地理工程范文

2024-07-24

地理工程范文（精选11篇）

地理工程第1篇

我们对一个地区的水文地质做勘探不仅要从这个地区处于的地域还有地形做考察还得要对这个地区的地质构造做分析以及对地下水情况的了解, 在先前的勘察工作中, 由于我们经验的缺乏, 很少去做水文地质的勘察, 只是在勘探地质是否坚硬而很少去考察地下水对岩体和建筑材料的侵蚀, 直到问题出现, 建筑工程出现塌陷开裂等问题, 我们采取重视水文地质勘察的重要性, 所以要造好水文地质的勘察, 一开始就要考察地下水对岩体和建筑材料的作用, 预测是否会出现问题, 该怎么去预防, 一定要对施工地址的水文调查清楚, 未雨绸缪, 选择一些不易被水侵蚀的材料, 地下水会对地质产生一些负面的作用, 一方面他会腐蚀建筑材料尤其是作为基底的钢筋等材料;另一方面体现在他会对作为建筑支撑的岩体做出一些破坏, 地下水的可以软化岩土体, 而且建筑一旦考察不全面施工破坏承压含水层, 会引起水体的上涌破坏施工的基底, 所以对此一定要精确的计算, 不能由半点马虎。

2 岩土水理性质

我们所要考察的岩土水理性质其实就是对岩土和地下水相互作用后的一个混合体的调查, 地下水会以不同的形式停留在岩土体中, 所以我们说要进行的勘察就绝对不能仅仅对单一的岩体的物理成分进行调查而是把岩土体和地下水混合之后的岩体作为一个全面的调查, 可以说地下水改变了岩土体的性质, 不仅影响着岩土体的强度和硬度, 还对以后的建筑的质量有着很大的影响, 但是这方面我们还是做得不足, 对这方面的勘察还是需要加强。

岩土的主要的水理性质及测试办法 (1) 软化性, 是指岩土体浸水后, 力学强度降低的特性, 一般用软化系数表示, 它是判断岩石耐风化、耐水浸能力的指标。在岩石层中存在易软化岩层时, 在地下水的作用下往往会形成软弱夹层。各类成因的粘性上层、泥岩、页岩、泥质砂岩等均普遍存在软化特性。 (2) 透水性, 是指水在重力作用下, 岩土容许水透过自身的性能。松散岩上的颗粒愈细、愈不均匀, 其透水性便愈弱。坚硬岩石的裂隙或岩溶愈发育, 其透水性就愈强。透水性一般可用渗透系数表示, 岩上体的渗透系数可通过抽水试验求取。 (3) 崩解性, 是指岩浸水湿化后, 由于土粒连接被削弱, 破坏, 使土体崩敞、解体的特性。 (4) 给水性, 是指在重力作用下饱水岩土能从孔隙、裂隙中自由流出一定水的性能, 以给水度表示。给水度是含水层的几个重要水文地质参数, 也影响场地疏时间。给水度一般采用实验室方法测定。 (5) 胀缩性, 是指岩土吸水后体积增大, 失水后体积减小的特性, 岩土的涨缩性是由于颗粒表面结合水膜吸水变厚, 失水变薄造成的。

3 地下水引起的岩土工程危害

我们所讲的地下水的危害除了上面所说的会腐蚀建筑材料和造成岩土体的水理性质的变化外, 还有地下水位的变化所以其的工程问题, 这些问题主要是体现在地下水的未的升降和地下水动水压力两个方面。

(1) 引起地下水位变动的因素有很多, 除了有自然因素外, 不能排除还有很多认为的因素, 但是不管是自然原因还是人为问题, 地下水位的变动都会为工程带来危害, 首先我们来讲水位的上升, 原因也是很多的, 比如降水更多, 人类的过度排放等, 水位的上升会使地下水向上侵蚀岩土体, 造成岩土体的水理性质发生改变, 出现岩土体的强度和硬度减弱, 不仅不利于施工, 更是在多坡地带易发生位移影响建筑的稳定性, 水位上升使本来不被地下水侵蚀的建筑材料遭到腐蚀, 破坏建筑的性能。另一方面地下水位的下降主要是由于人类的大量作业和对水资源的浪费造成的, 大量的抽取地下水, 地下水位的下降一方面会造成人类生活的困难;另一方面对建筑工程也有很深的影响, 水位下降会使地面干涸, 水中有害成分增加, 还会造成地表塌陷和地面沉降等问题, 地下水位频繁的升降会使岩土体的涨缩不稳定, 破坏岩土体的形状, 受力不均, 岩土体的性质发生变化, 是整个地表就发生改变, 建筑就会遭到破坏, 还有地下水位的变动会使地下水低走一些岩土体的金属成分, 降低他的强度和硬度, 造成变形。对建筑的基底造成破坏, 使建筑的稳定性没有了保证。

(2) 地下水动压力作用引起岩土工程危害。由于人类生产活动的加剧破坏了在自然状态下的水体的流动, 人类活动的频发和对地下水的大量使用, 使地下水的动力水压失去平衡, 在这些水压的作用下, 会发生诸如流沙和水涌的现象, 对建筑造成严重的破坏。

4 结语

我们对水文地质的勘察对建筑起到的是一个很好地保证, 预先对一个地区的水文地质做好勘察, 不仅对建筑的设计方案有着很好的选择, 还能让我们对有可能发生的工程地质灾害有着一个很好的预见性, 能够提前做好预防措施。

随着社会的进步和高科技的发展, 未来我们对大型建筑的需求还会更高, 建筑也会扩展到每一个地方, 但是发展离不开实际的调查, 没有调查就没有发言权。所以未来对水文地质的调查我们还是要加大力度, 作为一个工程的前提, 只有开端做的好, 才能在以后更好的开展施工, 它对工程勘察的推动作用是关键的也是不可替代的。

参考文献

[1]陈雁.水文地质之路[N].中煤地质报, 2009.

[2]郭永海, 王驹.高放废物地质处置中的地质、水文地质、地球化学关键科学问题[J].岩石力学与工程学报, 2007 (S2) .

地理科学与环境工程系常去网站第2篇

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地理工程第3篇

【关键词】地理信息系统；工程测量；信息处理

现代工程项目一般具有规模大、精度高、施工环境复杂等特点，为了满足工程建设的这些实际需求，就要对传统的工程测量技术进行革新和完善。随着电子信息技术的全面发展，众多延伸产品如GPS全球定位系统、GIS地理信息系统、RS遥感系统等实现了与工程测量的结合，并在不断的改进中提高了测量的效率和质量，构成了现代工程测量技术的新领域。地理信息系统由于其系统功能和数据处理管理功能的的强大，在工程测量中得到了广泛的应用，本文研究了地理信息系统的基本功能，在此探讨上对其在工程测量中的应用做了探讨。一、地理信息系统概述

（一）地理信息系统的概念

地理信息系统（Geographic Information System，GIS）是一种具有重要意义的空间信息系统，这种系统在计算机技术（硬件系统和软件系统）的支持下对地球空间中的地理数据进行收集、储存、整合、管理、显示，从而为理论研究或相关行业的发展提供支持，它一般由五大要素构成，即系统使用人员、地理信息数据、计算机硬件、分析软件和过程。地理信息系统的主要功能是现实地理信息的专业化数据管理，从其根本属性来讲，该系统是一个具有集中、存储、分析和显示地理参考信息的计算机系统。地理信息系统进过改进和功能的完善可以在科学研究、资源管理、发展规划等领域发挥极好的效果

从地理信息系统运作的内涵来讲，它是一个经过计算机程序和地理数据相互作用有机结合的空间信息模型，在满足用户的信息需求时它的意义才能充分显现出来。该地理信息模型对现实的地球空间和实际地理情况进行了结构化的抽象和模拟，用户根据其实际要求对模型进行观测，并从中提取实际需求的数据，为管理和决策提供信息依据。

（二）地理信息系统的功能

地理信息系统的功能很大程度上决定于系统使用软件的数据处理功能，随着技术和信息更新速度越来越快，各种各样满足不同需求的地理信息系统软件被开发出来，并在实际的生产生活中发挥了重要的作用。但是不管系统软件类型怎样改变，都脱离不了以地理信息为处理对象的基本要求。对现今地理信息系统开发的研究可以总结出其具有的两大基本要求，一是对用户信息进行处理，二是以GIS为基础，开发并完善适合市场需求的地理信息软件系统。

1、信息的分析评价和预测功能

地理信息系统的先进性在于其强大的数据分析功能和模拟预测功能，这也是现代技术智能化发展的必然要求。普通的计算机数据库很大程度上只能满足用户的信息收集、存储和提取功能，地理信息系统在此基础上还可以根据不同地理区位的数据建立模型，并通过特定的计算方法获得评价结果，从而为测量提供参考。这种信息结果一般以函数命令的形式出现，通过样本数据的模拟分析和训练，预测空间条件可能发生的变化，使决策者做出最优化的选择，尽可能的规避了决策风险。

2、空间的分析和查询功能

良好的人机界面是实现简便化和人性化操作的前提，为了方便和利于工作人员对空间地理信息进行管理，地理信息系统通常运用分层建构的方式完成数据库的建立。该方式的最大优点是在进行数据采集输入时采用原始图像，并且使用经过空间操作的图样来表示信息分析和查询的结果，从而保证了经过处理的空间图像和原始图像具有相同的格式和可视效果。

3、某些特定功能

根据用户的实际需要和地理信息处理的功能设施，运用地理信息系统软件功能中的二次开发函数库可以开发出具有特定功能的软件系统，这些软件系统一般包含以下内容：数据挖掘模块、地理变量信息的提取模块、物探数据的分析模块、图像分析模块以及综合模块等。地理变量信息的提取模块经过长时间的发展已经构建出了基本的结构和内容，成为现今地理信息系统特定功能的一个重要的发展趋势。通过MAPGIS所具有的空间功能和输入函数，该模块能够实现对整体函数的处理和输出。

4、信息输出功能

信息的输出形式和输出效率是影响系统实用性的重要因素，地理信息系统在输出功能上进行了改进，使其能够满足现今社会的要求并提高了工作效率和精度。地图制图是地理信息系统的一个重要功能，也是衡量地理信息测量技术水平的重要指标。通过先进的数据输出功能，能够极大提高地图制图工艺水平，节省了人力资源和物质成本，具有重大的经济效益和社会效益。

二、地理信息系统技术在工程测量中的应用

地理信息系统侧重于对地理数据的分析处理，而工程测量侧重于信息的收集，但两者都属于测绘技术。将地理信息系统技术应用于工程测量中能够实现工程项目整体质量的提升。

（一）地理信息系统运行的硬件环境

一般来说，空间地理数据的信息处理量较大，对地理信息系统运行的硬件环境要求也相对较高。在选用地理信息系统硬件设施时，还要根据实际情况面向不同的对象选择不同配置的硬件，例如服务器是整个系统运行的核心设备，经常处于同时进行多项信息处理的工作状态，因此必须配备达到一定标准的的硬件设施才能满足其工作要求。相对而言，客戶端只需满足一般的信息输入、查询、输出等功能需求，对硬件环境要求相对较低。

（二）地理信息系统运行的软件环境

地理信息系统运行的软件环境是影响系统平稳性、流畅性和安全性的关键因素。在满足了对硬件环境的要求之后，要尽量改善软件环境和网络环境。为了使地理信息系统的功能充分发挥出来，保障数据上传下载的高效率，仅就不断加强系统软件的升级和网络环境的改善，提供满足需求的宽带，选择合适的网络协议如TCP/IP协议和IPX协议等。

（三）地理信息系统技术的功能模块

为了适应工程测量的实际需求，需要开发出具有特定功能的系统模块，就目前的工程测量发展情况来看，地理信息系统要重点建立和完善以下四种模块：第一是对地图进行管理的系统功能模块，地图是工程测量的重点内容，该模块要能够实现较强的地图编辑和图库管理功能，对不同格式的地图进行准确的转换，检测样本地图中出现的误差并进行及时的纠正等等；第二是辅助做图的模块，地质图纸是工程建设和运行的基本依据，地理信息系统要能够辅助人工将图像直观形象的予以描述，提高工作人员的工作效率和精确度；第三是进行设备管理的模块，地理信息系统的整体运行和外设功能的操作能够减小系统数据分析和运行中的偏差，并且能够对相关数据进行修复性处理；第四是电网分析模块，该模块在地理信息系统的分析功能已经具有的数据和电网图的基础上，可以精确测量出软件系统的平稳性、组抗性，进一步加增强对工程项目决策的实际作用。

参考文献：

[1]张亮，艾弟.浅谈测绘新技术在工程测量中的应用[J].中国科技博览，2011（30）

[2]何莲.浅析工程测量中测绘技术的应用[J].城市建设理论研究，2011（26）

[3]王培植.现代GIS技术及其在工程测量中的应用探讨[J].才智，2012（04）

工程地质图:滑坡与地理信息系统第4篇

最初的地理信息系统 (GIS) 是在40多年前由加拿大政府机构开发用于处理大量空间数据的 (加拿大土地清查局地理信息系统处, 主管R.G. Tomlinson) , 后来在美国的明尼苏达州和纽约州也成立了类似的政府机构。1970年, 国际地理联合会 (IGU) 在渥太华组织召开了第一次GIS会议, 当时仅有40名参与者。到70年代末, 随着计算机技术的进一步发展, IGU资料编录包括了超过600种计算机程序及大约80种完整的GIS系统 (Marble 1984年;Tomlinson 1984年) 。此后, 全世界越来越多的大学实验室里均开始进行GIS培训, 在很多课本里也能找到关于GIS历史的回顾 (参见Burrough 1986年、Peuquet和Marble 1990年、Worboys 1995年、Worboys和Duckham 2004年等) 。有趣的是大家一开始都是先对GIS的基本功能或组件进行定义 (Marble 1984年) 。

(1) 数据输入子系统。

收集和/或处理从现有地图、遥感器等得到的空间数据。

(2) 数据储存与检索子系统。

采用特定的形式组织空间数据, 使用户可快速检索数据用于后续分析, 并允许对空间数据库进行快速、准确的更新和修正。

(3) 数据处理与分析子系统。

能执行多个任务, 例如通过用户定义的聚集规则更改数据形式或为各种空间-时间优化或模拟模型产生参数估值和约束条件。

(4) 数据报告子系统。

可显示原始数据库的全部或部分信息, 显示处理过的数据, 和以表格或地图形式显示空间模型的输出。上述地图显示的形成需涉及所谓的数字或计算机制图法。

这一定义将许多仅部分满足这些准则的计算机程序排除在外, 因次不能被看做是真正的GIS。

1地理信息系统与工程地质图

在80年代晚期, 随着新的友好操作系统和个人计算机的不断发展, 对土地使用规划和评估有兴趣的研究者也越来越多, 因此, 对不同的商业GIS技术包的使用也更为广泛。就地质图在土建工程实践中的应用而言 (Griffiths 2002年) , 值得注意的是, GIS方法在许多国家并未得到广泛应用。Fookes (1997年) 提及了这个观察结果, 他提到的是英国的情况, 同时也可引伸至其他许多发达国家, 包括正在对滑坡易发区进行测绘的发达国家。滑坡历史记录图是所有减灾规划的第一步。Brabb (1993年) 曾向国际知名专家发放了一份有关滑坡历史记录图可用性的问卷 (询问有记录的面积占实际绘制地区面积的百分比) , 以描画国际自然灾害减灾防灾头个十年 (1991～2000年) 的出发点。所得到的回答表明, 世界上大多数国家滑坡历史资料编录图仍很缺乏。十年之后, 很多国家的地质勘察局、环保部门及其他政府机构都纷纷开展了以GIS为基础的滑坡制图项目 (Agostoni等人1998年、Brabb 1993年、Brabb等人1989年、Chau和Lo 2004年、Chau等人2004年、Delmonaco等人2004年、Giardino等人2004年) 。然而, 尽管从80年代晚期以后, 在出版的期刊、会议录和书籍中关于此课题的论文已有几百篇, 并且也有政府机构将其应用在自然灾害评估中的若干成功实例, 大量评估方法仍存在许多重要问题, 并且在很多国家使用这些地质图的法规仍未建立。

1.1 一些基本概念

滑坡研究过程, 从初始起步到最终发展为一个完整体学科, 是以近一个世纪的研究和技术进步为基础的知识综合, 如果将《伦敦地区土壤与亚层土研究报告》 (Woodward 1897年) 看成是填补地质与工程设计专业之间空隙的早期地理制图范例的话 (Culshaw 2004年) 。

术语“滑坡”一问世就由于现象本身复杂、多变的本质而遭遇重重困难, 目前被广泛接受的定义和分类 (Cruden 1991年、Cruden和Varnes 1996年、Hutchinson 1988年、Varnes 1978年、WP/WLI 1990年、1993年、1995年, 2001年等) 也只能对它进行粗糙的描述。从本质上来说, 滑坡比起其目前的概念性定义要复杂得多。目前有关滑坡研究已形成了一套知识体系。Varnes (1984年) 根据当时的经验和知识提出了用于所有区域划分研究的如下三个基本准则, 它们对以GIS为基础的区域划分仍然有用:①过去和现在是开启未来的钥匙;②引起滑坡的主要条件是可以识别的;③危害程度是可以预测的。

当前, 还可加上第四条准则:④因滑坡引起的风险也是可以评估和量化的。

本文只考虑与滑坡减灾规划有关的几种主要的地图类型, 分述如下:

(1) 滑坡历史记录图。

特定区域内滑坡情况通过滑坡历史记录图体现, 该图指明滑坡的位置和大体轮廓。滑坡历史记录是数据集, 可描绘单个事件, 也可描绘多个事件。小比例图仅提供滑坡的位置, 而大比例图则可从沉积中分辨滑坡的源头、对各种滑坡进行分类并体现其他有关的数据 (Spieker和Gori 2000年, 2003年) 。

(2) 滑坡易发区划图。

滑坡易发性的基本概念 (Radbruch 1970年;Dobrovolny 1971年;Brabb和Pampeyan 1972年等) 指的是各种不稳定过程相关因素的空间分布, 用于确定滑坡易发区的地域分布而不涉及时间含义。很多易发区划图采用颜色体系, 用较深的颜色 (红色、橙色和黄色) 表示不稳定及临界不稳定区域;用较淡的颜色 (蓝色和绿色) 表示较为稳定的区域 (Spieker和Gori 2000年, 2003年) 。滑坡易发性也已被看作是相对危害度 (Einstein 1988年;Hartlen和Viberg 1988年) 、总滑坡密度或可能频率 (Evans和King 1998年;Evans等人1997年) 的另一种表达方式。

(3) 滑坡灾害图

“滑坡灾害”是一种特定的自然灾害, 。定义为“在某一特定时期内以及某一特定区域里潜在的破坏性现象的发生概率” (Varnes 1984年) 。根据美国地质勘探局 (USGS) 的经验, “滑坡灾害图”的定义包括“按某一区域内发生滑坡的年度概率 (可能性) 进行区域划分”。同时, 上述作者也考虑绘制“理想的滑坡灾害图”, 使区域划分“不仅体现某个地区出现滑坡的几率, 也可体现更远处的陡坡发生滑坡对该地区造成影响的几率” (Spieker和Gori 2000年, 2003年) 。

(4) 滑坡风险图。

“滑坡风险图用于标明整个受影响区域内滑坡危害的预期年损失, 是将滑坡灾害图上的概率信息与所有可能的后果分析 (财产损失、人员伤亡和功能丧失) 相结合的产物” (Spieker和Gori 2000年) 。滑坡风险图的基本概念包括风险体、脆弱度、单一风险和总体风险等 (Varnes 1984年) 。风险体指给定区域内的人口、财产、经济活动 (包括公共设施等) , 每个要素的脆弱度定义为在遭受自然现象 (例如任何类型的滑坡) 影响时的损失程度。滑坡事件的最终总体风险是分布在受影响区域内各种不同风险体的单一风险的综合。因此, Varnes (1984年) 提出的一般定义对滑坡风险测绘还是有用的。尽管Varnes对上述概念做了明确表述, 可能是本专题关键术语的“风险”和“灾害”, 在实际运用中仍被赋予不同的含义。Fell (1992年) 指出了灾害评估中的一些模糊不清的概念, 并在一种分类框架下提出了下列术语用于滑坡风险评估 (Fell 1994) 。

1) 分类。

在Varnes (1978年) 提出的理论基础上, 对区域内现有或潜在滑坡类型进行的分类。

2) 滑坡规模 (M) 。

用m3表示的源头滑坡体的体积。

3) 发生概率 (P) 。

在一定时期内 (通常为一年) 特定滑坡失稳的概率。

4) 危害度 (H) 。

广义上对滑坡规模和出现概率的总体评价, H = M×P。

5) 脆弱度 (V) 。

指受滑坡影响区域内指定风险体或风险体组合的受损程度, 以从0 (无损害) 到1 (全损失) 的一个数来进行标度。对于生命损失, 脆弱度指特定的生命个体 (风险体) 在出现滑坡时丧失生命的概率。

6) 单一风险 (Rs) 。

指概率 (P) 与脆弱度 (V) 的乘积, Rs= P×V。

7) 风险体 (E) 。

指Varnes (1978年) 提出的区域内的所有组成要素。

8) 总体风险 (Rt) :

即单一风险 (Rs) 与风险体 (E) 的乘积, 因此, Rt=∑ (E×P×V) 。

Fell (1994年) 引入了概率 (P) 的概念以避免将“危害度”作为几率或概率来使用, 并保留“危害度”其本身的含义 (H = M×P) , 这是极为有用的, 因为这样可对两个术语进行区分, 避免了在将英语“危害”和“风险”译成其他语言时可能产生的问题。Fell (1994年) 在滑坡研究中还引入了“可接受风险”的概念。Fell (1994年) 的另一项有意义的贡献是提出了地形要素中三种不同的脆弱度。他遵循Morgan等人 (1992年) 的思路引入了脆弱度方程式:

式中, V (S) 指空间脆弱度, 即某一要素在滑坡出现时会受到滑坡的影响。因此, 它代表了风险体的空间位置产生的脆弱度;V (T) 指时间脆弱度, 即考虑风险体会随时间而变化, 反映受时间影响的可能性。例如, 一座房子可能有人住, 也可能每人住, 与受影响的时间有关;V (L) 指生命脆弱度, 表示处在受影响要素中的个人蒙受生命损失的可能性;或丧失生命的风险体在损失价值中的比例。

上述概念对滑坡风险评估具有重要价值, 同时对绘制GIS滑坡风险图也极为有用。多数情况下, 绘制GIS滑坡风险图均要求极详细的比例, 如下文所述。

Einstein (1988年) 提出了危险、危害和风险的概念。危险是一个定性术语, 来自于无任何预测的自然现象的机械或几何特性。Einstein同时建议, 滑坡危害可等同于滑坡易发性。这对于根据滑坡易发性空间区划图进行时间概率的定性评估颇有意义。为了以GIS方法为重点对滑坡制图技术进行一般性综述, 本文介绍了在过去50年内GIS的应用领域出现了三组主要地图, 它们分别用于处理:①滑坡的空间发生率;②滑坡时-空发生率与预测;③滑坡的后果。

1.2 滑坡空间发生率图

此类图指明了相对滑坡量相似的区域或滑坡过程条件类似的区域, 而不带任何正式时间预测的含义。这种地图长期以来已有各种不同的表示方式, 例如:滑坡量的区划图、滑坡沉积物区划图、边坡不稳定性区划图、稳定性条件区划图、滑坡易发性区划图、滑坡危害区划图、滑坡易发性危害区划图, 和边坡脆弱度区划图等。

从60年代末开始, 在美国绘制了多种地图, 其中有反映边坡的稳定性条件的 (Blanc和Cleveland 1968年) 、通过滑坡沉积物的相对数量体现的滑坡发生率的 (Radbruch-Hall, 1970年;Radbruch-Hall和Crowther, 1973年) 、反映滑坡沉积物的 (Brabb和Pampeyan, 1972年) 以及定性描绘滑坡易发性的区划图 (Dobrovolny, 1971年;Scott, 1972年;Davies, 1974年, Pomeroy, 1974年等) 。滑坡易发性是对山体出现滑坡的可能性的衡量, Brabb等人对其进行了定量分析 (1972年) 。该术语对特定区域内的边坡稳定性条件进行了大致说明:当“新的开挖、填埋及其他人为活动…改变了自然地理结构和水文条件时…”, 滑坡易发性会大大增加。

同时也包括了有关滑坡活动等级的说明 (Scott, 1972年) 。很多国家采用滑坡风险区域或边坡不稳定性等术语, 绘制出了类似的定性滑坡发生率图 (法国Laboratoire de Ponts et Chausseis, 巴黎;Antoine, 1977年;Humbert, 1977年;Landry, 1979年;Meineroud和Calvino, 1976年;Meineroud, 1978年等;Mahr和Malgot, 1978年, 斯洛伐克;Kienholtz, 1978年, 瑞士, Rodriguez Ortiz等人, 1978年;Hinojosa and Leon, 1978年, 西班牙, 等) 。

由USGS公布的主要定性易发性图中的一个实例是显示科罗拉多州杰斐逊镇易于发生滑坡的莫里森山口 (Morrison Quadrangle) 的滑坡区域图 (Radbruch, 1970年;Scott, 1972年;Davies, 1974年;Pomeroy, 1974年, 等) 。

同样, 也发布了基于坡度角分析、岩石学和滑坡材料相对数量的半定量易发性、危害或边坡不稳定性图。

例如, 加利福尼亚州的滑坡地图 (比例1∶1 000 000) 由Radbruch和Crow-ther (1973年) 绘制, 同样, 降雨和滑坡之间的关系也由Guidicini和Iwasa (1977年) 进行了说明。

Nilsen 和Wrigth (1979年) 在一份比例为1∶125 000的旧金山湾地区滑坡图中, 确认了坡度角单位< 5°、5～15°和> 15°, 以及无滑坡沉积物的岩石组、敏感岩层、敏感上层沉积物和滑坡沉积物。结合上述两种关于坡度角和岩石组的标准, 将该地区分为六个区域:①稳定;②大致稳定;③较为稳定;④较不稳定;⑤不稳定; (1A) 定义为“易液化”的区域。

其他灾害和风险图则基于用岩土数据对坡度和地理因素进行量化或加权 (Stevenson, 1977年) 。其他重要的文献包括道路线性风险图 (Meineroud, 1978年) 和把土壤和岩石机械参数 (如粘聚力、摩擦角或岩石整块不连续性) 进行评级的岩土稳定性图 (Vecchia, 1978年) 。最后, Brabb等人 (1972年) 引入了半定量方法, 包括以坡度角为间隔, 对滑坡面积百分比进行二元分析, 用相对易发性数值表达。

该文件对滑坡易发性进行了正式定义, 用它作为表达发生山体滑坡可能性的指标。还提供了采用以地理单位、坡度角和滑坡百分比为基础的相对易发性对地形单元进行分类的方法。另一种滑坡制图的方法涉及滑坡密度或等值线图。Campbell (1973年) 根据Schmidt和Mac Cannel (1955年) 的成果提出了对区域内滑坡分布进行统计评估的标准客观方法, 该方法在后来的许多论文中得到应用和发展, 并由Bulut等人 (2000年) 和Valadao等人 (2002年) 推广到用微机和GIS进行滑坡空间发生率绘制, 由Coe等人 (2000年) 推广到对滑坡时-空发生率的评估。

滑坡等值线或等密度线技术用于概括和量化同一地区滑坡沉积物的分布, 同时在绘制派生图时可更方便地与其他数据结合 (Varnes, 1978年) 。Bulut等人 (2000年) 对在Findikl (Rize, 土耳其) 采用该方法的可靠性进行了讨论。

Valadao等人在葡萄牙Azores根据航空照片和现场勘测绘制了Sao Miguel岛的GIS密度图, 滑坡的辨别采用形态学标准。Alfoldi (1974年) 是有关航空照片在滑坡分析和易发性绘图中的作用的开创性论作。

随着计算机技术的革新, 西弗吉尼亚 (美国) 的Lessing等人 (1976年) 、旧金山湾地区的Newman等人 (1978年) 和Ferro盆地 (calabria, 意大利) 的Carrara等人 (1977年, 1978年) 在滑坡要素分析中引入了计算机技术, 以确定被其称为滑坡易发区域、滑坡易发性或滑坡灾害的区域划分结果, 而所有这些结果均缺少时间上的预测。广泛采用的计算机技术使得滑坡区域划分布成为可能, 例如采用分辨因素 (Simons等人1978年) 得到滑坡易发性图和采用二元法 (Neulands, 1976年) 或多元分析 (Carrara, 1983年) 法得到滑坡危害图。确定性方法和概率方法的共同点在于它们都仅有空间意义, 缺少时间或历史数据。

Neulands (1976年) 选择了德国的250个稳定和不稳定边坡, 并对每个边坡钻孔采集不同岩性单元的样本。该模型属时不变模型, 因此无法预测何时发生滑坡。但对于研究是否可能发生滑坡有用。尽管受土质而非砂土限制, 该研究由于以广泛的物理和机械土壤特性为基础, 仍具有独创性。滑坡研究领域中真正的重大贡献之一是Carrara and Merenda (1976年) 、Carrara (1983年) 和Carrara等 (1977年, 1978年) 的开创性工作。Varnes (1984年) 也提到了Carrara等人关于Calabria-Lucania边界盆地内的滑坡的贡献:“采用计算机处理技术, 绘制滑坡灾害图所采用的最为先进和顶尖水准的分析之一”。同样, Baeza (1994年) 所采用的统计计算机技术, 对Pyrenees (西班牙) 浅层滑坡的多元分析和发生率制图做出了重大贡献。

有些作者认为, 重要的是不仅要绘制易发性区划图, 同时也要绘制发生滑坡移动的程度, 作为易发性和危害图之间的中间步骤 (Chacoin和Irigaray 1992年, 1999年, Chacoin等1992年, 1993年, 1994年, 1996年) 。

Einstein (1988年) 认为, 易发性测绘的时间投影, 发生新滑坡的较高可能性出现在易发性较高的区域内。一份最新生效的易发性图 (Irigaray等1999年, 2006年) 证实了该观点。1997年, 在Iznaijar河坝区域 (Granada, 西班牙) 暴雨后出现125次滑坡。1994年, 在833份旧滑坡资料的基础上编制了一份易发性图 (Irigaray 1995年) 。其中, 约61.9%1997年滑坡绘制在图上极高易发性区域内, 而23.1%绘制在1995年地图的高易发性区域内。El Hamdouni (2001年) 和Garcia和Zeezere于2004年分别在Sierra Nevada (西班牙) 西南的边坡和Torre Vedras (葡萄牙) 的易发性图上验证了类似的结果。Varnes (1984年) 给出在GIS技术出现前建议的区域划分方法回顾。故本论文主要关注GIS应用。

(1) 基于地理或地貌单元或地区的区域划分。

Kovacik和Paudits (1998年) 根据地理、地貌和滑坡历史记录图、对1∶20 00比例的全色航空图进行三维解读以及对新证据进行现场测图, 对Tatras地区 (斯洛伐克共和国) 西Carpathian山脉的1 100 km2区域绘制了相对易发性分区图。稳定、相对稳定和不稳定区域分别进行了不同的划分, 后者占研究区域的10%且主要位于下第三系复理层和中生代碳酸盐岩构造。Evans等学者 (1997年及Evans和King (1998年) 对香港受各类浅滑坡影响、尤其是受岩屑流和雪崩影响的地区进行了卓有成效的滑坡研究。随后绘制了滑坡灾害图, 在滑坡密度或频率的基础上确定区域易发性。同样, 在香港市区, Franks等学者 (1998年) 也以受致命滑坡影响的地理条件类似的两个区域为基础, 在GIS边坡稳定度评估的应用中绘制了10份详细的1∶1 000专题地图。

Lee等学者 (2002年) 在对韩国Janghung地区的研究中, 创立了滑坡易发性指数 (LSI) , 考虑了与坡向和坡度有关的滑坡频率, 采用双因子二元统计方法进行分析。

Fall和Azzam (1998年) 采用GIS方法编制Dakar (塞内加尔) 沿海地区的自然危害图。同时, Kawakami和Saito (1984年) 以及Lee等学者 (2001年) 也提出了另一种风险评估办法。 (2001年) 同时, 在Brabb (1987年) 、Erley和Kockelman (1981年) 、HMSO (1996年) 、Lee等 (1987年) 、Lekkas等 (1995年, 1998年) 和Marker (1998年) 的论著中也出现了有关土地使用规划和滑坡管理的有趣看法。

与滑坡不稳定性或易发性密切相关的山坡侵蚀特点的计算机或GIS应用由Thornes和Alcantara-Ayala (1998年) 、Sfar Felfoul, 等 (1999年、Marchi和Dalla Fontana (2000年) 、Fransen等 (2001年) 、Rafaelli, 等 (2001年) 、MartÏnez-Casasnovas (2003年) 提出。

Moreiras (2004年) 根据航空照片判读、卫星数字分析和地球资源卫星图像及现场控制, 提出了科迪勒拉 (Cordillera) 山脉前岭区域和阿根廷普雷科迪耶拉 (Precordillera) 山脉区域内Mendoza城西部面积为1 600 km2 的滑坡发生率或易发性区域划分 (Moreiras, 2005年) 。其对相对易发性的定性评估 (Moreiras, 2005年) 。

Wachal和Hudak (2000年) 采用GIS技术对美国Travis镇内1 500～2 000 km2范围内的滑坡进行了评估。同时, Pasuto和Soldati (1999年) 在Dolomites (意大利) 的地貌绘图中介绍了滑坡单元。

Parise和Jibson (2000年) 提出了非常有趣的新GIS方法, 对滑坡地震易发性进行评级。他们对北岭市 (Northridge) 地震 (1994年, 震级:6-7, 美国加利福尼亚州) 期间在Santa Susana山口出现的滑坡进行了编记, 用亚里亚斯 (Arias) 强度表述至震中断裂带的距离及关于动态应力强度的数据 (Arias 1970年) 。

Ayala-Carcedo, 等 (2003年) 通过使用美国环境系统研究所 (ESRI) 公司的Arc Info软件的启发式方法对Sierra de la Cabrera (西班牙马德里) 地区的岩石掉落进行了分析。同样, Baillifard, 等 (2004年) 、Meneendez-Duarte和MarquÏnez (2002年) 完成了GIS岩石掉落危险的评估和分析;Barbolini等 (2002年) 、Brabec, 等 (2001年) , Evans, 等 (2001年) 、McClung (2002年) 进行了GIS雪崩危险的评估;Bathurst, 等 (2003年) 、He, 等 (2003年) , Hofmeister和Miller (2003年) 、Nakagawa和Takahashi (1997年) 进行了岩屑掉落GIS制图的案例研究。

(2) 基于专家识别、加权因子和确定性分析区域划分。

美国起初关于对滑坡易发性、灾害和风险进行完整GIS评估的资料 (MejÏa-Navarro等, 1994年) 采用加权因子算法, 与岩屑流易发性和决定因子有关。

Pachauri和Pant (1992年) 及Pachauri, 等 (1998年) 发行了1∶50 000地图, 不采用GIS支持而以地形为基础得到滑坡易发性。滑坡历史记录图也同样与可影响观察到的滑坡的九种因素一起考虑。将加权后的信息重叠得到最终的地图。

另一个加权因子程序的例子是, Temesgen, 等 (2001年) 将其用在对埃塞俄比亚山脊东部Wondogenet边缘地区的研究中所采用的光栅GIS中。

Barredo, 等 (2000年) 在Barrack de Trojan (Grand Canary岛, 西班牙) 进行了研究, 并记录了29次重大滑坡。采用启发式或专家驱动式方法, 由地貌专家采用直接或间接灾害制图的办法决定各区域的灾害类型和程度。该方法的优点在于地图上的各个单独的封闭折线可根据其特定的条件设定分别进行评估。尽管如此, 该方法耗时较长, 并在很大程度上取决于地貌学者的专业水平。

Atkinson和Massari (1998年) 通过将1∶10 000比例尺的地图分为20×20 m方格, 对意大利中部的Apennines地区进行了研究。建立了一个线性层次结构模型 (即广义线性模型GLM) 。

Naagarajan, 等 (2000年) 在印度西海岸的Konkan地区约200 km2内研究了近500次滑坡 (主要是岩屑流和岩石掉落) 。采用统计处理 (而非GIS) 对11种不同因素地图进行加权和叠加。。

Van Westen, 等 (2003年) 在用GIS支持的间接二元统计分析进行滑坡易发区划图绘制中, 对专家地貌知识的重要性给予了很高的评价。还有Barredo, 等 (2000年) , 进行直接和间接滑坡易发性绘图。从现场观察结果直接确定影响易发性的因素, 以此为基础对地貌单元进行数字化进行直接绘图。

通过对因素和历史记录图叠加结果的统计分析获得间接滑坡易发区划图。与整个区域的滑坡密度相比, 每个因素所占区域内的滑坡密度表现了每个因素在不稳定过程中的重要性。然后, 运用证据加权法 (Bonham-Carter, 1994年) , 利用GIS绘制间接滑坡易发区划图。在二元分析中使用详细地貌信息极大的提高了最终滑坡易发区划图的总准确度。

Ayalew, 等人 (2004年) 绘制了日本阿贺野河的津川地区地图, 包括像素分辨率为10×10 m、比例为1∶20 000、面积为407 km2的区域中的791次滑坡事件。使用线性组合法分层和分配六个加权因素后GIS模型形成了。此模型将滑坡频率和区域内影响斜坡不稳定性因素的专业知识考虑在内。

Ayalew和Yamagishi (2005年) 运用IDRISI软件, 结合二元统计分析及逻辑回归法, 设计了一张显示日本角田-明神弥彦山脉中一个面积为105 km2区域的滑坡易发区划图。

Ayenew和Barbieri (2005年) 研究了黛西 (Dessie) 镇 (位于埃塞尔比亚北部) 附近的一个地区, 比例为1∶10 000到1∶50 000。Donati和Turrini (2002年) 也做出了一项有意义的贡献, 运用GIS对亚平宁山脉的一个地区作滑坡加权因素的等级划分。

(3) 运用GIS的多元统计概率分析。

在Carrara和Merenda (1976年) 、Carrara et al (1977年, 1978年) 和Carrara (1983年) 所写的开创性论文发表后, 多元分析和GIS特别适合滑坡测绘已成为明确的共识, 虽然常常还需要部分外部统计软件包来进行数据分析。有一些方法对斜坡不稳定性分析采用了数据概率处理, 如蒙特卡洛法 (Zhou, 等人, 2003年) 。这些方法也结合了不确定性方法 (如Remondo, 等人, 2003年) 。许多发表的论文基于概率可靠度指数法, 在斜坡稳定性图中运用了统计技术, 包括加权因子、专家评估技术、模糊逻辑或神经网络。

香港已成为滑坡预测图和技术的重要文献来源地之一。Dai, 等人 (2000年) 及Dai和Lee (2001年, 2002年) 应用GIS (及ESRI公司的ArcView软件) 绘制的关于常受滑坡事件侵扰的大屿山滑坡易发区划图就是很好的实例。

Baeza和Corominas (2001年) 运用统计软件包代替GIS, 研究了位于比利牛斯山脉 (西班牙) 东部的一个受浅层滑坡影响的地区。

Lee和Min (2001年) 运用二元和多元分析及Arc Info (ESRI) GIS软件绘制了位于韩国南部龙仁地区的地图。两方法都显示出良好的结果, 但二元分析更容易些。

Santacana, 等人 (2003年) 运用ArcInfo软件 (ESRI公司) , 通过多元统计和判别分析研究了La Pobla de Lillet村 (比利牛斯山, 西班牙) 部分地区。

MarquÏnez et al (2003年) 研究了发生于坎塔布连山 (阿斯图里亚斯, 西班牙北部) 的一次500 km2的岩崩前端, 用的是Arc Info软件 (ESRI公司) 和SPSS统计软件包, 地图分辨率为25×25 m像素。在多元逻辑回归分析中使用了基于五个不同因素的易发性统计模型, 包括进行空间验证。

Suzen和Doyuran (2004年) 对土耳其Asarsuyu流域200 km2的范围进行了测绘, 比例尺为1∶25 000, 采用地理信息系统 (GIS) 和两种统计分析方法:二元 (结合因素地图图层叠加和加权法的使用) 和多元多重回归。

Ercanoglu, 等人 (2004年) 运用GIS叠加了受多元统计和因素分析系数加权的因素, 绘制了土耳其面积为64 km2的耶尼切地区的滑坡易发区划图。

Lee (2004年) 运用二元和多元统计法绘制了一张像素大小为10×10 m的Janghung地区 (韩国) 滑坡易发区划图。Dias和Zuquette (2004年) 绘制了一张有趣的巴西黑金市概率法滑坡易发区划图。Ohlmacher和Davis (2003年) 运用逻辑回归法绘制了美国堪萨斯州的滑坡灾害区划图。

(4) 矩阵法。

矩阵评价法 (DeGraff和Romesburg, 1980年) 是一种客观的定量法, 用以建立一个地区的不稳定指数并进行滑坡易发性评估。这种方法的根据来自航空照片判读和实地测量测得的基岩、坡度和坡向属性, 以及滑坡编目。将滑坡覆盖的总面积放入一个合适的单元格, 确定具有相同基岩、坡度和坡向的特定组合的滑坡地形的面积。根据滑坡地点的所有基岩、坡度和坡向组合构建一个单元管理矩阵, 矩阵中有不同的管理单元。

许多学者将GIS矩阵法用于西班牙南部的贝蒂·克科迪勒拉 (Betic Cordillera) 的一个面积约15 000 km2地区, 得到的各自的滑坡易发性分区图;根据各种研究目标, 使用的软件有Spans GIS (Tydac-Intera) 、Arc/Info以及ArcGIS (ESRI) , 绘图比例为1∶2 000～1∶50 000。通过这些举措得到了一些有益的结论及重要的建议。

在贝蒂克科迪勒拉中部, 典型的山体滑坡通常还在发展初期, 即处于最初的、静止的或近来才活跃的阶段。这些因素在地中海海岸山脉中导致了大量深层滑坡, 造成了分布广泛的不稳定斜坡 (Chacon, 1999年;Chacon, 等人, 2001年;Garcia, 等人, 2001年, 2004年) 。活跃构造运动 (作为决定性因素) 的地貌指数数字化地图已证明在这些山区的滑坡易发地图绘制方面非常有用 (El Hamdouni, 2001年;El Hamdouni等人, 1996年, 2000年, 2001年, 2003年) 。利用统计方法验证了制成的滑坡易发性分区图, 以检查滑坡编目图和滑坡分布带的关系。其结果非常好 (Irigaray, 1995年;Fernaindez, 2001年;El Hamdouni, 2001年) 。利用此方法对与1996年秋至1997年夏期间的区域性大雨有关的新的山体滑坡进行进一步实际验证就成为可能。也可在新的滑坡与此前获得的滑坡易发性分区图之间建立很好的相关性。

这是一个对影响因素和区分不同滑坡类型的滑坡编目图之间的相关性进行统计分析的很好实例, 采用的方法是Maharaj (1993年) 曾用来分析牙买加的圣安德鲁河上游河谷的矩阵法。

Cross (1998年, 2002年) 在DeGraff和Romesburg的工作基础上 (1988) 用矩阵评价法 (MAP) 对德比郡 (英国) 的一部分地区进行了研究。

Clerici, 等人 (2002年) 利用像素分辨率为5×5 m的GRASS GIS为帕尔马河谷上332 km2的区域制作了一张滑坡易发性分区图。

(5) 基于人工神经网络的GIS易发性分布图或灾害分布图。

McCulloch和Pitts (1943年) 首先提出了神经网络的理论, 通过生物网络模拟神经活动过程。之后研制开发了使用人工神经网络 (ANNs) 的数据处理系统。

ANNs方法主要用于浅层滑坡、泥石流和浅层土崩, 如Basma和Kallas的研究成果所述 (2004年) 。例如, Fernaindez-Steeger, 等人 (2002年) 编制了一张巴德伊舍 (奥地利) 的东阿尔卑斯山脉的稳定和不稳定区域分布图。Lee等人 (2002年;2004年) 提出了利用GIS进行滑坡易发性填图的方法, 在此方法中他们使用贝叶斯概率法通过叠加或加权多个因子 (或通过二元证据加权) 运用了滑坡易发性指数L。

Lee, 等人 (2002年) 使用神经网络叠加、加权多个因子获得龙仁地区 (韩国) 的滑坡易发性指数。Lee, 等人 (2003年) 使用GIS法和ANNs承担了Boun地区 (韩国) 68km2的滑坡易发性分区图的绘制工作。同样, Gomez和Kavzoglu (2005年) 使用Arc View (ESRI) 和其它补充软件编制了委内瑞拉的Jabonosa河流域的浅层滑坡易发性分布图。Rumelhart等人 (1986年) 以及Binaghi, 等人 (2004年) 提供了利用人工神经网络法进行GIS滑坡填图的示例。

最后, Ermini, 等人 (2005年) 提出了一个有益的ANN应用, 即对意大利亚平宁山脉北部Riomaggiore流域17 km2的地区进行滑坡易发性评价。他们采用两种不同的模型, 均使用Trajan 6.0专业版-神经网络仿真器 (Trajan软件2001版) 进行开发。

使用ANN方法的主要优势是过程中不需要任何统计变量。ANN方法允许在每组源数据中定义目标类别 (与其分布相关) , 以便于整合来自遥感、GIS等的数据。而且, 该方法所用的时间也短于大多数统计方法, 因此可以实现逐个像素计算。此方法可处理不完全或不完整数据, 也可以对非线性或复杂变量进行分析 (Lee等人, 2003年) 。人工神经网络方法 (ANN) 主要应用于浅层滑坡、泥石流和浅层土崩, 如Basma和Kallas研究成果所述 (2004年) 。Neaupane和Achet也应用了神经系统方法 (2004年) 。

(6) 模糊逻辑和灰色系统理论。

“模糊逻辑 (Zadeh 1965年) 是传统逻辑 (布尔型) 的超集, 人们已将传统逻辑扩展用来处理‘完全真’和‘完全假’之间的部分真概念” (Gorsevski, 等人, 2003年) 。模糊逻辑已广泛应用于多种不同的领域, 例如包括土壤和土地评价 (Burrough, 1989年;Burrrough等人, 2000年, 2001年) 。模糊逻辑关系可用来避免使用大量滑坡因子的时候参数选择的主观性 (Zadeh, 1978年) 。

Binaghi, 等人 (1998年) 探讨了GIS用来大量处理的各层重要数据 (用于滑坡图绘制/建模) 的局限性。他们指出目前对数据整合的研究重点在于“软的”计算方法 (例如知识型系统模糊集理论, 神经网络, 概率和实证方法及遗传算法) , 这些方法可以成功地用于处理多源数据分析和分类, 尤其是数据中同时存在不均匀性和不确定性的情况。

Borselli等人 (1998年) 应用模糊数学方法对意大利的亚平宁山脉中部Abruzzo地区1200 km2的区域内的山坡不稳定性灾害进行了评价。

Remondo等人 (2003年) 利用GIS并通过对17种不同因素的5种组合及记录了2000例滑坡的编目图进行多元分析来绘制了西班牙吉普斯夸省Deba河谷140 km2的地区的滑坡易发性地图。

在对爱达荷州中部 (美国) 深受滑坡灾害影响的克里尔沃特国有森林 (CNF) 的案例研究中, Gorsevski等人 (2003年) 综合了模糊k-means分类法和贝叶斯法对滑坡灾害进行空间预测。

研究的目的之一是对模糊k-means分类法和贝叶斯法推导出的模型进行检验, 以免出现之前的模型产生的结果, 如Fsmet (McClelland等人, 1997年) 和SHALSTAB (Dietrich和Montgomery, 1998年) 提出的模型。Gor-sevski等人 (2003年) 综合了GIS, 模糊k-means和贝叶斯理论所获得的研究成果是极其有意义的, 这意味着在滑坡灾害地图绘制方面有巨大的应用潜力。

Ercanoglu和Gokceoglu (2004年) 详细说明并有力地阐述了一种模糊关系和多变量统计分析方法, 该方法已用于绘制土耳其西黑海地区某部分滑坡易发性地图。

Tangestani (2004年) 在GIS中使用模糊灰度系数法 (fuzzy gamma approach) 绘制伊朗西南部Kahan流域地区的滑坡易发性地图。这需要使用gamma算子来完成, 在给定的特殊前提下, gamma算子是完成模糊规则计算最常用的集成算子 (An等人, 1991年;Bonham-Carter, 1994年;Zimmermann, 1996年) 。

模糊认知图 (FCM, Liu 2003年) 为知识表示提供了功能强大而灵活的框架。与传统的表象系统不同的是, FCMs能够反映具有一定模糊度的因果推理过程, 而且与人的推理过程一致。因此, FCMs可以用来建立实际功能系统。GIS实际上是构成系统的低智能或无智能数据的表示, 人类专家最后负责结合GIS对这些数据进行解释。认识到使用GIS做决策支持的局限性后, 模糊认知图可看成是一种智能推理系统。

Lu和Rosenbaum (2003年) 使用模糊逻辑和灰色系统 (Den, 1982年) 详细叙述了稳定性条件的认知图的范围, 并提供了示例。这种分析技术可用于参数或特性已知 (或未知) 的系统, 特别适合只有少量数据可用的情况。其它有意义的研究成果可参考Chi等人 (2002年) , Chung和Fabbri (2001年) , Saboya, 等人 (2004年) 的研究文稿以及Hines (1997年) 进行的更广泛处理的研究。

(7) 使用可靠度指数的斜坡安全系数的概率分析。

近年来, 安全系数计算的概率性处理已用于GIS填图。可靠度分析已从资源-需求模型展开研究, 并使用β可靠度指数进行评价, 此处的不确定性与给定结构或斜坡稳定系统的性能相关, 没有时间含义。Weibull (1951年) 探讨了规定时间段内指数分布的失效概率, 有助于抗拉强度分布模型建立。

许多基于蒙特卡洛仿真或FOSM方法的GIS分区图需使用外部软件包以便为GIS的应用提供基本的分析数据。Luzi等人 (2000年) 在Arc/Info (ESRI) 中绘制的Serchio河上游河谷 (意大利托斯卡尼) 的斜坡脆弱度分区图就是一个很好的示例。

其它有意义的使用类似概率方法的GIS分区图可参考Esaki等人 (2001年) , Zhou等人 (2003年) 和Xie等人 (2003年, 2004年) 的研究论文。围绕岩土和几何参数 (这些参数是计算斜坡稳定性所必需的) 特有的不确定性进行了一次有意义的讨论 (例如安全系数分析和计算的方法) 。Bhattacharya, 等人 (2003年) 提出了指定斜坡的最小可靠度指数的获取方法, 关于数据的GIS区域化的不同研究成果可参考Davis和Keller (1997年) 和Giasi, 等人 (2003年) 的研究论文。

Alonso (1976年) 提出了岩土工程灾害的概率论基本原理。关于岩土工程中滑坡灾害的一个有意义的案例研究可参考Babu和Mukesh (2003年) 的研究文稿。Corominas和Santacana (2003年) 详尽阐述了一种用来绘制滑坡体中斜坡稳定性安全系数的分布图和变化图的GIS方法, 此方法要使用岩土数据并且要考虑不同的水压条件。

(8) 分形分析及滑坡分区图建模。

“分形”概念来自于自然地貌的自相似性观测-拉丁术语“fractus”意思是成碎片的。其表达了由形状不规则物体 (Mandelbrot, 1983年) 形成的一组碎片的状态, 例如海岸线 (Mandelbrot, 1967年) 或众多其它自然形成物 (Family和Vicsek, 1991年) 。

自从Gutenberg和Richter (1954年) 研究分形学以来, 分形学已广泛应用于地震震级分布的研究, 也已证明有助于根据滑坡编目图研究滑坡分布及其频率。分形方法在滑坡地图测绘方面也具有非常重要的应用前景, 如Haigh等人 (1988年) , Sasaki, 等人 (1991年) , Hiura和Fukuoka (1993年, 1996年) , Goltz (1996年) 所从事的研究。

Czirok, 等人 (1997年) 从腐蚀面的分形维数角度分析了山脉的地貌演化。

Czirok, 等人 (1997年) 采用这种理论方法, 在初期平滑的山脊上获得试验数据, 该山脊由石英砂和土的混合物组成, 但受到水的侵蚀。

Yi和Sun (1997年) 分析了西藏的聂拉木地区。他们从分形角度将滑坡分布与滑坡活动联系起来, 表明坡沟系统的分形维数值的变化取决于滑坡活动。这意味着分形特征的进化值可用于对滑坡进行空间和时间预测。

Pelletier, 等人 (1997年) 利用100 m至10 km的微波遥感数据分析了沃希托河实验流域 (美国俄克拉荷马州Chickasha) 的土壤湿度变化。

Iwahashi, 等人 (2003年) 分析了本州岛Higashikubiki地区 (日本) 滑坡的坡角分布和大小频率。

Roaui和Jaaidi (2003年) 对按1∶200 000比例绘制的摩洛哥北部的Rif山脉759例滑坡的编目图进行了一次有意义的分析, 但是没有提到涉及的滑坡类型。他们推断所研究区域的滑坡分布与非均匀性分形系统一致。他们选择了一个特殊的滑坡样本, 分析滑坡大小-频率的规模分布, 表明这一地区的自然滑坡可以看成是自组织临界 (SOC) 现象。

Bak等人 (1988年) 用沙堆模型的变化来解释滑坡;Birkeland和Landry (2002年) 。Guzzetti, 等人 (2000年) 在研究意大利的滑坡编目图时对SOC现象进行了研究。Turcotte, 等人 (2002年) , Turcotte和Malamud (2004年) , Malamud, 等人 (2003年, 2004年) 研究了意大利、危地马拉和美国的大小-滑坡频率分布, 这些滑坡由不同的降雨或地震引起。

关于此课题的进一步理论研究进展和概念可参考Turcotte (1999年) 和Pike (2000年) 所进行的研究。更多有助于滑坡易发性 (或滑坡易发性斜坡分区图或分布带) 的空间分析的有意义的研究。

(9) 滑坡空间-时间发生率和预测图。

本节以尽可能详细或定量的方法讨论滑坡过程的空间分布及其与时间的牵连关系。基本定义与自然灾害的概念 (Varnes, 1984年) 有关, 指的是“潜在的破坏性现象在某一特定时期内以及某一特定区域里发生的概率”。这就需要一种描述灾害事件时空分布的量度标准。同时Spieker 和Gori (2000年、2003年) 指出, 滑坡灾害区划的定义“有必要考虑新的滑坡过程发生的某种年度概率、可能性或机会, 包括对未来从远处高陡坡易发地域进入低易发现场的滑坡的发生率作出评估”。

滑坡灾害评估的概念和方法可参见Aleotti和Chowdhury (1999年) 那篇优秀的综述。同样, Fabbri、Chung (2003年) 和Glade (2001年) 也作出了令人感兴趣的贡献。滑坡灾害研究中需解决的主要问题是确定特定区域内滑坡灾害的未来分布。虽然易发性区划图上划分了具有与发生滑坡有类似不稳定性或类似条件的区域, 但一份真正的滑坡灾害图应该在大量数据定量分析的基础上对在特定时期内滑坡发生概率相似的地域进行区划。以下段落将举出一些例子来介绍绘制滑坡灾害区划图的各种不同的方法。

Siddle和Wu (2001年) 分析了木材砍伐对触发滑坡的时间和空间上的影响。

(10) 斜坡度物理模型 (即稳定性模型) 与斜坡水文模型 (与降雨概率的评估相关) 相结合的滑坡灾害图。

Terlien, 等人 (1995年) 和Terlien (1996年、1997年) 通过实地测量以及大量岩土测试, 在极其详细研究的基础上, 为降雨引发的滑坡的各种时空变异形态建立了模型。Terlien (1996年) 还详细讨论了获取输入参数以及量化其相关重要性的艰辛。

Terlien (1996年、1997年) 对哥伦比亚马尼萨莱斯市 (Manizales) 降雨或地下水引发的浅层和深层滑坡进行灾害性评估的结果后来被观察证明是很保守的。

应用前文提到的滑坡等值线图的方法 (Campbell, 1973年) , Coe等人 (2000年) 根据滑坡灾害数据库编制了一份西雅图市 (位于美国华盛顿州) 的滑坡密度分布地图。

Borga等人于2002年发表了一篇优秀的基础性论文, 他们基于理论思考以及实际案例研究提出了一种“适用于浅层滑坡的分布式斜坡稳定性物理模型”, 采用了一种“准动态湿润指数”来预测特定时间内降雨后土壤饱和度的空间分布, 可用于解释地形和气候对滑坡的影响。该论文包括了斜坡物理模型的起源和当前状态的综述。实验区位于Rio Cordon集水区 (意大利东部的阿尔卑斯山地区) 。Gritzner, 等人 (2001年) 给出了其它应用湿润指数的例子。

Frattini, 等人 (2004年) 也运用了物理模型来对由1998年5月地震诱发的萨尔诺滑坡的瞬态水文和地质技术过程进行了模拟。他们结合使用了无限斜坡稳定性分析与两种简单的水文模型:准动态模型和扩散模型。结果证实了作者的观点:在萨尔诺地震时, 纵向和横向水通量是引发滑坡灾害的诱因。

Xie, 等人 (2004年) 发明了一种优异的GIS应用程序, 用于根据耦合的渗透和斜坡稳定性模型进行滑坡灾害-时间评估, 同时使用美国环境系统研究所 (ESRI) 公司的ArcGIS软件将降雨带来的孔隙水压力的增加也考虑在内。

此外, Van Beek和Van Asch (2004年) 也在地区土地利用规划更改中引用了物理模型分析, 还有Miller (1995年) 、Miller和Sias (1998年) 也将此模型引用于深层或大强度滑坡分析。

(11) 耦合斜坡物理模型 (即稳定性模型) 和斜坡动态特性模型 (与地震概率评估相关) 的滑坡灾害图。概率方法也已被应用于地震引发的滑坡灾害评估图。

Jibson等人 (1998年) 以美国加利福尼亚州的洛杉矶为例, 提出了一种地震引发的、数字概率的滑坡灾害图的绘制方法。由于其灾害地图是通过对北岭地震数据的反分析而得出的, 关于其他场景下的灾害 (概率) 图, 作者们建议按以下几个步骤进行绘制:①以某给定再现周期的阿里亚斯 (Arias) 强度 (Ia) 为单位指定地震条件 (预期最高水平) ;②结合震动强度和临界加速度 (ac) , 运用等式log Dn=1.5214-1.993 log ac-1.546 (Jibson, 等人, 1998年) 得出纽马克位移估算值;③根据论文提到的P (f) 公式由纽马克移位估算失稳概率。

继Jibson (1993年) 和其他论文作者之后, Refice和Capolongo (2002年) 对用于地震引发的滑坡灾害评估的纽马克模型 (Newmark, 1965年;Jibson, 1993年) 的概率应用这样一种总体背景进行了一次有趣的评述。他们通过GIS环境和Matlab?软件包将这种方法运用到了Sele谷 (意大利) 的滑坡实验现场。

2 滑坡后果图

山体滑坡会导致重力场的重新调整, 这种重新调整与滑坡形成的阶段和速度有关。每个区域的地貌特征决定了景观演变的类型以及块体坡移所起的作用, 它是高差建模中作为最有力工具之一。在滑坡的活跃发展阶段, 规模和速度决定了其破坏力。具有特定破坏力的滑坡危害取决于受整个块体影响的地域元素的脆弱度以及滑坡背后残痕处、侧面边界处和位移块体内的张开裂缝。脆弱元素存在的地域, 人们把对其滑坡后果的评定称为滑坡风险评估 (Rodriguez Ortiz, 等人, 1978年;Varnes, 1984年;WP/WLI, 1993年、1995年;Fell, 1992年、1994年;Guzzetti, 2000年;Spieker和Gori, 2000年、2001年、2003年;Guzzetti和Tonelli, 2004年;Ojeda-Moncayo, 等人, 2004以及很多其它著者) .Patt和Schrag (2003年) 对风险和概率的意义进行了全面的论述。

2.1 滑坡风险评估

学者对滑坡风险评估和测绘的广泛兴趣在过去20年里出版的许多优秀综述和概述性论文中有大量的体现 (Brabb, 1984年;Einstein, 1988年;Chowdhury, 1996年;Leone, 等人, 1996年;Leroi, 1996年、1997年;美国的Highland, 1997年;Fell和Hartford, 1997年;Baynes和Lee, 1998年;Leroueil和Locat, 1998年;Guzzetti, 2000年;Dai, 等人2002年;Sorriso-Valvo, 2002年;美国的Spiker和Gori, 2003年以及Van Westen, 2004年) 。

几种风险评估方法已有文献可查。早期尝试者是Laird, 等人 (1979年) , 他们以加利福尼亚州旧金山海湾地区为例对土地能力进行了定量的分析。Carrara, 等人 (1992年) 和Rezig, 等人 (1996年) 也发明了一些概率法。Chowdhury和Flentje (2003年) 将斜坡可靠度分析运用到了滑坡风险评估中, Remondo, 等人 (2004年) 也使用历史数据量化过去滑坡的损害, 据此对滑坡灾害和风险测绘进行了评估。此外, Bernknopf等人 (1988年) 也根据辛辛那提市 (美国俄亥俄州) 的滑坡灾害概率分布图, 进行了一次经济评估。

如Fell (1994年) 提到的, Morgan, 等人 (1992年) 发表的论文是对泥石流灾害风险进行评估的研究案例, 随后Mejla-Navarro (1994年) 和Liu, 等人 (2002年、2003年) 也提出了一些新的GIS测绘方法。Abbot, 等人 (1998年) 和Guzzetti, 等人 (2003年) 给出了关于岩石崩落风险的研究方法和研究案例。在Meneroud和Olivier (1978年) 提出了线性测绘的经典方法之后, Abbot, 等人 (1998年) 考虑了将岩石崩落风险线性测绘方法运用于铁路沿线, Abbot, 等人 (1998年) 、Guzzetti, 等人 (2004年) 和Prina, 等 (2004年) 将该测绘法运用于一般运输走廊的风险测绘。其它关于道路、高速公路、管道或走廊沿线滑坡灾害线性测绘 (通常是在GIS的支持下) 的显著例子可参见以下著作:Al-Homoud和Masanat (1998年) 、Atkinson (1998年) 、Baldelli, 等人 (1996年) 、Augusto Filho和Magalhaies (2004年) 、Irigaray, 等人 (2003年) 、Cevik和Topal (2003年) 、Cook, 等人 (1998年) 、Drennon和Schleining (1975年) 、Fransen, 等人 (2001年) 、Jhingran和Mukherjee (1996年) 、 Omar, 等人 (2004年) , 和Sadek, 等 (2000年) 。一些GIS方法是基于岩体分类系统的 (RMR, Bieniawski, 1979年、1993年或者SMR, Romana, 1985年、1993年) , 具体可参见Irigaray, 等 (2003年) 或Ronzani, 等 (1999年) 的著作。

现有的大量滑坡GIS风险测绘案例研究包括: Aleotti等人 (2000年) 对意大利波河水文风险的GIS测绘研究;Bardinet和Bournay (1999年) 对加德满都 (Kathmandu) 供水工程水文风险的GIS测绘研究;Canuti等人 (2000年) 在意大利的一些考古遗址进行的研究;Rautela和Lakhera (2000年) 在喜马偕尔邦喜马拉雅山 (Himachal Himalaya, 印度) 进行的研究;Lee, 等人 (2001年) 在韩国蔚山进行的研究;Michel-Leiba, 等人 (2003年) 在澳大利亚凯恩斯 (Cairn) 社区进行的研究;Agili, 等人 (2004年) 在意大利亚诺河盆地、Amaral和Furtado (2004年) 在巴西里约热内卢进行的研究。

直接基于Varnes' (1984年) 概念的定性GIS方法可见于Chacon和Irigaray (1992年、1999年) 以及Chacon, 等人 (1992年 1993年, 1994年, 1996年) 的著作中。这是基于对不同类型滑坡的灾害进行评估, 并采纳Einstein (1988) 给出的关于易发区灾害严重程度的建议。脆弱元素的定性评估取决于脆弱度取值和滑坡危险下预期的损失程度。Chacon, 等人 (1996年) 、Cardinali, 等人 (2002年) 和Corominas, 等人 (2003年) 提出一种更好地整合滑坡类型数据的方法以及改进滑坡灾害评估的方式。

鉴于人们对定量方法的兴趣日益增加, Fell和Hartford (1997年) 在Morgan, 等人 (1992年) 论文的基础上提出了一个用年伤亡概率对个人的风险 (R (DI) ) 进行定量评估的方法, 用公式表示为:R (DI) =P (H) ×P (S/H) ×P (T/S) ×V (L/T) , 式中的P (H) 代表每年的滑坡概率, P (S/H) 表示空间破坏概率, 即滑坡对建筑物的威胁概率, P (T/S) 表示考虑时间影响时的概率, 即建筑物内是否有人的概率, 而V (L/T) 是个人的脆弱度 (个人在给定影响下失去生命的概率) 。

Cardinali等人 (2002年) 根据滑坡分类数据 (类型、年龄、活跃度、深度和速度) 、滑坡频率 (依据历史信息按观察到的事件数是1个、2个、3个还是3个以上分为4个级别) 以及强度 (滑坡破坏力的量度, 是滑坡体积和预期速度的函数) 提出了一种新的灾害评估方法, 将滑坡灾害看成频率和强度的函数, 即可获得灾害的评估。

其它最新风险评估应用案例可见Wu, 等人 (2004年) 、Xie和Xia (2004年) 发表的论文, 他们的评估对象是中国陕西榆次市的北部地区, 那里深受广泛延伸断裂带的影响, 楼房和其它城市建造物屡遭破坏。他们绘制出的灾害图考虑了人类活动的影响和待评估地域的重要性。

Xie和Xia (2004年) 还提出了和Varnes (1984年) 概念相关用于滑坡灾害风险评估的一套系统理论。Chowdhury和Flentje (1996年) 、Ferrier和Emdad Haque (2003年) 、Leroi (1996年) 、Rocha (2004年) 、Spizzichino 等人 (2004年) 、Vaunat和Leroueil (2002年) 、Zerger (2002年) 给出了灾害风险测绘或分析的不同方法。

Bell和Glade (2004年) 以冰岛的滑坡为例进行了一次滑坡定量风险分析, 并且认为风险评估是一个包括风险分析、风险评价和风险评估的整体概念。虽然基本上是依据Varnes (1984年) 和Fell (2000年) 的概念, 他们通过对存在受泥石流和岩石崩落灾害的地区的研究进行了有趣的改进。他们还提出计算各种参数的方法, 并将其运用于该地区1∶5 000风险地图的绘制中。Hollenstein (2005年) 基于对瑞士自然灾害的研究提出了一种简单的风险定义。他的目的在于对灾害评估输出标准化做出贡献。

2.2 风险体的脆弱度

在Varnes (1984年) 或者Fell (1992年、1994年) 的滑坡风险评估方法中, 首要工作是对风险体进行精确分类, 并在给定滑坡规模和速度的情况下计算不同类型的滑坡对每个风险体的预期伤害。

尽管如此, 许多论文还是或多或少包括了简单的脆弱度评估。前面提到的关于佩里亚纳 (西班牙马拉加) 研究区的论文提出了该地域风险体的简单划分法。其脆弱度评估依据的事实是:随着风险体取值的增加滑坡灾害的损害也在增加 (Chaco, 等人1992年, 1993年, 1994年, 1996年) 。虽然这是一种定性而简单的风险评估方法, 但它不适用于真正的经济评估。

Fell (1994年) 仿照Morgan等人 (1992年) 的思路, 将脆弱度分解为三种组成部分来进行评估:

式中, V (S) 表示空间脆弱度;V (T) 表示时间脆弱度;V (L) 表示生命脆弱度。

Leone等人 (1996年) 也考虑了三种组成部分:①有形资产的结构性损坏功能, 这取决于灾害强度和构造物的抵抗力;②人身伤害, 这同样与灾害的强度有关, 同时取决于人的固有素质 (危险意识水平、自我保护知识和机动能力) 以及外在因素 (实物保护、包括预警和应急系统在内的技术和功能条件) ;③各种人类活动和功能运作的损坏程度, 这取决于有形资产的损坏程度 (技术因素) 、人员伤亡情况 (人的因素) 、确保活动进行的辅助功能的损坏程度 (功能因素) , 以及受灾社区恢复这项活动的能力 (社会、经济和体制因素) 。

Maquaire, 等人 (2004年) 提出了基于GIS技术和统计分析的用于定位暴露风险体和识别同质脆弱区的半自动程序。该程序被应用于法国东南部的某个集水区。

Chardon (1999年) 采用了一种地理学的方法来研究哥伦比亚安第斯山脉马尼萨莱斯市 (城区的整体脆弱度, 该区域一直遭受频繁的滑坡、地震和洪水威胁。结果图显示, 整体脆弱度和坡度、地貌有很大关系。

从事印度喜马偕尔邦 (喜马拉雅山区的滑坡风险评估的科学家Rauthela和Lakhera (2000年) 将人口分布划分成5个等级 (从稀疏到密集) , 并将它们与滑坡灾害等级 (4个等级分别为最低、低、中等、高) 相关联。通过综合土地和水资源信息系统软件ILWIS 2, 3以表格形式区分出低、中等、高、极高4个脆弱度级别, 一张滑坡风险图由此形成。

Castelli, 等人 (2002年, 2004年) 和Bonnard, 等人 (2004年) 阐述了欧洲经济共同体 (EEC) IMIRILAND规划的目标。该规划是一个涉及多学科的滑坡风险评估计划, 以Varne's (1984年) 的概念为基础, 但采用了一种与之不同的方法。

Cardinali等人 (2002年) 提出对风险体的脆弱度进行评估, 他们把脆弱度程度分为三类:A:轻微伤害, F: 功能性伤害或小伤害, S:结构性伤害或整体性伤害。显示了一种脆弱度的分类表。这或许是迄今为止出版的GIS单体滑坡风险测绘技术最先进的应用实例之一。它表明, 该项技术在土地使用规划、保险评估、防灾减灾和脆弱性恢复等方面仍有很大的改进和推广空间。

Bell 和 Glade (2004年) 在先前提到的冰岛滑坡风险图中, 研究了在某个给定滑坡规模和特定的过程下, 人、建筑物以及建筑物中的人的脆弱度。

Prina等人 (2004年) 对 Aigle和L'Etivaz两座小镇之间的一段山路的滑坡风险进行了评估, 该地区一直被La Frasse山和La Leecherette山的滑坡、频繁的岩崩、雪崩和泥石流威胁着。在Varnes (1984年) 对脆弱度的定义之后, Prina等人 (2004年) 又考虑了4个因素:物理脆弱度、社会脆弱度、环境脆弱度和经济脆弱度。在这段山路的例子中, Prina等人 (2004年) 对每个风险体进行了上述4个因素的评估分析, 用图的形式表示, 该图的形式采用了Leone等人 (1996年) 的设计。

4个因素每个的值都为0 (无破坏) 到100% (完全破坏) 之间。为了成功进行这类评估分析, 对滑坡和它对暴露的风险体的破坏后果的相互关系必须有足够的知识。Hollestein (2005年) 对新出现和现有的模型进行概念延伸, 提出对灾害评估结果进行标准化, 以弥补人们对脆弱度认识的严重不足。Msilimba和Holmes (2005年) 提出了一种评估程序, 对马拉维北部Vunguvungu地区 (Banga 流域) 滑坡 (特别是泥石流) 灾害的脆弱度进行了评估。该方法目的在于弄清滑坡发生的机制, 找出正在恶化的因素和可能会发生滑坡灾害的区域。

3结论、建议及进一步的发展

(1) 本文综述中参考了下列与滑坡评估有关的几组地图。

1) 滑坡空间发生率图。

2) 滑坡空-时发生率和预测图。①结合降雨概率评估、运用耦合边坡稳定性及边坡水文模型所得空-时发生率图;②运用边坡稳定性的耦合模型及有关地震概率评估的边坡动态特性所得空-时发生率图。

3) 滑坡后果图。①风险评估;②脆弱度评估。

(2) 许多被采用的方法都已通过内部对滑坡样本与整个历史记录编目之间关联进行统计分析而得到了验证。在极少数的情况下, 它们的实用性是通过监测发生率图在后续滑坡预报方面的作用而得到验证的。

(3) 自从GIS可供使用以来, 在显示空间发生率的滑坡地图方面, 滑坡易发区划图已经成为主流。本文注意到有众多GIS之外的软件包也得到了广泛使用, 特别是用于对二元、多元及其它需要进行数学评估的数据进行统计处理的软件。GIS的广泛应用改善了因素分析, 使以前常用的方法得到了改进, 如基于地质和地貌参数的密度等高线绘制法、定性和半定量法、矩阵法或二元及多元相关分析法。同时也发展了许多新方法, 包括GIS回归、不确定性分析、神经网络、模糊逻辑、可靠性分析、分形分析等。

(4) 由Varnes (1984年) 提出的灾害和风险评估方法, 得到了Fell (1992年) 、Morgan, 等人 (1992年) 和Fell (1994年) 的进一步发展, 是大多数出版的GIS论文都遵循的方法;也可见到其它方法的论文, 它们运用了类似的术语但赋予了不同的含义。

(5) GIS图显示了滑坡的时-空发生率, 通常以引发降雨期的时间数据为基础, 用于获取给定危险区内滑坡的年度概率。已知强度地震的重现期也用于滑坡灾害测绘。无论处于静态还是动态条件, 耦合的物理或稳定模型通常均与无限坡面上随平面滑动出现的失稳平衡极限相对应, 可用以模拟浅层滑坡。

(6) 滑坡的历史资料或多或少能准确地显示了受到滑坡不稳定性影响的斜坡和滑坡活动期的日期, 因此对准确的时间评估是非常重要的, 与引起降雨或地震从而导致滑坡的数据相关。在许多国家, 历史记录编目中有关大多数滑坡的历史资料很缺乏或完全没有。虽然可以观察当前滑坡和降雨或地震之间的关系, 但由于可用的滑坡时间信息太少, 进行定量的滑坡灾害评估也就不可能了。此种情况在半干旱或干旱国家更常发生。基于定性或半定量因素分析、采用GIS矩阵法或一些“不确定性加权因素”分析的滑坡易发区划图可为此种情况提供一个不错的替代方案。整合关于具有定性信息的已知或预测滑坡 (在不同种类滑坡重现期) 的破坏能力的数据能够帮助绘制定性灾害区划图, 以替代定量灾害区划图。虽然概率性滑坡灾害区划图远远准确于定性灾害区划图, 但由于不发达国家或发展中国家缺乏时间数据的限制, 可使用定性灾害区划图作为滑坡控制和减灾计划的预备步骤。

(7) 本文介绍了几种评估灾害的方法。这些方法使用了滑坡的时-空数据和滑坡规模、速度及滑动距离的数据。由于滑坡早期会产生严重破坏, 关于滑坡发展速率的信息应整合到评估中。例如, 张拉裂缝的扩展及崖头陡壁结构的形成会严重破坏受影响区域的道路、建筑物等。许多时候, 滑坡活动会在此早期阶段停止, 保持一段时间静止, 直到有新降雨或地震才会又导致其继续。因此, 模拟从滑坡活动早期到最后发展的模型可能就不能代表世界上许多地区滑坡的实际过程。灾害评估也就应该整合所有关于参数的可用数据, 包括滑坡强度 (滑坡规模、速度及滑动距离) 、滑坡活动期间的时间数据和滑坡的发展程度。用于区域或局部滑坡和其他自然灾害的管理、控制及减灾的GIS很适合这项任务。滑坡灾害区划图只是特定时期特定灾害情况的快照式表现, 正确性是有限的, 还有待确认。

(8) 国际上缺少公认的滑坡空间发生率图和时-空发生率图的分类法和惯例。对于用类似于地震区的方法进行的地图比较和世界范围内滑坡地区的分类来说, 通用标准有着很高的价值。一种对滑坡易发性的简单分类是滑坡破坏面积占区域总面积的平均百分比, 以岩性或地质单位区分, 正如在Brabb等人 (1972年) 提出的相关易发性数字中所提到的那样。Fell (1994年) 也提出了滑坡灾害的分类法并得到国际公认。

(9) 使用GIS明显改善了滑坡空间及时-空发生率图, 从事滑坡灾害分类研究的学者、国家及论文的数量相应迅速增加, 也有助于介绍因素分析的新方法。然而, 鉴定滑坡后果的地图仍处于较基础的发展阶段。基于Varnes (1984年) 理论的方法虽然成为主流, 但世界上的物理、环境、社会和经济因素的严重差异会极大影响用以评估风险和脆弱度的方法。通过滑坡风险的GIS测绘得出的结果不尽相同, 从不发达国家农村地区的小规模定性区划图到发达国家城市的大规模半定量区划图。虽然从许多发达国家的高山区或山区得到了有趣的结果和方法, 我们仍无滑坡风险测绘中脆弱度评估的通用方法。

(10) 滑坡研究的一个基本限约是对滑坡历史记录进行识别、测绘及汇编的过程。深度滑坡通常 (但并非总是) 比浅层滑坡更容易被识别, 特别是那些使松软泥土和风化岩石块体成为泥石流的滑坡或包括塑性行为的复合滑坡更易识别。有经验的专家和研究者都知道这一事实。识别过程制约了结果图的质量。GIS的地图呈现能力 (包括成功的内部特定分析和模拟方法的验证) 可使无经验的研究者忘记此基本制约。在Guzzetti等人 (2000年) 的一篇非同寻常的论文中阐述了台伯河流域 (位于意大利中部) 实验的结果。此论文中比较了出自不同人手的同一地区的滑坡历史记录编目。同地区的两份历史记录编目的预计不匹配值达到71%, 且不匹配处并未平均分布。作者总结道:“有关历史记录编目过程的错误和不确定性很大, 需要将其量化。”美国加州地质调查局拥有具相似结果的相似经验 (E.E. Brabb博士个人信件;Brabb 1993年) 。Ar-dizzone等人 (2002年) 、Chung和Fabbri (2003年) 也探讨了这个问题。他们和Guzzetti等人 (2000年) 都认为使用多元统计技术可能有助于减少基础信息不准确所带来的影响。

(11) 高分辨率遥感图象、ASTER多时相卫星图象 (Liu等人, 2004年) 、激光和雷达图象、GPS的使用、基于地面或基于恒定或散开差分干涉法 (SAR和DInSAR) 的卫星图象等现在都可使用了。许多不同国家的研究者在这些图像的应用方面积累了相当多的经验, 这有助于更好地汇编基础滑坡历史记录编目, 同时也可获取对滑坡活动的准确评估。

(12) 关于斜坡不稳定性的现场灾害和风险区划图现在基于大量时-空数据, 包括:①岩土数据和斜坡水文模型, 关于失稳、岩体活动、滑坡规模和速度的时间数据;②发展阶段的时-空数据、降雨和地震事件;③基于概率可靠度指标评估的斜坡稳定性分析。

当前滑坡区划图的分类, 考虑了不同GIS分析方法所用基础数据的名称及实际含义, 考虑到分析必备的基础数据, 当前文献中共有16种不同的滑坡地图。

(13) 三维GIS可解决二维GIS的局限性, 特别是在有平面或旋转失稳机制或深层复杂失稳的情况下 (Esaki等人, 2001年;Li等人, 2004年, Vahaaho (1998年) , Wang等人, 2002年, 2003年;Xie等人, 2003年;Xie等人, 2003年, 2004年;Zhou, 等人, 2004年) 。三维GIS在大规模、详细灾害或风险区划图方面的使用将成为不久将来的一项重大发展。

(14) GIS的广泛使用明显改善了我们的分析和测绘能力, 也有助于对数据更好的处理。但与此同时, 带来了采用更精密方法的引诱因, 在某种程度上掩盖了通过从现场地质、地貌和工程研究到计算机台面的方法深入了解滑坡过程的需要。

地理工程第5篇

辽宁工程技术大学的测绘学科起源于学校的前身阜新煤矿学院的矿山测量专业，1958年招收第一届本科生，至今已有45年的历史，是我国测绘领域内成立较早、专门从事测绘科学高级人才培养的单位。伴随着现代测绘技术的飞速发展，我校测绘学科在传统的矿山测量专业基础上，融合当今GPS/RS/GIS等高新技术，进行了全面的专业改造和扩充，发展到今天拥测绘工程、地理信息系统、资源环境与城乡规划管理三个本科专业，测绘科学与技术一级学科博士学位授权点，在大地测量学与测量工程、地图制图学与地理信息工程、摄影测量与遥感三个二级学科具有博士和硕士学位授予权。其中大地测量学与测量工程学科是辽宁省重点学科，测绘工程专业是辽宁省首批、也是我校目前唯一的省级示范专业。地理空间信

息与技术实验室是省级高校重点实验室，拥有先进的GPS接收机、全站仪、全数字摄影测量工作站、三维激光扫描系统和多种地理信息系统、遥感和城市规划平台软件，实验条件处于国内先进水平。

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本专业融合测绘专业知识，渗透地理学与土地管理科学，突出中小城镇规划管理方向，以适应中小城镇规划管理等工作的要求。主要课程：

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强化地理三基，提升地理能力第6篇

一、基本数据

随着地理新课程改革的深入开展和高考考试模式的变革，地理试题中越来越多地应用到地理数据，地理数据已成为地理综合试题中最主要的命题资料和依据。地理数据可直接作为试题的背景资料，也可以用图表的形式出现，或者用图表来表达题目所给的或计算得出的地理数据。

地理数据体现地理事物的概念和特征，在现行中学地理教材中呈现给学生大量的数据资料，地理数据是地理学科的血脉和骨肉，离开地理数据，地理学科将无法存在。对那些能够表述地理特征的基本数据如地球自转和公转的周期、速度、黄赤交角的度数、主要气候类型划分的指标等，要求学生必须熟练掌握，不能含糊。

对策：1．总结记忆规律，教给学生记忆的方法，提高记忆效率，如秦岭淮河一线，若把北纬35度、古诗“橘生淮南则为橘，生于淮北则为枳”、一月O°等温线、800mm等降水量线结合起来，则学生就能掌握该线南北的干湿状况、农业生产类型

2．通过数据对比，有助于学生理解该区域和事物的属性。若将南京、开普敦的气温、降水资料放在一起。学生可从中知道两者均位于亚热带，高温不同期，多雨同期。

3．和生活实际密切联系等方法，使静的数据动起来。若将天山、喜马拉雅山南北坡的雪线高度自然带的分布的数据进行对比，学生就能自我消化雪线随季节的移动，自然带南北坡的高度上的差异，山地牧场随季节的变换。

二、基本概念和原理

首先，要求学生尝试掌握概念和原理，地理基本概念和原理的表述简明扼要、科学、严密。学生学习地理概念的过程是由感性认识上升到理性认识的过程，在传统教法中，解决地理概念很多是靠语言讲，挂图、板图也无法跳出静的框框。通过投影化虚为实，化静为动，使抽象的概念具体化，就可以帮助学生利用直观的图像演示，深化地理概念，并形成空间观念。

其次，在应用中掌握基本概念和基本原理。

单纯的理论学习可能使学生觉得枯燥无味，但一旦与实践结合，灰色的理论就会变得鲜活。例如在复习“日界线”时，引用趣事：孕妇乘海轮穿越1800经线航行，在两侧各得一子，谁大谁小有几种情况；一人如何连续过两次生日等。多切入一些生活中的案例，使课堂气氛生动活泼，加深学生对基本概念和基本原理的理解。课本上有例子的要求学生再举出类似的例子，没有例子的老师补充一些典型的例子，或要求学生自己举出例子。

再次，多角度、多视点地复习基本概念和基本原理。增加灵活性。复习不能采用简单重复，千篇一律方式进行，否则会使学生感到乏味，大脑易于疲劳，效率不高，不利于学生对基本概念和基本原理的深刻理解和灵活掌握。因此对基本概念和基本原理进行变式处理。虽形变，但其核心内容和解题方法不同，我们要把握其实质和内涵。

三、基本地图

地图是高考题中地理信息的重要载体，读图与析图能力是高考检测学生地理知识水平和素质能力高低的重要指标，训练读图、析图，提高读图、析图能力的基本方法有：

1．图文有机结合。将地理课本中的知识点放在基本图形上，以图作为载体，图文结合。课本上基本地图下面有的设置了问题，但还可以提取有用信息，多设置几个问题。有的图下面没有设置问题，我们可以把隐含的基本信息挖掘出来，以问题的形式呈现出来，使学生养成“左图右文”的学习习惯，便于学生的课后复习。

2．构建心灵地图。多读多看，特别是在识记一些图表的时候，不要孤立地记，要与人类活动相结合，如物产图和交通图在记忆时要与农业、工业区位因素条件相结合。第二，在识图的时候每天拿出十分钟左右的时间来看，巩固记忆。每天十分钟读图识图填图，注意对前一段时间学习的知识进行保温。在复习时要注意复习的方法，在看区域图的时候，要把区域内各种地理要素有机结合起来，进行综合评价，因为各地理要素之间联系比较密切。

3．活用应变。在熟练掌握基本地图的基础上，学会一图多用的基本变式。进行图图转换，可把剖面图转换为平面图，平面图转化为立体图，局部图转换成整体图，表格转换成曲线图，扇形图与柱状图的转换。

地理信息系统在地面工程中的应用第7篇

地理信息系统 (GIS) 技术是以地理空间数据库为基础, 在计算机软硬件的支持下, 对空间相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示, 实现提供多种空间和动态信息, 为地理研究和决策服务而建立起来的计算机系统。GIS功能超过常规的DBMS和CAD软件, 主要表现在能够采用数字化的形式采集和管理地理要素及其属性数据, 并建立拓扑关系明确定义它们之间的联系。同时它所拥有的图形用户界面, 用户在可视化的地图上显示和操作数据。最终目标是实现空间信息的网络化。GIS通过Internet在功能上得到了延伸, 真正成为一种大众使用的信息工具。从Internet的任意节点, 人们可以浏览网上的各种分布式的、具有超媒体特性的地理空间及属性数据。GIS所提供的专用函数, 可进行测量、图像的生成、属性修改、新对象的建立、统计分析等多种信息。

2 GIS技术在油田中的应用

石油行业是一个多学科相互配合、相互渗透、协同工作的知识密集型行业, 信息的综合利用对石油企业的发展起着重要的作用。石油企业每年要产生大量的业务数据, 这些数据分散存放, 成果数据难以共享, 大部分数据还采用架库式存放, 给专业技术人员查阅资料造成很大的困难。据统计, 专业人员花在查找和准备数据的时间占去整个研究工作的一半以上。企业需要采用更加科学的方法加强对资料的管理与利用。

基于GIS技术对油田信息进行统一管理、查询、分析和综合应用可视化, 实现数据、图形和信息管理应用的一体化, 已成为石油企业及各服务单位广泛的做法。GIS能将石油企业的海量空间组成要素, 如油井、管线、涉及的周边环境、设备、油井出口、储油罐等信息集成在一个公共数据库平台, 并利用其强大的空间分析能力, 进行有效的空间地理分析。它把地理位置和相关属性有机地结合起来, 根据用户的需要将空间信息及其属性信息准确真实、图文并茂地输出给用户, 能满足石油企业对空间信息的要求, 借助其独有的空间分析功能和可视化表达功能, 进行各种辅助决策。

3 GIS技术在油田地面工程中的应用

对于油田的地面工程可以按照地理信息系统的原理, 充分利用现代化计算机工具, 科学、有效地把地面工程各类图纸、图幅和图件以及相应的动静态资料存储及管理起来, 建立起地面工程管理应用系统, 在需要时进行图形编辑、修改、查询和输出, 并在图库的基础上, 将地面各系统的信息资料数据与图形联系起来, 实现图形数据同步操作、为油田生产、管理、应用提供了良好的计算机应用系统。

3.1 绘制专题图的应用

利用地理信息系统功能, 运用相应的字体和符号, 可完成原油集输系统、油田天然气系统、注水系统、电力系统、道路系统、防腐保温系统专题图及总图的编制。绘制相应图纸时, 该软件可插入地形图与影像图, 并可将其相应图纸导出到DGN图纸或CAD图纸中。

3.2 管线调查中的应用

在以往非金属管线进行大调查时, 由于油田生产的特殊性、分布面积的广泛性, 人员的流动性, 资料数据的非确切性, 单存靠简单的记忆和一般意义的图纸资料远远不能掌握地下管线的分布及材质。现在可应用该系统对所需求的管线进行查询。首先, 在查询窗口中编辑查询条件, 根据自己需要的资料来查看属性字段, 就可查询, 该信息能以excel的形式导出。用于指导埋地管道日常管理、维护及调查, 从而保证管道的维修、更换的科学性, 提高了油田生产建设的经济效益。

3.3 集油流程改造中应用

针对敖南油田部分油井初期产能高, 集油管道压力上升过快、部分油井无法正常投产, 造成管线堵环影响产量与时率的问题。可利用地理信息系统 (GIS) 对无法正常投产的油井进行调查。首先, 在地理信息系统中, 调出相关的系统图, 将系统中的油井、集油间、集油管道等现状图形要素显示出来, 利用此图进行管线的测量, 然后根据系统数据查出, 每个环所带的井数、管径。根据统计情况, 分析堵环原因是由于管径细、管线长, 单环井数多导致的。规划设计人员以此为参考, 对存在问题的环采取了分环、并环措施, 保证了油井的正常生产。通过 (GIS) 网上浏览、查询为设计人员管线设计及改造, 提供了方便、准确的基础数据、提高了工作效率。

3.4 网上发布系统的应用

通过油田局域网实现客户端应用浏览器对图形的浏览, 并通过对服务器端ASP脚本的请求, 实现图形和数据的查询、统计、分析。在客户端实现了厂、矿、队、井、站、间、管线、道路等各种动、静态数据的查询, 使的生产和管理单位的工作人员, 依据各系统的能力及负荷情况, 完成各自的分析和管理任务。

3.4.1 图库数据显示

利用地面工程信息, 操作人员可按区域、类别进行图形查询、分析、显示, 可实现图形的点放大、区域放大、平移、图形比例尺的显示等。查询功能可以按系统查询、自由查询 (点查、线查、框查) 。点取图上的地理特征, 会显示相应的属性。例如:注水系统从注水站, 查出相关的注配间、注水井及注水管道, 并可查出相应站库的基础信息。

3.4.2 报表查询功能

系统通过后台的查询, 生成所需要数据的统计报表, 报表可以在网页中显示, 或在客户端生成EXCEL格式的报表, 以方便用户打印输出。达到地面工程设备、设施信息可调查、可分析、可预测等精细化管理的目标, 方便优化地面调整方案、优化生产运行参数。以敖一联深度处理站数据报表为例, 通过数据报表, 可以了解在运的设备状况、生产厂家、设备型号等相关的静态数据, 为设备改造、工艺更新、水质处理能力增减提供了参考数据。

4 地面信息系统建立中的几点认识及建议

通过对敖包塔作业区地面信息系统的建立和完善, 使GIS技术在地面工程系统中已经得到了广泛的应用。GIS不仅开拓了地理信息资料利用的新领域, 而且为GIS信息的高度社会化共享提供了可能, 同时使地面工程管理更科学化、规范化。以下是我们在地面信息系统建立中的几点认识和建议: (1) 敖包塔油田地面信息系统应用GIS技术实现了网上发布后, 使生产管理人员能方便、迅速、准确地对油田建设信息进行查询、分析及输出, 大大缩短了规划设计及改造周期。 (2) 该技术为各个部门提供了可共享的地面建设现状数据、统计分析数据、专业系统现状图等, 为生产指挥调度和管理决策提供了科学依据, 降低了规划方案编制工作成本。 (3) 地理信息系统要求客户端硬件平台配置为Pentium4 1.8GHZ、1G以上内存的计算机, 来保证图像显示的完整性, 可目前使用的计算机难以满足要求, 影响了工作的进度和质量要求。 (4) 地面工程各级管理人员素质参差不齐, 也给地面信息系统的录入工作的开展造成一定的难度, 因此必须通过加强技术培训, 才能确保地面信息系统的有效开展。

摘要：地理信息系统 (GIS) 现已广泛用于地面工程领域, 文章简要介绍了该技术的功能特点, 并从绘制专题图、管线的调查、流程改造、网上发布四个方面探讨了GIS在地面工程中的应用, 实现了油田地面工程图形和属性数据网上发布, 为油田规划设计人员、现场生产管理及全局控制决策提供了数字化地形图、地面建设各专业系统图及属性数据等基础信息, 为油田规划方案、优化及管理决策提供科学依据。

关键词：地理信息系统,特点,应用,效果

参考文献

[1]王东.地理信息系统GIS技术在电力系统自动化中的应用[J].黑龙江电力, 2008 (5) .

[2]李沛川.电力GIS的发展及主要功能[J].测绘与空间地理信息, 2009 (1) .

风水地理之精华在园林工程中的运用第8篇

近30年来, 在建筑工程领域、园林工程领域, 风水学获得了一些别开生面的评价, 并得到了“古代环境工程学”、“环境美学”这样的称誉, 笔者认为这是将风水学纳入中国传统地理学的缘由。现在, 正是第二次世界文化浪潮兴起之时, 人们发现所谓的西方科学思维不能解决人类所面临的问题, 可以从东方的文化中寻找。所谓东方智慧就是一种非理性的思维方式, 寻求构造天、地、人的和谐社会。

2“觅龙”在园林地形造型中的运用

风水地理学把大地看做一个有机体, 认为大地各部分之间是通过类似于人体的经络穴位相贯通的, “气”沿着经络而运行, 并聚集于穴位。大地中的生气沿着山脉的走向流动, 在流动的过程中随着地形的高低而变化, 遇到丘陵和山岗则高起, 遇到洼地则下降。对山地起止形势的考察称为“觅龙”。

在园林景观的实践中多为平地。当然平地也有龙脉, 微地形和水流:“高一寸为山, 低一寸为水”。在平地中进行园林地形造型可借鉴以下风水地理之精华:地形造型不是简单的土丘堆积, 它包括地形改造、挖湖引水、地貌利用、堆石假山、跨水造桥等, 它形成园林的骨架和脉络, 为园林植物种植提供视点和制控点。经典的实例, 如杭州西湖的苏堤和白堤。2条长堤可视为西湖的2条“龙脉”, 把原本单调的西湖分隔成数块, 不但夸大了湖面的空间层次, 丰富了西湖的水面景色, 而且苏堤白提本身又是极佳的景点和欣赏湖面的视点。制造骨架和脉络不一定要有规模较大的园林工程, 半亩方寸也能体现出丰富多彩的“龙脉”。用“来龙去脉”表现水体空间之活跃, 以收放变换而创造水之情趣。

3“察砂”在园林序列布局中的运用

“砂”是“龙”的岩石风化而成的, 是“龙”的附身物。风水地理学认为, 光有“龙”还不能称为吉祥地, 还需要各种“砂”来拱卫和呼应。“砂”中最重要的当属“四神砂”, 借天上四方星宿的名字, 即“青龙” (东方神) 、“白虎” (西方神) 、“朱雀” (南方神) 、“玄武” (北方神) 。可以想象, 具备了秀美的“四神砂”的地方, 在各种尺度下都会是一个景色怡人的人间仙境。风水地理“察砂”原则中, 四神砂缺一不可。

在工程实践中, 美的东西往往具有共性, 如:状如北斗、环山抱水、巨龙戏珠、凤凰展翅、活形排水、莲花佛座、文房四宝等, 都是根据“察砂”原理归纳出来美的风水经典。美的园林工程不仅体现在外形上, 而且具有强大的心理暗示作用。我们能把园林序列布局 (包括建筑布局) 活用以上抽象的风水地理, 必将受到人们的赞叹。

4“观水”在园林植物配置中的运用

风水地理所有的吉祥地点都离不开水, 认为“龙”能迎气生气、“砂”能聚气藏气、“水”能载气纳气。在没有“龙脉”的平原地带, 河流也往往被看做传递生气的通道。风水地理学认为曲折蜿蜒和连续的河流才是“吉”的, 最忌水流直泻僵硬。水系的内湾在自然地理中易产生砂石堆积, 故向内环抱的水流“聚财”, 因而被风水地理学视为吉祥地。现代景观生态学的研究也证实了弯曲的水流更有利于生物多样性的保护, 有利于消减洪水的灾害性和突发性。在园林工程中, 除利用“观水”原则直接制造水系外, 还可以运用到园林的植物配置中去。利用水系转弯内侧处砂石堆积的自然现象, 宜在此处栽植高大乔木。反之, 如果在水系转弯外侧种植高大乔木, 则整条水系一览无余, 毫无美感。同样道理, 在园林工程园路转弯的内侧, 宜配置高大乔木, 将会产生自然的美感。

此外, 在风水地理学中, “点穴”在城市规划、建筑布局中具有借鉴意义。“穴”往往是建筑群落中核心建筑的基址, 如城镇街道的十字交叉处、住宅小区的入口等。“取向”是建筑物的朝向, 在园林工程中体现在采光、背风、排水等方面。

5 风水地理在园林工程中的禁忌

在园林工程中, 有些景观做得很美, 无论硬景软景都符合要求, 但是范了某些禁忌 (不完全是风水地理上的, 也有些是民间的) , 使得完工的工程不得不返工。这一现象随着人们的生活品质提高, 近几年有上升的趋势, 所以, 要引起我们园林工作者的重视。

在我们园林工程的实践中需要懂得风水地理的常识, 以便建造的园林景观符合中国人心目中的美学。我们学习风水地理不要过于在乎其中的“凶”、“吉”, 不要相信其中的封建迷信成分, 更不要把风水地理看做是神秘的东西。我们要善于吸收其中的精华, 把它更好地运用到园林工程中去。

摘要：通过对传统风水地理位置与园林工程结合的论述, 以及现在人们对风水的普遍认识和重视程度, 阐明风水在园林工程景观设计中的重要性, 并进一步说明当今园林设计景观设计师要科学利用风水, 学习古人将风水与造园完美结合的手法, 在园林景观设计中对植物配置时, 将风水灵活运用, 创造出更适合我们活动, 更有利于人类生存发展、理想的大地景观。

关键词：风水地理,园林工程,景观,环境,植物配置

参考文献

[1] 周文铮, 王振驹, 钟琳, 李乃龙.地理正宗[J].广西民族出版社, 1993 (5)

地理工程第9篇

1. 地理信息技术

地理信息技术是掌握整个信息的重要工具, 是集多种学科为一体的新兴学科, 他是其他学科领域的基础应用平台, 利用计算机将现实中所需的空间信息及信息属性进行存储和管理的一种技术工具, 对于领域所需信息的查询、检索和统计应用等都提供了方便。

2. 全球定位系统

全球定位系统是一种卫星定位系统, 它的特点就是可以提供一种极为重要的实时、动态及精准的空间数据信息, 通过全球定位系统可以获得任意接受点的空间位置坐标数据。并且能够对遥感技术获取的图像信息进行全方位的定位, 并能赋予精准的坐标定位。但是要想更好地进行全球定位系统的应用就必须加强和地理信息技术的结合运用, 也就是说在一定程度上地理信息技术是全球定位系统进一步运用的基础, 同时全球定位系统在一定程度上也会提高地理信息技术的动态分析水平[1]。

3. 遥感信息技术

遥感信息技术是通过传感装置, 进行信息获取并对获取额信息进行相应的提取、加工和应用的一个技术, 该技术的主要特点就是传感装置不会直接与被研究的对象接触。遥感信息技术是地理信息技术的重要组成部分, 同时为发展地理信息技术的更新提供了办法。同样地理信息技术的快速发展也提高了遥感信息技术的数据的提取和分析能力。

二、地理信息技术、全球定位系统和遥感信息技术的应用研究

1. 地理信息技术的研究

就现在的石油企业而言他们大多采用全球定位系统和传感技术对油田提供精准的地面工程基础数据, 同时为地面信息系统的建设提供了有利的动力支持和发展保障。同时油田地面工程队地理信息技术的应用全面的将地理所需信息和勘探所需的信息进行了有效的结合, 对于实现油田地面工程空间信息的有效存储和管理, 对于油田的开发和进一步扩大都有着重要的意义。

2. 遥感技术的应用研究

基础数据的空间获取及精准数据对于油田的勘探开发都是至关重要的。精准的数据和图像可以使开发人员很好地掌握开发地区的地理环境, 地理环境掌握的好坏对于油田地面工程的开发、实施、及工程的安排等都有着决定性作用, 也关系到未来数字油田的建设。针对上述问题, 采用卫星遥感技术进行信息数据的采集, 通过基础地理数据库的建立, 为油田地面工程的全面建设工作提供了一定的先决条件。

3. GPS的应用研究

经过多年的建设, 油田企业建设了一系列地面工程设施, 但是在进行地面建设和工程收尾中大部分都采用较为传统的以尺测量以笔纸记录资料数据的现象, 这种传统的方法同实际数据相比存在很大的差异性, 这种靠人的记录法若是当事人不在, 会给工程提供一定的阻碍, 极不利于油田地面工程的发展。这时候全球定位系统的出现对于建立油田地面工程地理信息提供了有利的基础条件, 同样利用全球定位系统可以很轻松地搜集到工程所需要的信息数据, 并且会很精准的提供数据信息。对于地面上的建筑物采用全球定位系统可以很精准的对现场建筑物进行定位并采集和测绘出精确空间数据, 由此可见, 全球定位系统对于历史数据不准确的问题和缺点进行了解决, 保障了油田地面工程数据的准确性和及时性。

结束语

本文对信息化技术在油田工程地面地理系统建设中的应用做了进一步的阐述, 这些系统的应用, 对于油田地面工程地理信息技术的建设提供了技术上的支持和保障, 对于数据的搜集查询和应用都提供了一定的方便。这些技术的出现为油田企业的信息化管理起到了一定的推动作用, 也会数字油田的发展提供了一定的技术保证。

参考文献

地理工程第10篇

关键词：测绘,测量,应用

前言

近年来随着空间信息技术的快速发展, GIS技术作为资源与环境应用领域的先导技术, 得以迅速的发展起来。GIS技术使具有空间属性的各类资源环境信息实现了有效的管理, 同时通过对资源环境的有效分析和管理, 也为城市建设的决策、规划和设计工作提供了科学的依据, 从而使数据的收集、分析、管理和决策形成一个综合的信息流, 有效的提高了城市建筑过程中的工作效率, 保证了经济效益的实现, 有效的解决了资源环境问题, 从而促进了社会的可持续性发展。文中针对数字化技术在原图处理中的应用进行了分析, 同时对数字化绘图和工程测量中数字摄影测量技术进行了具体的阐述。

1 数字化技术在原图处理中的应用

1.1 在原图基础上进行数字化处理

在GIS系统建立之初, 需要以原图为依托, 对原图进行数字化处理, 在一般情况下, 数字化仪就能满足对原图数字化处理的需要。目前数字化处理技术主要有三种方法, 分别为手扶跟踪数字化和扫描矢量化、GPS数据输入, 最早的数字化输入方法即为手扶跟踪数字化, 其在输入工作上需要较大的劳动强度, 同时工作效率也较低。在扫描矢量化输入方法出现后, 就已经很少用手扶跟踪数字化方法。扫描矢量化是通过扫描仪输入扫描图像, 然后通过矢量跟踪, 确定实体的空间位置。随着技术的不断发展, 目前扫描矢量化方法已越来越向自动化方向发展, 具有省时、高效的特点。GPS输入方法是通过GPS工具实现对三维空间位置的精确测量, 从而精确地球表面图形的位置, GPS工具测得的数据可以直接输入数据库。随着GPS技术的快速发展, 目前GPS定位测量方式主要是采用RTK技术实现精准的三维定位测量, 其测量精度可以达到级别。RTK技术通过将1台GPS接收机安装在已知点上对GPS卫星进行观测, 将采集的载波相位观测量调制到基准站电台的载波上, 再通过基准站电台发射出去;流动站在对GPS卫星进行观测并采集载波相位观测量的同时, 也接收由基准站电台发射的信号, 经解调得到基准站的载波相位观测量, 流动站的GPS接收机再利用0TF (运动中求解整周模糊度) 技术由基准站的载波相位观测量和流动站的载波相位观测量来求解整周模糊度, 最后求出厘米级精度流动站的位置。RTK技术测量不用布设各级控制点, 而且可以在野外一次生成电子地图, 从而实现快速的施工放样工作。

1.2 数字化原图作业的内容

针对这几种方法, 在实际测量中最为常用的还是扫描矢量化输入方法, 此方法不仅简单方便, 同时还能达到高效、精准, 从而实现对地图的数字化处理。扫描矢量化输入法有效的保证了地形图的精度, 但在实际测量中, 人工跟踪精度和输出设备精度将直接影响到地形图形成过程中的精度, 为了确保地形图的精度, 首先需要要求测量的作业人员熟悉的掌握测量的技术, 同时还要有高度的责任心, 这就需要在平时加强对作业人员基本技能的培训, 要求作业人员工作中严格执行相关的操作标准, 从而保证数字化地图的精准度。另外在实际测量工作中, 还要保证所形成的数字地图简单易用, 便于使用人员的准确判读。

2 数字化绘图

2.1 数字化绘图的特点

在传统的工程测量中, 主要内容包括大比例尺地形图和工程图的测绘, 传统作业主要以手工为主, 作业强度较大, 同时工作效率低下, 准确度也较差。数字化绘图克服了传统绘图的缺点, 有效的降低了劳动强度, 提高了工作效率, 同时也保证了地图的精准度, 数字化绘图更适合于现代化工程建设的需要。目前, 数字化成图技术主要有内外业一体化和电子平板两种模式。在实际作业中主要以内外业一体化为主, 其作业方法具有交高的精准度, 同时具有明确的人员人工, 所以成图效率较高。

一是一测多用。

部分工程综合性较强, 在一项工程中会需要不同比例的地形图, 这时可利用完成的地形根据工程需要进行再加工, 从而保证了不同专业人员对地形图的需求, 避免了重复测量工作的进行, 有效的提高了工作效率。

二是精度高。

数字化成图系统在外业采集数据时, 利用全站仪现场自动采集地形地物点的三维坐标, 并自动存储, 在内业数据处理时, 完全保持了外业测量的精度, 消除了人为的错误及误差来源, 而且外业工作省略了读数、计算、展点绘图等外业工序, 减少了作业人员, 外业工效大大提高, 时间缩短, 直接生产成本大幅度下降。

三是劳动强度。

小数字化成图的过程, 减轻了作业人员的劳动强度, 使生产周期大大缩短, 能及时满足用户的要求。

四是便于保存管理及更新

数字化产品既可以存储在软盘上, 也可以通过绘图仪绘在所需的图纸上, 线条、线划粗细均匀, 注记、字体工整, 图面整齐、美观。且便于修改, 能更好地保证图形的现势性和不变形性。

2.2 外业数据的采集

在采集数据时, 数据采集人员要准确应用地物代码, 以免在内业成图时出现错误;在观测开始时, 相关工作人员需严格按照要求应对测站点进行检查, 跑尺人员应严格按照自动成图的要求作业, 确保能完整地描述地形地貌的特征点, 必须通过绘制草图来表明各个地物碎部点的属性及相互关系, 测量坎子时, 要量取坎子比高, 坎下也要进行地形点采集。当一个测区完成后, 如果有必要可把数据备份。

2.3 绘制内业数据处理

无论是工程进程各阶段的测量工作, 还是不同工程的测量工作, 都需要根据误差分析和测量平差理论选择适当的测量手段, 并对测量成果进行处理和分析。

3 工程测量中的数字摄影测量技术

数字摄影测量是基于数字影像与摄影测量的基本原理, 应用计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模式识别等多学科的理论与方法。它是利用影像来重建三维表面模型的科学与技术, 也就是在“室内”重建地形的三维表面模型, 然后在模型上进行测绘, 它给传统的摄影测量带来了重大的变革。

4 结束语

让生活走进地理，构建和谐地理课堂第11篇

一、在地理课上引入生活情景，激活地理课堂

生活中处处有地理，地理让生活更精彩，古人以“上知天文，下晓地理”来形容一个人的博学与睿智，说明地理在人的生存与发展中具有极其重要的影响。例如在“我们的生活离不开地理”这一内容的教学时，我先让学生按照衣、食、住、行的顺序看书上的内容，并提出要求学生去自我发现问题，学生的学习兴趣被激发起来。“衣”的内容很快就得到了解决。“食”的问题有点难度，但通过“北方人与南方人的主食不同”的对比，教师并对此现象进行点拨，又把“江西人不怕辣，四川人辣不怕，湖南人是怕不辣”的鲜活内容引进课堂，使气氛活跃了。至于“住”，当明确了教材中不同居民的分布特点之后，我重点选择了近在咫尺的“客家围屋”来激发学生的兴趣。这种民居主要分布在福建、江西、广东潮汕和我们贺州市，我提问学生：“客家围屋为什么会名扬海外而成为我们贺州旅游的重点开发项目呢?”同学们见问的是身边的地理事物，学习兴趣自然地被激发起来。“行”的内容是地理知识的应用价值，让学生自己去体验，同样从日常生活中寻找答案。这样使学生真正体会到：生活离不开地理，地理知识就在我们的生活和学习中。

二、地理课上巧用诗词，激发学生学习兴趣

上地理课是我的兼职，我的专业是中文，但能将语文知识用在地理课上来，那又是另一种教学收获，同样也会收到另类课堂教学效果，既活跃了课堂气氛，又激发了学习热情。如讲到地形对气候植被的影响，山地气温随高度增加而降低，植被应呈垂直变化时可引用诗句“人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开”；讲云贵高原地形特征时可引用诗句“地无三尺平，天无三日晴”；讲到我国政区的名称时可编成一首诗：“两湖两广两河山，五江云贵福吉安，四西两宁青甘陕，重海内台北上天，港澳特别行政区，一国两制已实现。”讲内蒙古高原时结合“天苍苍，野茫茫，风吹草低见牛羊”的美好意境去了解我国辽阔的草原，学生仿佛身临其境，这样引起学生浓厚的学习兴趣，使学生乐学、愿学。

三、将时事引进课堂，激发学习热情

“书籍是人类进步的阶梯。”是的，书要读，而且要多读，但不能“两耳不闻窗外事，一心只读圣贤书”，要“家事、国事、天下事，事事关心”，将知识教活、学活。

在学习《海洋与陆地的变迁》时，学习了大陆漂移假说板块构造学说的内容。板块构造学说认为地球表层的岩石圈并不是一个整体，而是多个板块拼合而成的。得出的结论是板块处于不同的运动状态中，而板块内部比较稳定，板块边缘比较活跃，通常表现为张裂拉伸，俯冲碰撞，断裂错动等，容易形成火山和地震。知识难度不大，学生也容易懂，但要使学到的知识得到进一步升华，则无从谈起，因为没有鲜活的东西来进一步激发学生的学习激情。如果将一些与课堂内容相关的时事热点引进课堂来，所起的效果则明显不同。我上完这一节课的内容时，及时将2008年5月在四川汶川发生的大地震新闻内容引进课堂，引导学生查找该地的位置。提问：“汶川为什么会发生地震，谁能用刚学过的板块构造的知识来解决这一问题?”学生反应积极并立即开始查找。此时我及时指导学生将教材中的“六大板块的划分及运动示意图”和配套的《地理地图册》中的序图“世界的国家和地区”进行对照。很快学生就回答说：“汶川并不是板块之间相互推挤，它可能是欧亚板块长年在边缘的能量不断向内集中，之后大量释放，才会造成这个板块内心地震，属于板块内地震。”这样学生学习地理的热情更高了。

四、让教学回归生活，构建和谐地理课堂

陶行知先生曾提到“生活即教育”，“社会即学校”，“没有生活做中心的教育是死教育”。

和谐地理课堂应将学生对地理知识的学习作为认识现实世界，适应未来生活的经验准备，结合学生身边的生活事例来具体认识和理解。

例如：在“北京”一课中有关天气与气候内容的教学，我先抛出了困惑：“老师想去北京旅游，只有暑假、寒假、国庆节有时间，那什么时候去最好呢?”同学们有的说暑假、寒假，有的说国庆节，意见很不统一。我努力让学生合作学习，让他们一起读降水量月分配图，画月平均气温分布图，看沙尘天气笼罩下的北京城景观和市民出行的图片进行讨论和分析，最终得出北京市的气候特征、气候类型以及到北京旅游的最佳时间。这样的合作学习，使更多的学生融入到课堂教学中，让学习活动成为共同的活动，使每个学生都有交流发言的机会，有助于促进全体学生的共同发展。这样的课堂才是和谐的课堂。

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