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地质灾害既具有自然属性,又具有社会经济属性,与之相对应,对地质灾害的研究也应从这两个基本属性入手来寻找其基本规律,这显然有别于传统的工程地质学研究。但目前国内外对地质灾害的研究主要是考虑其自然属性,预测评价也多从内外影响因素入手,着重考察其形成机制与诱发条件,度量的指标多为稳定性系数、稳定性程度。诚然,对单体地质灾害而言,这种研究必不可少,但如果从一个更深的层次来看,这显然没有考虑到地质灾害的社会经济属性,忽视了地质灾害的区域性预测评估研究。从社会减灾防灾意义上讲,从社会属性方面来分析地质灾害具有更大的社会经济效益。这就要求我们探索一条从区域地质灾害预测、中长期时间预报直至地质灾害风险评估的系统理论与方法,从而为更有效的减少各类地质灾害对人类造成的损害提供科学合理的依据。
地质灾害风险是地质灾害发生并导致损失的可能性。地质灾害的风险包含着两个主导因素:①某种灾害事件的发生概率;②灾害事件造成的后果。地质灾害的危险性和受威胁对象的易损性是控制地质灾害风险的基本条件,对这两者的分析评价称作地质灾害危险性评价和社会经济易损性评价。
GIS技术支持下的地质灾害风险分析代表着地质灾害研究领域的一个重要发展方向。本论文以系统思想为指导,从思想原则、研究方法、系统结构构造等方面全面完善了地质灾害风险分析的应用系统,从分析地质灾害风险的构成要素入手,确定各种因素对地质灾害风险的影响程度,据此建立地质灾害风险评价指标体系、评价模型,最终建立基于GIS技术的地质灾害风险分析系统,并利用此系统对我国全国范围的滑坡灾害进行了危险性分析、社会经济易损性分析和最终的风险评估,以期能对实际的经济建设产生指导意义。
论文主要取得了以下成果:
1.以系统科学思想为指导,从思想原则、研究方法、系统结构构造等方面完善了地质灾害风险分析的系统思想。从地质灾害构成的复杂性出发,讨论了区域地质灾害风险的客观性和不确定性,详细阐述了地质灾害危险性、承灾体的社会经济易损性的定义、表达和评价模型,并在此基础上建立了相应的地质灾害风险分析评价指标体系。
2.论文在介绍GIS的定义、特征、功能与发展方向的基础上,回顾了GIS技术在地质灾害风险研究领域中的应用现状,阐述了GIS技术应用于地质灾害风险研究中的功能优势,并总结了当前应用中存在的缺陷与不足。
3.基于上述理论和方法,开发出了基于商业GIS软件的地质灾害风险分析系统。该系统以国产GIS软件MAPGIS为基础平台进行开发,结合多种专业地学分析模型,可实现对多种不同类型的地质灾害(如滑坡、泥石流、岩溶塌陷等)进行危险性分析、易损性分析和最终的风险评估。系统以实际工作分析需要为导向进行设计,根据地质灾害的基本属性,结合GIS基础软件的特点,较好的实现了GIS技术与地质灾害风险分析模型的结合,能够充分利用GIS的图形编辑、属性管理、空间分析、数字高程分析等功能优势,快捷方便地实现一般分析方法与手段难以解决的问题。它可以根据变化了的情况与资料,现势性的进行地质灾害风险分析,进一步缩减风险分析的模糊性与不确定性,具有较强的准确性与客观性。
4.该系统采用模块化程序设计思想和面向对象的编程方法,具有对象化、可视化和交互式的优点,界面友好,过程清晰,易于操作,具有较强的专业性和实用性。
5.本论文采用该系统对我国全国范围内的滑坡地质灾害进行风险分析研究。分别采用信息量模型和专家打分模型进行滑坡灾害危险性分析,进而进行区域社会经济易损性分析,在此基础上进行最终的滑坡灾害风险评估。分析结果具有较强的实用价值。应用实践证明:该系统功能全面,设计灵活,实现了地质灾害风险分析模型和GIS技术优势的结合,具有较强的实用性。