基于GIS的嘉陵江北碚段岸坡穩(wěn)定性分析評價研究.pdf

1、岸坡穩(wěn)定性研究是河谷地質(zhì)災(zāi)害研究的主要內(nèi)容。隨著人類經(jīng)濟社會的更高程度的發(fā)展，人類將進一步開發(fā)利用河流，摸清開發(fā)區(qū)河谷地質(zhì)地貌，進行河谷岸坡穩(wěn)定性情況的調(diào)查成為沿江區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展的首要任務(wù)。連續(xù)性的選取較長河段并對其岸坡地質(zhì)災(zāi)害進行全面調(diào)查，最終進行岸坡穩(wěn)定性等級劃分具有重要的社會經(jīng)濟價值。現(xiàn)代計算機技術(shù)和遙感技術(shù)的發(fā)展為河谷岸坡穩(wěn)定性研究提供了技術(shù)保障。本文圍繞河谷岸坡穩(wěn)定性這一主題，選取了嘉陵江下游重慶市北碚區(qū)內(nèi)這一江段作為研究實

2、例，應(yīng)用地理信息系統(tǒng)技術(shù)和遙感技術(shù)，對影響岸坡穩(wěn)定性的各種可能因素進行分析；提取出關(guān)鍵影響因子，用投影尋蹤方法確定各個因子權(quán)重；綜合各個因子圖層，進行穩(wěn)定性計算并評價。全文共六個部分：
　　 第一部分為緒論部分，介紹了提出本研究課題的學(xué)科研究背景，分析選題意義，闡述了國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，探討了本課題研究的思路、技術(shù)路線和當(dāng)前研究的主要問題。
　　 第二部分為理論基礎(chǔ)與方法研究。支持本研究課題的理論基礎(chǔ)和方法主要有：河谷發(fā)育和

3、岸坡穩(wěn)定性理論、地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價理論、復(fù)雜系統(tǒng)廣義智能評價方法和GIS空間疊置方法等。
　　 第三部分分析了研究區(qū)自然地理環(huán)境和社會經(jīng)濟概況。這一本分主要圍繞研究區(qū)的地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地貌特征、河流發(fā)育、氣候水文和經(jīng)濟地位進行分析，從區(qū)域整體的自然和社會兩方面分析了研究區(qū)現(xiàn)狀，進一步證明了研究選題的重要性。
　　 第四部分是岸坡穩(wěn)定性分析與評價，為本研究的核心部分。這一部分的內(nèi)容包括：(1)因子選取。通過大量的實地調(diào)查

4、、參閱前人對本區(qū)的重要研究工作和相關(guān)河谷地質(zhì)災(zāi)害研究文獻，綜合考慮了自然人文各方面因素，選取了地表物質(zhì)、巖層傾向與坡向關(guān)系、坡度、相對高度、斜坡后緣變形、河流作用、土地利用、人工切坡高度等八個主要影響該江段穩(wěn)定性的因子。(2)建立樣本訓(xùn)練模型。通過對歷史地質(zhì)災(zāi)害信息的收集調(diào)查，按照“較大區(qū)域均勻，小區(qū)域隨機”的原則選取樣本點，分析樣本屬性信息，生成“參評因子等級表”，建立樣本訓(xùn)練模型。(3)建立GIS數(shù)據(jù)庫。建立研究區(qū)數(shù)字高程模型DEM

5、，通過DEM衍生出坡度、坡向和相對高度圖層，根據(jù)實際資料建立斜坡后緣變形、河流作用、土地利用、人工切坡高度等圖層，輸出專題圖層，其中，巖層傾向與坡向關(guān)系圖層運用了GIS的二次開發(fā)功能，通過VBA腳本語言實現(xiàn)了坡度、傾角和傾向三個矢量數(shù)據(jù)層的疊加運算。(4)岸坡穩(wěn)定性綜合計算。以樣本信息為基礎(chǔ)，應(yīng)用基于RAGA的PPCE評價方法確定各圖層權(quán)重，各圖層及對應(yīng)權(quán)重分別為：地表物質(zhì)0.15、巖層傾向與坡向關(guān)系0.12、坡度0.15、相對高度0.

6、1、斜坡后緣變形0.16、河流作用0.14、土地利用0.08、人工切坡高度0.1；構(gòu)建綜合穩(wěn)定性評價函數(shù)H，對計算結(jié)果的H值進行分類；采用抽樣、野外復(fù)查和查閱文獻資料的方法進行結(jié)果檢驗。
　　 第五部分研究區(qū)岸坡地質(zhì)災(zāi)害防治與對策。介紹了地質(zhì)災(zāi)害防治的一般觀點和原則，結(jié)合第四部分的計算結(jié)果對研究區(qū)岸坡地質(zhì)災(zāi)害提出具體防治對策。
　　 第六部分為結(jié)論與存在問題的討論。本研究主要得出以下結(jié)論：(1)穩(wěn)定性差等級的面積占總面積

7、的18.98％，穩(wěn)定性較差等級的面積占總面積的37.77％，兩者之和占到研究范圍總面積的56.75％，種類多、范圍大是該區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害的特征，地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重的影響著岸坡的穩(wěn)定性；地質(zhì)災(zāi)害體在分布上表現(xiàn)出一定的規(guī)律性，滑坡、泥石流多分布在向斜與背斜的過渡區(qū)域、河灣的凹岸和支流匯入處；崩塌分布在背斜區(qū)。(2)在河流岸坡穩(wěn)定性及岸坡地質(zhì)災(zāi)害的研究中，選取因子圖層是關(guān)鍵。地表物質(zhì)、巖層傾向與坡向關(guān)系、坡度、相對高度、斜坡后緣變形、河流作用、土地利用

8、、人工切坡高度等8個圖層構(gòu)成了本區(qū)研究的主要因子圖層。(3)地理信息系統(tǒng)技術(shù)在研究中的大量實踐應(yīng)用，尤其是GIS矢量空間疊置和柵格空間疊置法的組合應(yīng)用，解決了兩種數(shù)據(jù)格式的不足，為條件圖層的組合做了試探性研究。(4)基于加速遺傳法的投影尋蹤評價方法的應(yīng)用，即應(yīng)用復(fù)雜系統(tǒng)廣義智能評價方法來確定地質(zhì)災(zāi)害研究中的因子圖層權(quán)重是一種創(chuàng)新。通過結(jié)果抽樣檢驗，驗證了該方法的可行性和可靠性。(5)研究過程中形成一套方法：區(qū)域總體調(diào)查、樣本采集及選擇原