基于WebGIS的区域公路地质灾害管理与空间决策支持系统

内容简介

     基于WebGIS的区域公路地质灾害管理与空间决策支持系统》总结了作者多年对地质灾害区划、监测、预警和预报理论与技术的研究与实践。理论上，创建基于梯形模糊数和熵值理论的主客观权重区划模型；运用雨量模型进行雨量危险性预测，建立研究区地质灾害气象预警判据，生成区域地质-
气象联合预警图。建立基于准确性矩阵的滑坡位移联合预测模型和基于可拓学的综合评判模型进行滑坡变形阶段识别。实践上，设计区域公路地质灾害中心数据库，在Geoprocessor框架下构建滑坡敏感性分析模型库（包括Logistic回归分析、可拓学、主客观综合权重等模型），并将模型库发布为地理处理服务（GP服务），建立了基于WebGIS的贵州省公路地质灾害监测、分析、评价、预报和预警系统，以电子地图为载体，以区域-公路-灾害点为主线，从面、线、点实现地质灾害基本属性信息、监测信息、气象信息、预警预报信息一体化的网络远程发布。

目录

前言
第1章概述1
1.1区域公路地质灾害管理与决策的研究背景和研究意义1
1.1.1研究背景1
1.1.2研究意义3
1.2国内外研究现状4
1.2.1地质灾害危险性区划研究现状4
1.2.2单体灾害的监测预报技术研究现状7
1.2.3区域地质灾害气象预警预报研究现状9
1.2.4GIS技术在地质灾害评价预测中的应用现状11
1.2.5地理处理服务应用研究现状13
1.3本书主要内容以及解决的主要问题14
1.3.1主要内容14
1.3.2解决的主要问题15
第2章空间决策支持系统基础理论及系统框架1U
2.1决策支持系统基础理论1U
2.2空间决策支持系统基础理论17
2.3系统总体框架18
2.4系统功能组织流程20
第3章区域公路地质灾害空间危险性评价22
3.1基本概念22
3.2区域公路地质灾害空间危险性评价原理24
3.2.1区域公路地质灾害空间危险性评价步骤24
3.2.2区域公路地质灾害空间危险性评价基础假设25
3.3区域公路地质灾害空间危险性评价方法综述25
3.3.1直接作图法25
3.3.2非直接作图法27
3.4区域公路地质灾害空间危险性评价指标体系31
3.4.1概述31
3.4.2评价指标体系建立的原则32
3.4.3空间危险性区划主要影响因素33
3.4.4评价指标的量化与分级35
3.5研究应用的区域公路地质灾害空间危险性评价方法37
3.5.1权重线性组合方法38
3.5.2L0gistic回归分析法39
3.5.3主观权重模型42
3.5.4主、客观综合权重模型45
3.6区域公路地质灾害雨量危险性预报46
3.6.1气象因素诱发地质灾害的特点46
3.6.2基于雨量的地质灾害危险性预报模型47
3.7区域地质-气象榈合预警预报48
3.8本章小结49
第4章区域公路地质灾害监测预报及模型库设计50
4.1公路地质灾害监测目的与内容50
4.1.1监测目的50
4.1.2监测内容50
4.2监测数据分析处理模型51
4.2.1非等间隔序列等间隔化51
4.2.2突变现象的分析与处理51
4.3监测数据预测预报模型53
4.3.1滑坡预测预报模型分类53
4.3.2中短期预测预报模型58
4.3.3短临期预测预报模型55
4.4滑坡位移多模型联合预测61
4.5变形阶段评判62
4.5.1滑坡变形阶段62
4.5.2滑坡预警级别64
4.6预测预报的模型库设计65
4.6.1模型库设计基础65
4.6.2基本思路66
4.6.3模型库的表结构设计67
4.6.4模型库系统的类设计67
4.6.5基于包的模型库管理68
4.7本章小结69
第5章区域公路地质灾害数据模型规划与设计70
5.1区域公路地质灾害数据特点及规划70
5.1.1区域公路地质灾害数据特点70
5.1.2公路地质灾害数据规划72
5.2公路地质灾害数据标准设计75
5.2.1灾害数据层次结构75
5.2.2灾害信息编码规则76
5.2.3数据的标准化规则78
5.3区域公路地质灾害区划数据模型78
5.3.1区域公路地质灾害区划数据概念模型78
5.3.2区域公路地质灾害区划数据逻辑模型81
5.4公路地质灾害项目数据模型91
5.4.1公路地质灾害项目数据概念模型91
5.4.2公路地质灾害项目数据逻辑模型94
5.5区域公路地质灾害数据物理模型及实现101
5.5.1数据管理方案选择101
5.5.2实体与Ge0database对象映射103
5.5.3Ge0database模型的物理实现105
5.6本章小结107
第6章地理处理服务110
6.1地理处理服务的理论基础110
6.1.1地理处理110
6.1.2ArcG1SServer地理处理服务111
6.2地理处理建模113
6.2.1地理处理的数据源113
6.2.2地理处理工具及其环境设置115
6.2.3M0delBuilder下的地理处理建模119
6.2.4基于脚本语言的地理处理建模121
6.3地理处理服务的实现122
6.3.1地理处理服务的发布122<

摘要与插图

第1章概述
1.1区域公路地质灾害管理与决策的研究背景和研究意义1.1.1研究背景2013年6月，国务院审议通过了《国家公路网规划(2013~2030年))。普通国道总规模约26.5万公里，国家高速公路约11.8万公里。到2013年年底，干线公路通车里程17.68万公里，其中，普通国道10.60万公里，国家高速公路7.08万公里。西部地区大量公路(云南、贵州、四川和重庆的高速公路通车里程约1.2万公里)处于崇山峻岭的山区，复杂的地质、地形和气候条件导致大量公路地质灾害的发生，给公路建设、运输和养护管理工作造成很大损失。
地质环境是人类一切活动的载体，地质灾害在世界上普遍存在，我国的地质构造活动强烈，地质灾害种类繁多，分布面广，计12大类48种，是世界上地质灾害重的国家之一，遍布全国30个省(市、自治区)。据《中国统计年鉴(2013年))的地质灾害及防治情况统计，2000~2012年全国共发生338964起地质灾害(其中滑坡245076处、崩塌61101处、泥石流19951处、地v5562处，详见图11)，其伤45381人，死亡9928人，造成直接经济损失549.7亿元，地质灾害防治投资531.9亿元。西南地区(云南、贵州、四川、重庆和西藏)又是我国地质灾害高发区。仅2012年，除港、澳、台之外的全国其他省(市、自治区)共发生14575起地质灾害(图12)，西南地区共发生4548起地质灾害，直接经济损失17.6亿元，分别占全国总数的31.0%和28.1%。
我国西部地区地质环境复杂，地形以山地、高原为主，广泛存在高山、深谷地形，存在岩溶、滑坡、崩塌、岩堆、泥石流、积雪、雪崩、风沙、采空区、水库塌岸、强震区、地震液化、涎流水等不良地质现象，存在黄土、冻土、膨胀性岩土、盐渍土、软土等特殊性岩土，存在各种地质作用形成的软弱结构面和各种岩土组合类型，新构造运动和地震活动十分活跃，为各种地质灾害的发生提供了基本条件。在各种地质营力作用或地质环境异常变化的情况下，西部地区成为我国地质灾害多发区，崩塌、滑坡、泥石流(即崩滑流)尤为严重。地质灾害发生频率是西部大于东部，南部大于北部，西部、尤其是西南地区几乎每年雨季都会发生大量的崩、滑、流。
长期以来，工程地质界和岩土工程界对地质灾害的发育规律、成因、机理进行了大量的研究工作，涉及国土资源、铁路、水利水电、矿山、公路、城建等部门，但至今仍难以找到准确评价的理论和方法。以边坡工程为例，目前边坡问题的处理基本采用的是"开挖试验法"，对于高速公路，几乎所有边坡都是在被破坏后才处理，这大大增加了投资，耽误了工期。目前，比较有效的处理这类问题的方法就是理论分析、专家群体经验知识和监测控制系统相结合的综合集成理论和方法。可见，边坡监测与预报是解决边坡问题的一个重要环节。
随着国家建设战略重点向西部地区转移，在西部地区将新建大量的公路，对环境的改造更加强烈，更加需要对公路地质灾害的地质环境规律、公路构造物与地质环境互馈效应、公路地质灾害评级与预报、公路数字地质灾害预报系统等进行研究。区域公路沿线崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害的管理防治涉及多种不同类型、不同来源的数据。人工管理方式在数据处理、分析、更新、维护、查询和管理效率不高。而地理信息系统(geographicinformationSyStem，GIS)具有采集、分析、管理、决策及输出多种空间信息的能力，能够进行空间分析、多要素综合分析和动态预测，可产生高层次、高质量的地理空间信息，提供模拟分析方法和分析模型，是一个有效的灾害监测预报平台。引入GIS技术，建立基于GIS平台的区域公路地质灾害决策支持系统，可以对区域公路地质灾害数据进行科学的管理、深入的数据分析处理及可视化的空间表达，可以辅助相关部门对公路地质