基于GIS的铁路滑坡信息管理系统_罗德安
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GIS在滑坡灾害中的应用摘要:地球信息科学是一种基于地图的管理信息系统,是多种学科交叉的产物,是研究地球系统信息的理论、方法、技术及其应用的科学。
地球地球信息科学将通过对地球系统内部多源信息的获取、传输、处理、感受、响应与反馈的信息机理与信息交流过程的深入研究,揭秘复杂地球巨系统各圈层相互作用与影响。
本文主要分析了GIS在滑坡灾害中的应用,包括滑坡灾害的监测、预警、评估、信息管理关键词:地理信息科学、滑坡灾害(气象次生灾害)引言:我国是一个多山区的国家,滑坡灾害分布广泛、发生频繁,且灾情严重,是世界上自然灾害发生十分频繁、灾害种类甚多,造成损失十分严重的少数国家之一。
提高滑坡灾害的研究水平,对工程安全、环境保护和减灾防灾具有重要的理论和工程实际意义。
新兴的遥感技术(remote sensing)和地理信息科学(geography information science)在时空上为实现中尺度以上范围滑坡研究,提供了全新的技术平台和研究思路。
地球信息科学(Geo-informatics或Geo-information Science)是用于获取、储存、查询、分析和显示地理空间数据的计算机系统(1)。
陈述彭院士认为:“地球信息科学以地球为舞台(电离层——莫霍面),以人地关系为主题,以服务全球变化与区域可持续发展为目标,将卫星应用、遥感技术、地理信息系统、电脑辅助设计与制图、多媒体与虚拟技术、互联信息网络为主体的高速全息数字化集成的科学体系,形成对人口流、物质流、能量流进行时空分析与宏观调控的战略技术系统(2)”。
一个完整的地理信息系统主要由计算机硬件系统、软件系统、地理数据、系统操作人员四部分组成,具有以下几个基本功能:数据的输入与预处理,数据的管理,空间查询与分析,以及可视化表达输出等。
地理信息科学不仅可以用于气象次生灾害的灾情评估,而且可以辅助减灾救灾决策。
由于GIS技术的空间分析与制图功能和可视化的特点,GIS在滑坡灾害预测预报研究方面的应用正得到快速发展。
基于GIS的滑坡灾变智能预测系统及应用研究共3篇基于GIS的滑坡灾变智能预测系统及应用研究1随着城市化的推进和人口的增加,滑坡灾害也成为了一个严重的社会问题。
传统的滑坡风险评估中,通常使用的是遥感和地理信息系统(GIS)技术进行数据采集和分析,但是此类方法无法预测未来的滑坡灾害,因此需要基于GIS的滑坡灾变智能预测系统来解决这一问题。
基于GIS的滑坡灾变智能预测系统需要借鉴多种数据来源,比如卫星遥感、数字高程模型、气象数据、地形数据等。
通过对这些数据进行整合和分析,可以前瞻性地评估滑坡风险,并且制定科学合理的灾后救助方案。
在这个系统中,数字高程模型的数据是最为重要的。
主要因为数字高程模型可以提供地形信息、坡度信息、剖面信息等多种数据,这些数据对于评估地质灾害有着非常重要的作用。
数字高程模型的数据可以通过局部地区的GPS数据和雷达数据进行辅助采集。
此外,在这个系统中也需要考虑到进一步的算法和建模方法。
比如,可以采用深度学习和神经网络等新兴技术,对历史的滑坡数据进行学习和预测,从而增加预测的准确度和可信度。
同时,也需要针对该区域的历史灾情数据进行分析和整理,从而找到历史数据的规律和趋势,在算法中有效应用。
系统的实际应用需要考虑到地理信息、数字地图和WebGIS等技术的应用。
通过将系统数据加载到WebGIS中,可以实现地理空间信息的可视化展示,同时也方便用户进行数据查询和分析。
此外,通过在数字地图上展示灾害隐患点,可以实现对该区域的预防警示和救援任务的规划。
总之,基于GIS的滑坡灾变智能预测系统能够在一定程度上预测未来的滑坡灾害,为社会提供更好的灾害预警和救援服务。
随着技术的不断提升和应用的不断扩展,这个系统将会变得越来越准确、可靠。
基于GIS的滑坡灾变智能预测系统及应用研究2滑坡是一种常见的自然灾害,对于山区、丘陵地带和人口密集地区都非常危险。
滑坡的发生不仅会对人们的生命和财产造成威胁,还会造成环境破坏和生态恶化,给社会和经济带来不利影响。
基于GIS技术的滑坡灾害研究的开题报告
题目:基于GIS技术的滑坡灾害研究
一、研究背景
近年来,滑坡灾害频发,给人们的生命、财产安全造成了极大的危害。
针对这种情况,各地政府和科研人员积极探索有效的预测、预警和防御措施。
其中,GIS(地理信息系统)技术成为滑坡灾害研究的重要工具之一,能够对滑坡影响因素进行有效整合、分析和展示,为灾害防治提供科学依据。
二、研究目的
本研究旨在运用GIS技术,对滑坡灾害进行全面、系统地研究,以期对滑坡灾害的成因、演化和预测等方面进行深入探讨。
三、研究内容
(1)滑坡影响因素分析
通过搜集历史资料和野外调查,系统分析影响滑坡发生的因素,将其整合到GIS平台上。
(2)滑坡动态演化模型构建
以已发生的滑坡为例,采用GIS技术建立其动态演化模型,模拟滑坡发生的整个过程,并探究模型参数对滑坡演化过程的影响。
(3)滑坡潜在风险评估
通过对已发生滑坡的数据和GIS模型参数的综合分析,评估未来潜在滑坡的风险等级,并提出相应的预警和防御措施。
四、研究方法
本研究将采取历史调查资料收集、野外调查、实验室测试和GIS技术建模等多种研究方法,以获取滑坡灾害发生的基础数据和参数,并通
过GIS技术建模和分析等手段,构建滑坡动态演化模型以及预测未来滑坡的风险等级。
五、研究意义
本研究能够为滑坡灾害的预测、防御和治理提供科学依据,同时,对GIS技术在滑坡灾害研究中的应用也具有重要的参考价值。
利用ArcGISEngine开发滑坡危险性评价系统
利用ArcGIS Engine开发滑坡危险性评价系统
地质灾害信息,尤其是滑坡灾害的多源性﹑模糊性﹑非确定性和随机性,使得信息处理和空间综合分析十分复杂.利用ArcGIS Engine的二次开发接口,结合地质灾害专业数学模型,包括模糊综合评判、多元回归分析、神经网络、信息量法4种模型,使用栅格图层叠加方法,得出滑坡危险性评价图.克服了传统危险性评价成果缺乏直观性和可操作性,导致成果可靠程度的降低.本文主要尝试利用4种模型进行滑坡危险性区域评价,以秭归县某区域为原型,得到评价结果包括低、较低、较高、高4种.因此,建立地质灾害危险性评价的GIS系统是十分必要的.
作者:汪宙峰何政伟黄润秋谢韬张新海许辉熙 WANG Zhou-feng HE Zheng-wei HUANG Run-qiu XIE Tao ZHANG Xin-hai XU Hui-xi 作者单位:汪宙峰,黄润秋,谢韬,张新海,许辉熙,WANG Zhou-feng,HUANG Run-qiu,XIE Tao,ZHANG Xin-hai,XU Hui-xi(成都理工大学,地质灾害防治与环境保护国家专业实验室,成都,610059) 何政伟,HE Zheng-wei(成都理工大学,地质灾害防治与环境保护国家专业实验室,成都,610059;首都师范大学,资源环境与地理信息系统北京市重点实验室,北京,100037)
刊名:测绘科学ISTIC PKU英文刊名:SCIENCE OF SURVEYING AND MAPPING 年,卷(期):2006 31(6) 分类号:P208 关键词:栅格叠加 ArcGIS Engine 滑坡嵌入式。
第20卷第5期 测 绘 工 程 Vol.20№.52011年10月 ENGINEERING OF SURVEYING AND MAPPING Oct.,2011 基于WebGIS的滑坡监测信息管理系统设计唐小丽,戴吾蛟(中南大学测绘与国土信息工程系,湖南长沙410083)摘 要:对滑坡变形监测资料进行有效地管理和计算分析是滑坡稳定性评价和预测预报的一项基础而关键的工作。
GIS技术可实现滑坡变形监测资料的可视化管理,结合其空间分析功能可使滑坡变形分析更全面。
Web技术则可以实现不同区域或不同工程的滑坡监测的集中数据存储、多终端维护与多层次的查询服务。
利用ASP.NET、Arc-GIS Server及数据库等技术,对基于WebGIS的滑坡监测信息管理系统进行详细设计,实现主要功能,对其中关键技术进行探讨。
关键词:滑坡监测;WebGIS;ASP.NET;ArcGIS Server中图分类号:P208 文献标志码:A 文章编号:1006-7949(2011)05-0040-05Slope monitoring information management system based on WebGISTANG Xiao-li,DAI Wu-jiao(Department of Surveying Engineering &Geo-Informatics,Central South University,Changsha 410083,China)Abstract:It is a fundamental and key work for the stability evaluation and prediction of landslides to man-age and analyze monitoring information.GIS is a good tool for visualization in landslide deformation moni-toring information system,and its function of spatial analysis is very good for deformation analysis.Fur-thermore,the Web technology makes it possible that monitoring information of many slopes can be storedtogether and used by different kinds of people,even the slopes are in different areas or belong to differentprojects.In the paper,the design of the landslide monitoring information management system based onWebGIS using ASP.NET,ArcGIS Server and database is introduced and some key technologies are dis-cussed in detail.Key words:landslides monitor;WebGIS;ASP.NET;ArcGIS Server收稿日期:2010-06-17基金项目:国家自然科学基金资助项目(40704002);湖南省科技重大专项资助项目(2008FJ1006)作者简介:唐小丽(1985-),女,硕士研究生. 据不完全统计,到目前为止我国至少发生了千次以上危害和影响严重的滑坡、崩塌灾害,至少造成上万人死亡,每年因此造成的损失高达30至50亿美元。
基于GIS的公路边(滑)坡灾害防治与预测系统研究的开题报告一、选题背景及意义公路建设在中国快速发展,但由于复杂的地质及气候等环境条件,公路建设中的边坡灾害也日益严重。
边坡灾害不仅对人们的生命财产安全造成威胁,还对公路的正常使用带来了很大的困难。
因此,对于公路边(滑)坡灾害的预测和防治意义重大。
目前,地理信息系统(GIS)在自然灾害预测和防治中得到了广泛应用。
GIS可以将地形、地貌、土地利用、气候等多种自然环境因素融合起来,建立并分析相关连通性的空间数据库,预测和评估自然灾害的可能性和危害程度。
因此,基于GIS的公路边(滑)坡灾害防治与预测系统的研究具有很大的潜力和市场需求。
二、研究内容和方法本论文将建立一个基于GIS的公路边(滑)坡灾害防治与预测系统。
研究内容包括:1. 数据获取及处理。
通过遥感影像和实地调查获取公路边坡灾害相关数据,包括地形数据、地貌数据、土壤数据、降雨数据、气象数据等。
2. 数据地理信息化处理。
采用ArcGIS等软件对数据进行数字化、空间化处理,建立公路边(滑)坡灾害的空间数据库。
3. 公路边(滑)坡灾害评估和预测。
综合利用遥感影像和GIS,将公路边(滑)坡灾害相关因素进行分析,采用灾害评估模型对不同区域的灾害危险性进行评估和预测。
4. 公路边(滑)坡灾害防治建议。
通过分析评估结果,提出有效的公路边(滑)坡灾害防治建议,并利用GIS空间分析工具进行可行性分析。
方法:本研究采取实地调查、遥感技术、GIS空间分析等多种方法进行研究。
三、预期结果及意义本研究预期将建立一个基于GIS的公路边(滑)坡灾害防治与预测系统,该系统可以通过综合分析地形、地貌、土质、降雨、气象等多种因素,对不同区域的公路边(滑)坡灾情进行评估和预测,并针对不同区域提出具有针对性的灾害防治建议。
该系统可以广泛应用于公路边(滑)坡灾害防治中,有着很好的应用前景和市场价值。
GIS在滑坡灾害预测预报领域的应用黄涛【摘要】地理信息系统(GIS)是一门交叉新兴研究领域,它不仅可以像传统的数据库管理那样管理数字和文字信患,而且还可以管理空间图形信息;二是它可以使用各种空间分析的方法,对多种不同的信患进行综合分析,寻找空间实体间的相互关系,分析和处理一定区域内分布的现象和过程.本文主要介绍GIS在滑坡预报预警中的应用和发展,作为一种分析处理地学数据的通用技术,结合它的信息管理功能,对滑坡灾害危险性和风险信息进行综合管理,实现滑坡灾害管理决策,达到防灾减灾的目的.%The geographic information system (GIS) is a new interdisciplinary research field, it can not only manage digital and text information like the traditional data bank, but can also manage the geometric figure information; besides, it may use various spatial analysis methods to analyze different kinds of information, seeking for the reciprocity between spatial entities to handle distributions in certain regions. This article mainly discusses the application and development of GIS in the landslide prediction and early warning. As a universal technology of processing geoscience's data, along with its function of information management, GIS can administer landslide risks comprehensively and realize the decision-making of landslide management so as to prevent and reduce natural disasters.【期刊名称】《三峡大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2011(033)004【总页数】4页(P39-42)【关键词】地理信息系统;滑坡灾害;风险分析;预测预报【作者】黄涛【作者单位】三峡大学土木与建筑学院,湖北宜昌 443002【正文语种】中文【中图分类】X43地理信息系统(GIS)是一门集计算机科学、信息科学、现代地理学、遥感测绘学、环境科学、城市科学、空间科学、管理科学和现代通讯技术于一体的新兴边缘学科,是对各种地理信息及其文字、数据、图表、专题图等载体进行输入、储存、检索、修改、量测、运算、分析、输出等的技术系统,其主要功能有采集、存贮、管理、分析、输出各种数据与图形,进行信息维护的更新,开展空间分析和多因素综合分析以及动态预测等.GIS的技术基础包括地图制图技术、数据库技术、软件工程技术、图形图像技术、网络技术和人工智能技术等.GIS已经成为一种成熟的空间数据处理技术和方法,它具有两个显著特征:一是它不仅可以像传统的数据库管理系统那样管理数字和文字信息,而且还可以管理空间图形信息;二是它可以使用各种空间分析的方法,对多种不同的信息进行综合分析,寻找空间实体间的相互关系,分析和处理一定区域内分布的现象和过程.作为一种分析处理地学数据的通用技术,GIS为我们提供了一种认识和理解地学信息的新方式.国内外把GIS技术应用于滑坡灾害预测预报研究已做了很多工作,从20世纪80年代至今,GIS技术的应用已从滑坡灾害的数据管理、多元数据采集数据化输入和绘图输出,发展到数字高程模型、数字地面模型的应用、GIS结合灾害评价模型的扩展.1 地质灾难评价与管理地质灾害灾情评估是指对地质灾害活动程度及破坏损失情况进行评定估算的工作.对于已经发生的地质灾害,地质灾害评估的基本方法和主要内容是调查地质灾害活动规模,统计地质灾害对人口、财产以及资源、环境的破坏程度,核算地质灾害直接经济损失与间接经济损失,评定地质灾害等级.对于有发生可能但尚未发生的地质灾害,地质灾害评估是预测评价地质灾害的可能程度,对此有人称之为地质灾害风险评估或地质灾害风险评价.其基本内容和步骤是:首先分析评价地质灾害活动的危险程度和地质灾害危险区受灾体的可能破坏程度,即地质灾害的危险性评价和灾害区的易损性评价,在此基础上进一步分析预测地质灾害的预期损失,即进行地质灾害的破坏损失评价.地质灾害评估的基本目的是通过单项指标或综合指标定量化反映地质灾害的主要特点和破坏损失程度,为规划、部署和实施地质灾害防治工作提供依据. 图1 滑坡预测与管理的GIS系统利用地理信息系统的各种功能,建立地质灾难空间信息管理系统,管理地质灾难调查资料,显示并查询地质灾难的空间分布特征信息,评价地质灾难的危害程度,分析地质灾难和影响因素之间的关系,提出减轻和防治地质灾难的办法,对将来可能发生的地质灾难进行猜测.戴福初等利用GIS对香港地区的滑坡灾难进行历史滑坡编录,分析滑坡的时空分布特征和动态和静态环境因素之间的相关关系,对滑坡灾难风险进行评价和危险区域划分.地质灾害评估的主要任务:(1)查明工程建设场地地质环境条件、自然地理及工程概况;(2)查明建设场地地质灾害发育类型、现状、分布及影响因素,进行地质灾害危险性现状评估;(3)调查、分析评估区内潜在的地质灾害、工程建设可能引发或加剧地质灾害及其危险性,以及工程建设和建成后可能遭受的地质灾害及其危险性,进行地质灾害危险性预测评估;(4)对评估区内地质灾害危险性进行综合评估,划分地质灾害危险性评估分区,评估场地适宜性,并提出相应的防治措施和建议.2 地质灾难的危险度区划评价由于各种地质因素本身的不确定性,以及地质因素之间相互功能的复杂性,在收集大量的基础地质环境资料的前提下,利用GIS对这些基础资料进行有效的处理来提高数据的可靠性,通过选取合适的评价猜测指标,运用恰当的数学分析模型,对探究区进行地质灾难危险性等级的划分,从而为地质灾难的管理及预防和预警决策提供依据. GIS的空间分析功能,为统计意义上的滑坡环境因子及诱发因子相关分析提供了可靠的工具,依据这些相关性,可以进行滑坡的易损性和基于统计规律的滑坡机制分析,如Brabb(1984)给出一种基于滑坡地质单元百分比和坡度权重的滑坡易损性分析方法.用已有的滑坡位置与地形数据叠加,可以很容易地算出滑坡发生区域的高度、平均坡度、坡向等参数;滑坡位置数据与降雨的时空分布数据叠加,可以计算出滑坡出现频率与降水之间的关系.对于滑坡风险评价中确定性模型和统计模型两类方法,GIS均有成功的应用和成功的应用经验,在单要素、多要素、静态、动态、定性、半定量及定量滑坡风险评价中,GIS均可以计算和表达滑坡影响因子的空间展布、空间相互作用、多要素相对聚集性,并将滑坡风险度图形化表示.GIS技术为抵制灾害在不用模型消减下的风险评估提供了有效的技术支持.基于GIS 技术的地质灾害风险分析不仅方法上可行,而且技术上先进,代表着地质灾害风险分析的发展方向.随着人类对地质灾害本质属性认识的逐渐深化和GIS技术在地质灾害研究中应用潜力的不断拓展,地质灾害的危险性分析模型和区域社会经济易损性分析模型将会得到进一步的完善与发展,从而使地质灾害风险分析的结果更为合理地反映于预测地质灾害的发展趋势.信息量模型是进行区域地质灾害危险性分析的有效方法,对中国滑坡灾害的危险性分析就是建立在信息量模型基础上的.利用GIS的空间叠加分析功能,将历史滑坡分布密度图与各主影响因素分布图进行叠加然后计算出其信息量,最后根据信息量的大小进行危险性分级并作出滑坡灾害危险等级分布区划图(图2).图中将滑坡灾害的危险性划分为4个等级:①极高危险性;②高危险性;③中等危险性;④低危险性.图2 地质灾害风险分析系统工作流程3 GIS和专家系统的集成应用3.1 专家系统专家系统(Expert System)是模拟人类专家思维过程,将领域专家的知识和经验以知识库的形式存入计算机,系统根据这些知识,对要求解的问题进行复杂的推理,从而做出判断和决策,起到领域专家的作用.专家系统主要用于解决非结构化问题,地学领域存在大量非结构化数据.专家系统中知识和推理是专家系统的核心.知识是专家系统生存的基础,知识的表示有各种方法和规则;推理是专家系统的灵魂,推理分正向和反向.3.2 GIS与专家系统、神经网络的结合专家系统研究的是利用计算机模拟人类专家的推理思维过程,系统根据知识库中的知识,对输入的原始事实进行复杂推理,并作出判断和决策,从而起到人类专家的作用. GIS经过近40年的发展已逐渐趋于成熟,但它的应用还主要停留在空间数据库的建立与管理、空间实体查询、空间叠置分析、缓冲区分析以及成果输出上,由于缺乏知识处理和进行启发式推理的能力,其决策支持功能仍很弱,还无法解决多层次、多因素、非线性变化的复杂地学问题.解决这类问题是一项具有一定创造性的过程,需要大量的人为经验和专家知识.因此,将GIS和专家系统相结合,发展智能GIS或专家GIS,是解决复杂地学问题的重要途径.目前,这方面的研究收到广泛的重视并取得一些令人鼓舞的成果.在GIS和专家系统的集成应用中,GIS的功能主要是管理时空数据,进行空间分析;专家系统的主要功能是利用专家知识和空间目标的事实推理判定灾难的危险度.二者的结合将使专家经验得到推广,减少野外和室内手工作业工作量,使区域地质灾难的动态管理成为可能.GIS系统为地质灾害海量空间数据的获取、存储、管理和空间分析及预测预报提供了高效的技术平台和方法,GIS系统与专业的预测预报技术和模型相结合,使地质灾害预测预报技术向可视化、规范化方面跨越了一大步.利用GIS技术,开发地质灾害信息系统,并将地质灾害预测预警技术纳入地质灾害信息系统,开发专业性的预测模型库(如:综合信息模型和灰色模型等),形成地质灾害预测预警模块,建立预测预报技术平台,为突发地质灾害预测预报提供关键支撑技术体系. 随着计算机技术和当代信息科学的发展,基于GIS系统的预测模型和技术具有广泛的发展前景.4 特点GIS的最大优势是以图形的方式表达滑坡的位置和属性,即滑坡可视化.在滑坡信息表达中GIS最直接的应用是滑坡的空间位置表达,GIS技术与计算机多媒体技术的结合更可以生动表达滑坡信息.在滑坡的研究中,不论是滑坡分布、风险区划、风险评估结果、滑坡易损性分析、滑坡防治规划等均可以地图表达.在这方面GIS已得到了成功的应用,使用中的难点在于多尺度数据的融合使用、滑坡风险评价中最小评价单元的选取等.简单的理解,滑坡分析包括滑坡易损性分析、滑坡时空分析、滑坡运动分析、滑坡风险区划等在内,由信息到知识、由现象到规律、由已知到未知的分析过程.在滑坡分析中,GIS主要作用是发挥其空间分析功能,使传统方法下不好解决的问题清晰表达出来.5 结语滑坡灾害是在地表一定空间范围和一定时间尺度内发生的自然地质现象,尽管不同区域、不同类型的滑坡灾害的现象与过程各异,形成的机理有别,但滑坡灾害一般是在环境因素和触发因素共同作用下的结果.这些因素都与空间信息有关,利用GIS技术不仅可以对各种滑坡灾害及其相关信息进行管理,而且可以从不同的空间和时间尺度上分析滑坡灾害的发生与坏境因素之间的相互关系,评价各种滑坡可能发生的灾害范围与可能的风险程度.参考文献:[1]朱良峰,殷坤龙,等.地质灾害风险分析与 GIS技术应用研究[J].地理学与国土研究,2002,11(1):38.[2]沈芳,黄润秋,苗放,等.地理信息系统与地质环境评价[J].地质灾害与环境保护,2000,11(1):7.[3]朱良峰,殷坤龙.基于GIS技术的区域地质灾害信息分析系统研究[J].中国地质灾害与防治学报,2001,12(3):81.[4]吴树仁.突发地质灾害研究某些新进展[J].地质力学学报,2006(2):265-273. 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铁路滑坡是铁路地质灾害中最为广泛的一种,在我国西南山区尤为突出。
在众多的铁路地质灾害中,滑坡灾害以其分布广泛、发生频繁等特征,历来受到铁路工程部门和维护部门的重视。
滑坡灾害对铁路的安全、国民经济和人民生命财产都将造成相当巨大的损失,所以,一个有效的滑坡灾害监测和管理体系,可以协助避开滑坡灾害或降低其危害性,从而大大减少由于斜坡失稳所造成的经济损失。
就现有的滑坡监测和管理体系来说,还存在作业方式较为原始、自动化水平不高、周期较长和分析片面并滞后等缺点,对通过各种手段(如航天遥感、摄影测量、变形监测和其他监测方GPS 式)获取的信息缺乏统一的处理,对信息的维护、再加工和分析等都缺乏统一的管理,并且存在数据获取、数据维护和数据的使用严重脱节的现象。
近几年来,地理信息系统在滑坡灾害研究中的应(GIS)用引起了广泛的关注。
强大的空间分析和空间数据库功GIS 能决定了非常适合于解决滑坡研究领域中的许多问题,GIS 如滑坡数据管理、滑坡的时空序列分析、滑坡发生与静态及动态环境因素如暴雨、地震等之间的空间相关分析、滑坡()灾害风险评价等[1]。
本文将基于来构建一个铁路滑坡信GIS 息管理系统,文中对该系统的数据组织、基本结构和系统构建中涉及的一些关键技术作了详细论述,并通过实例证明了该系统集成方式的有效性。
在滑坡监测及其信息管理中应用的可行性1 GIS 能够管理并描述地表及其附作物的空间信息与属性GIS 信息,具有强大的图形、图像及属性数据处理能力,能够对地理信息及其相关信息提供采集、处理、管理、报表等功能同时,它还具备强大的空间分析功能,如叠置、缓冲、, 地理编码及网络分析等。
最初主要用于环境监测及资源GIS 调查领域,随着技术的日渐成熟,逐渐被应用于地质、GIS 交通、电信、电力、国土、应急抢险及决策支持等领域。
在滑坡监测及其信息管理中,的以下功能可以发挥GIS 重要作用:数据获取。
具备同时管理空间数据和相应(1) GIS 属性数据的能力,并且支持多种图形和图像数据格式,所以能接收各种矢量数据(如图形、各种矢量线划图GIS CAD 等)或者栅格数据(如卫星遥感图像、航空摄影图像以及雷达探测图),此外,某些系统还提供了直接获取外部传GIS 感器数据(如数据)的能力,这些功能为滑坡数据的获GPS 取创造了有利的条件。
数据管理。
的数据管理能力是(2) GIS 其他系统如或所无法比拟的,它能够对空间数据(CAD MIS)和相应属性数据提供数据显示、查询、更新、维护等功能。
这些功能对有效存储和管理滑坡数据提供了必要的保障。
空间分析功能。
与一般信息系统的区别就在于的(3) GIS GIS 空间分析功能,其内容包括拓扑关系、网络分析、缓冲、叠加等,这些功能可以客观地模拟现实世界中地质现象与周围环境的关联关系。
输出功能。
输出是对数据处理及空间(4) 分析结果的表达,常以图形、图表等可视化形式表征。
总的来说,在滑坡监测及其信息管理中引入技术,能有效改GIS 善传统监测体系的工作方式、提高工作效率和保证滑坡监测的有效性和预测预报的可靠性。
铁路滑坡信息管理系统涉及的主要信息2 概括起来,铁路滑坡信息管理系统涉及的信息包括: 沿线的地形、地貌信息。
如沿线的斜坡类型,是否有古(1) 滑坡、岩石堆、软土、膨胀土等不良地质和当地斜坡的稳定边坡率,并且对容易汇集地表水和地下水的山间缓坡地段及易受水流冲刷和侵蚀的山区河流凹岸地段进行详细调查。
地质信息。
主要信息包括边坡的物质组成、岩性、结构(2) 类型、软弱结构面形状、组合关系、延伸情况、有无地下水及埋藏深度、岩层形状与线路走向的关系、软土的成因及类型、软土下硬层的形态、坡度等。
水文地质信息。
信息(3) 包括沿线地表水及地下水的补给情况、水质类型、地下水的埋深及分布、地表水对边坡脚的冲刷情况等。
气候信(4) 息。
包括沿线降雨季节的长短及降雨量的大小等。
滑坡(5)监测信息。
对于特定的某条铁路,沿线存在多处滑坡,并且基于的铁路滑坡信息管理系统GIS 罗德安北京建筑工程学院测量工程系,北京( 100044)摘要: 就建立铁路滑坡信息管理系统的必要性、管理系统的数据组织、系统的结构及其构建方法等进行了讨论,并对系统开发中涉及的一些关键技术作了讨论,通过实际应用证明该系统设计的有效性和实用性,并指出了该类系统今后的发展方向。
关键词:地理信息系统;滑坡;系统集成;空间数据Railway Landslide Data Management System Based on GISLUO Dean(Dept. of surveying Engineering, Beijing Institute of Civil Engineering and Architecture, Beijing 100044)【Abstract 】 This paper discusses the necessity of constructing railway landslide information management system, and then presents its data organization, basic structure and integrated method, and discusses several related key problems, a real application system is employed to prove the validity and the practicability of the pape'rs issues and the further trend of such system is pointed out.【Key words 】;;; GIS Landslide System integration Spatial data第卷 第期303№Vol.30 3计 算 机 工 程Computer Engineering年月20042 February 2004・工程应用技术与实现・中图分类号:P208文章编号:———10003428(2004)03 016202文献标识码:A——162这些滑坡的规模、成因和类型各不相同,相应的监测措施及获取的数据也不尽相同,但总的来说,监测系统要获取以下的一些基本信息:裂缝及平硐位移信息,水平孔多点位移信息,锚索预应力信息,钻孔倾斜仪获取的数据,岩体表面绝对位移信息和相应地段的应力信息等。
此外,为了进行科学的预测和预报,还应包括铁路滑坡灾害周围一定范围内的其他一些相关的信息,如植被和人类活动等。
上述信息大致可以分为两大类:图形数据和属性数据(包括文本和数据信息)。
属性信息管理可以借助于现有成熟的关系数据库来完成,这是容易实现的,但是,对于图形信息,其组织和管理就要困难一些了。
对空间信息的管GIS理是采用分层管理来实现的,一般来说,具有相同特征的空间信息应该放在同一图层上,分层越多越细,对数据的管理和今后的信息提取及空间分析越有利,但是,如果分层过多和过细,又会增加数据采集的工作量,所以,图形数据GIS库的设计必须根据实际工程情况和需要来进行。
系统的组织结构3在构建铁路滑坡信息管理系统时,采用了的软ESRI GIS 件来管理图形信息,用来管理属性数据,ArcGIS 8.1Oracle借助于可以将空间数据和属性数据一体化存储,并ArcSDE能实现多用户操作。
此外,从起,该软件还包含ArcGIS 8.1个扩展模块(、、7ArcGIS Spatial Analyst3D Analyst、、、Geostatistical Analyst ArcPress StreetMap MrSID Encoder 和)通过这些扩展模块,大大地增TIFF/LZW Compression.强了处理空间数据(包括图像数据)的能力,同时ArcGIS使地学统计和各种分析变得容易。
这些特点正好满足铁3D路滑坡系统建设的需要,解决其多源数据的处理和融合问题,辅助其对滑坡的危害性进行评估,以及对铁路滑坡做出正确的预测和预报。
铁路滑坡信息管理系统是基于架构建设Client/Server的,它能支持多用户并发操作,最大限度地实现了数据共享,使数据采集、数据维护和数据的综合利用及基于模型的。
1图系统的基本组织结构1系统的功能模块组织4铁路滑坡信息管理系统是一个融数据采集、数据维护与管理、数据输出、预测与预报、评价分析与辅助工程建设于一体的信息系统。
该系统能提供完善的多源数据集成功能,能支持通过各种手段(如、雷达、摄影测量以及各种传GPS感器探测等)获取的观测数据,系统提供相应的接口,以保证采集的数据能准确地、完整地录入系统。
系统提供的分析及决策功能,融入了现有较为成熟的滑坡预测、预报模型(如灰色变形预报、分维跟踪预报、灰色破坏预报、氏模型预报、尖端突变预报以及灾变预报等模V型),能根据获取的信息对各类滑坡进行综合分析、预报及图系统主要功能模块2系统开发中的一些技术处理5多源数据的集成和处理5.1铁路滑坡信息管理系统涉及的信息是多种多样的,其获取手段各不相同,它们从不同的角度对研究对象进行相应的探测。
这些数据来源广泛,数据格式、数据质量、研究的侧重点都各不相同,要将这些数据有机地组织起来以达到研究的目的是存在一定难度的,要做到这一点,必须对数据采集的作业程序、作业方式和信息记录方式等进行统一的规划,制定统一的标准。
铁路滑坡信息管理系统对滑坡对象的管理和以往孤立的滑坡管理是不同的,整个系统的空间数据必须有统一的参考基准(包括平面坐标基准和高程基准),对于基本背景图,要求有统一的地图分辨率,对各种滑坡数据的信息采集方式、记录格式要求等应当有统一的标准,严格来说,就是要求各种数据的采集要实现正规化、标准化。
对于非标准化数据,应先进行必要的数据质量检验,对符合要求的数据要经过必要的预处理才能录入数据库,否则不得进入数据库。
历史数据的保存与使用5.2对滑坡的分析、预测和预报,要用到很多的历史数据信息,包括以往的野外调查、测绘、试验数据及结论、编制的滑坡分布图、滑坡等级评定、工程地质资料、气象及气候信息,以及历史上的滑坡情况、治理情况等信息。
这些历史上积累下来的信息是极为宝贵的财富,对滑坡的预测、预报和治理都将起到极为重要的作用。
铁路滑坡信息管理系统事实上是一个管理滑坡信息的时态数据库,随着新的监测数据的录入,原有的数据将成为历史数据,但滑坡的预测、预报及分析将用到与滑坡相关的所有数据,包括其现在的和历史的数据。
所以,这里的历史数据和一般系统的历史数据是MIS不同的,滑坡预报分析不借助于历史数据是无法进行的。