基于GIS技术的地质灾害风险调查研究

姜锡宸 1 张小琼 2

2雅安市自然资源和规划局，四川雅安625000

摘要：在地质灾害防治工作中，合理划分范围内地质灾害区域，借助GIS技术分析地质灾害风险性，能将地质灾害高风险区域确定下来，有助于实施针对性防治措施，能在达到灾害风险性评价效果，同时节约一定的防治成本。
        关键词：GIS技术；地质灾害；风险性分析

1. 地质灾害风险构成分析

对地质灾害的风险进行分析与评价实质上也是对地质灾害的危险性及社会经济易损性的评价与分析。地质灾害的风险可定义为在一定的区域时间限度内，特定的地质灾害现象对生命财产、经济活动等可能造成的损失。它可表示为：

(1)

不失一般性，式(1)可进一步表示为：

(2)

其中：R=地质灾害的风险，指特定的地质灾害现象可能造成的损失；

H=一定地区范围内某种潜在的地质灾害现象在一定的时间内发生的概率，即地质灾害的危险性；

E=给定区域内受特定地质灾害威胁的对象，包括人口、财产、基础设施、经济活动等

V=特定的地质灾害以一定的强度发生而对受威胁对象所造成的损失程度，即受威胁对象的易损性，它用0 ~ 1来表示(0表示无损失，1表示完全损失)。

地质灾害的危险性主要包括有潜在危险及历史危险两个方面，潜在危险是指地形地貌、水文气象及植被分布等创造地质灾害发生的一种环境；历史危险是指地质灾害的分布密度、活动发生的规模及频次，具体是指地质灾害发生的强度及规律性。而社会经济易损性也包括有两个方面，即间接易损性与直接易损性，间接易损性是指社会科技发展水平、保险发展程度、防灾基础设施建设能力，具体是指区域中经济的发展程度及抗灾能力的体现；直接易损性足指区域土地利用情况、建筑物抗灾能力及分布密度、人口质量及分布密度等，具体是指区域中地质灾害的影响对象和抗灾能力的体现。因此，在对地质灾害风险的评估过程中不仅需要对地质灾害自然属性进行考虑，还要对社会经济属性进行综合性的考虑与分析。

二、GIS技术在地质火害风险分析系统中的应用

2.1GIS技术在地质灾害风险分析系统中的应用

GIS技术是一种智能化的地理信息技术，通过GIS技术来构建具有综合性、专业性及集成性的地学分析模型，打破了传统地理信息分析方式的弊端，利用GIS技术不仅可以对地质灾害个体及具有不同机理的地质灾害进行分析，还可以对在不同时间及空间下地质灾害的发生因素及影响因素等进行分析，从而对地质灾害发生的频次及造成的后果等进行评价与分析。通过GIS技术的属性管理、空间分析及数字高程分析对地质灾害风险的不确定性因素及模糊属性降低，从而有效对地质灾害风险进行分析。

2.2 GIS技术在地质灾害危险性系统中的应用

通过GIS技术对地质灾害的发育程度及危险程度进行评价主要是利用区划模型系统来实现的，是对地质灾害区划的研究，不仅如此，政府部门还可以利用区划模型系统来制定有效的减灾政策，对地理空间数据信息的获取、处理及储存等都存在一定的优势。GIS技术下，区划模型系统主要是对个体危险程度进行预测与评价，对地质灾害的发展趋势进行预测，以及对其危险性进行评价的一种模型，能够对地质灾害规律性的预测结果进行获取，通过数学模型对获取的参数分析，并将其在各个分区模型中植入，从而对地质灾害的灾情指数进行计算。

2.3 GIS技术在地质灾害评价预测预警中的应用

利用GIS技术建立地质灾害分析系统还具有一定的预警与监测功能，其中监测信息系统主要是集数据管理、应用、管理、图像于一体，对所监测的地质信息进行管理与存储。预警系统是借助雨水影响、工程累积等破坏的外力依据，对地质灾害发生的概率进行分析，从而对区域内地质灾害发生进行预警预报。例如以滑坡灾害的风险分析为例，首先需要对滑坡灾害的危险性进行分析，根据我国滑坡灾害的活动频次及活动规模来对其危险性分析，通过GIS技术构建评价区划分布图，根据滑坡灾害的影响因素及历史危险性对滑坡灾害的危险等级进行推理，其中滑坡灾害危险性的等级划分主要为四个等级，即极高危险性、高危险性、中等危险性及低危险性。其次对滑坡灾害的社会易损性角度进行分析，对区域内建筑结构、社会经济活动及人口结构的抗灾能力及分布情况进行综合性的考虑，根据人口易损性及土地易损性划分为极高易损性、高易损性、中等易损性及低易损性。最后，对滑坡灾害的风险划分，通过已知的数据信息与GIS技术下数据信息作为参考依据，对滑坡灾害的危险性等级与灾害的易损性进行划分，主要分为高风险区、中等风险区、低风险区与极低风险区。

3、滑坡灾害风险分析

我国是一个滑坡灾害较为严重的国家，近几十年来重大滑坡事件屡屡发生，造成极大的损失和不良的社会影响。滑坡灾害的产生受制于工程地质岩土体组合、地形地貌、地质断裂构造大气降水分布地震烈度等级人类工程活动影响等诸多因素，对滑坡灾害进行危险性分析也应从这几个因素入手，根据各因素对滑坡灾害产生影响的特点及后续分析的需要，分别作出各个因素的分区图。信息量模型是进行区域地质灾害危险性分析的有效方法，我们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的空间分析功能,将历史滑坡分布密度图与各主影响因索分布图进行叠加，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性等级分布区划。将滑坡灾害的危险性进行了4个等级的划分：极高危险性、高危险性、中危险性、低危险性。利用公式（2）进行全国范围的灾害风险计算显然是不现实的，这需要根据“等级”的概念进行风险分级。采用表1的分级标准进行最终的滑坡灾害风险区划，根据各区的滑坡灾害危险性等级、易损性等级的组合特征，将滑坡灾害风险划分为4个等级：高风险区、中风险区、低风险区、极低风险区。

表1 滑坡灾害风险分级标准

危险性等级 极高危险性 高易损性 中易损性 低易损性 1 2 3 4

1极高危险性 1 1 2 3 2高危险性 1 2 2 3 3中危险性 2 2 3 3 4低危险性 3 3 3 4

结语

随着GIS在地质灾害研究中应用的深入，很多新的问题被提出。地质灾害资料的积累，导致基础数据库日益庞大，如何解决这些问题和管理这些基础数据，乃至从中挖掘信息，都是传统的方法和技术所难以胜任的。实际的需求导致GIS的应用潜力不断地拓展，利用GIS强大的空间分析与空间数据库管理功能，结合各种地质灾害专题分析模型，对GIS各个模块功能的组合应用和对GIS数据库的挖掘必将使GIS迎来更为广阔的应用前景，同时也为地质灾害研究提供更多技术上的支持。

参考文献:

[1]张春山，吴满路，张业成.地质灾害风险评价方法及展望[J].自然灾害学报,2003,12(1):96-102

[2] 吴信才.地理信息系统原理与方法[M].北京:电子工业出版社,2009

[3] 武强,徐建芳,董东林,等.基于GB的地质灾害和水资源研究理论与方法[M] .北京:地质出版社，2001.