滑坡防治中的关键技术概括为两方面:一是正确认识滑坡的性质,二是有效而合理地预防和治理滑坡,必须结合边坡失稳的因素和滑坡形成的内外部条件进行防治。国内应用GIS技术开展滑坡预测起步晚,而且研究程度低。目前的研究方法有:通过BP递归神经网[3]建立系统进行预测、通过混沌时间序列[4]进行预测、通过CC2530程序进行预测[5]和通过三维滑坡监测信息系统[6]进行预测。
本文在ArcGIS平台的支持下,综合运用Photoshop图像处理、ArcScan自动矢量化和ArcPy编程进行数据集成和预处理,并结合ArcGIS Engine组件编程构建了滑坡危险性评价与预测GIS系统,实现了滑坡危险性的自动化评价与预测。
2 需求分析
2。1 系统用户需求
滑坡、泥石流等地质灾害每年造成许多人员和财产伤害,且滑坡和泥石流的预报难度大。由于导致滑坡发生的原因多变,加上国内目前预防滑坡的方法比较落后,传统的数据信息管理系统规模化较低,研究成果实用性低,无法满足当前防灾工作的需要,造成滑坡预防难度加剧,人员和财产伤亡并没有得到有效缓解。
实现滑坡的快速预报能够缓解滑坡对工农业生产以及人民生命财产造成的损失,有效减少山区农田、房屋、道路及其他基础设施的损坏,对人身安全、基础设施的维护和农业工业生产的正常运行有着积极意义。
2。2 系统功能性需求
最需要一种对突发性滑坡快速预测的技术和手段。随着GIS(地理信息系统)的发展,开发基于GIS的空间性评价与预测系统变得成为可能。本文以庐山北片区域为例,在其他分析条件基础上开发了滑坡危险性空间评价与预测GIS系统。斜坡地质灾害数据是典型的多源空间数据,斜坡地质灾害空间预测[7]和分析评价需要借助计算机实现自动化。利用通过GIS二次开发构建GIS系统,不仅可以对多源地理和地质空间数据进行集成处理、管理和分析,而且可以充分利用GIS的各种空间分析工具,对多种不同的信息进行综合分析,探寻各种滑坡因子的相互关系,阐明滑坡的空间分布规律,从而实现滑坡的预警。文献综述
3 数据获取和数据预处理
3。1 数据获取
通过网站下载数庐山区域的QuickBird、平面地质剖面图、TM遥感影像和SRTM高程数据。遥感影像图中,图片内容要素主要由影像组成,用一些地图符号加以辅助,比普通地图具有更丰富的地面信息,内容层次清晰易懂具有影像和地图的功能。地质剖面图是与实际地图成比例,通过钻孔地质数据得到的表示地质剖面上的地质现象及其分布,与地质图相配合可以清楚的了解地质构造的概念。TM遥感影像图是卫星所获取的多波段扫描影像,具有较的定位精度。SRTM高程数据是一种可视化和可计算功能的删格数据,应用范围大,特别在测绘、军事和地质领域等方面有多利用。
(a) QuickBird影像 (b) 庐山平面地质剖面图
(c) TM遥感影像 (d) SRTM高程数据
图1 获取的多源空间数据
3。2 数据预处理
利用Photoshop特征提取工具对QuickBird影像中提取出道路影像,在利用ArcScan工具自动提取出道路矢量线的基础上,采用Python语言调用ArcPy编程包提取出道路断面线,主要编程代码实现如下。