的處置效率和處置方案的制定； ② 紙質(zhì)資料份數(shù)有限且不便于攜帶，資料不能被高效的利用，如資料不利于 在勘察設(shè)計單位、各級政府管理部門、評審專家等之間傳遞和共享； ③ 現(xiàn)有資料的不利于對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析 ，資料的再利用低。 （２）目前許多單位從不同商業(yè)角度開發(fā)了許多基于Ｇ１Ｓ的環(huán)境評價和災(zāi)害預(yù)警系 統(tǒng)，但通過比較發(fā)現(xiàn)，由于系統(tǒng)本身是由許多不熟悉地質(zhì)領(lǐng)域或地質(zhì)背景的電腦 從業(yè)人員開發(fā)的，所以在實際