1巖土工程GIS技術(shù)課程報(bào)告GIS在巖土工程地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用匯報(bào)人：周春華

2013年12月27日匯報(bào)大綱巖土工程地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀（1）、（2）、（3）、（4）GIS在國(guó)內(nèi)工程地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)中的研究GIS在國(guó)外工程地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)中的研究應(yīng)用實(shí)例GIS在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)的優(yōu)勢(shì)GIS在災(zāi)害監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用問(wèn)題GIS在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)應(yīng)用的趨勢(shì)（1）、（2）、（3）巖土工程地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀（1）地質(zhì)災(zāi)害在自然或者人為因素作用的累積下而形成的，是對(duì)人類生命安全、生存環(huán)境造成破壞和損失的一種不規(guī)則的地質(zhì)活動(dòng)作用或現(xiàn)象。地質(zhì)災(zāi)害的過(guò)程表現(xiàn)為孕育、發(fā)生、發(fā)展、衰亡以及重新固結(jié)穩(wěn)定等幾個(gè)階段?；?、泥石流、坑道突水、黃土濕陷、砂土液化、土地凍融、巖土膨脹、水土流失、土壤堿化，土地沙漠化及沼澤化，以及地震、地?zé)岷Φ榷紝儆诘刭|(zhì)災(zāi)害的范圍。

返回巖土工程地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀（2）21世紀(jì)以后，我國(guó)發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量、發(fā)生頻率以及災(zāi)害損失等都呈明顯的上升趨勢(shì)。根據(jù)國(guó)土資源部統(tǒng)計(jì)，2011年上半年，我國(guó)總共發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害4175起，其中泥石流138起、滑坡2915起、地裂縫32起、地面塌陷142起、崩塌927起；造成人員傷亡的地質(zhì)災(zāi)害有71起，共131人死亡，傷者更是無(wú)法統(tǒng)計(jì)，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)6億多元。

因此，對(duì)地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)以及防治，刻不容緩。

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監(jiān)測(cè)地質(zhì)災(zāi)害的方法呈現(xiàn)多樣化和三維立體化變形監(jiān)測(cè)（如地表相對(duì)位移監(jiān)測(cè)、地表絕對(duì)位移監(jiān)測(cè)、深部位移監(jiān)測(cè)）物理與化學(xué)場(chǎng)監(jiān)測(cè)（應(yīng)力監(jiān)測(cè)、地聲監(jiān)測(cè)、放射性元素測(cè)量、地球化學(xué)方法以及地脈動(dòng)測(cè)量）誘發(fā)因素監(jiān)測(cè)（氣象監(jiān)測(cè)、地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、地震監(jiān)測(cè)、人類工程活動(dòng)監(jiān)測(cè)）地下水監(jiān)測(cè)（地下水位(或地下水壓力)監(jiān)測(cè)、孔隙水壓力監(jiān)測(cè)和地下水水質(zhì)監(jiān)測(cè)）

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最新監(jiān)測(cè)方法光纖技術(shù)(BOTDR)通過(guò)光纖維的折射、射光的原理來(lái)實(shí)施地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)時(shí)域反射技術(shù)(TDR)通過(guò)反射來(lái)判斷地質(zhì)的斷層、巖石的變形、土質(zhì)的位移等信息等。激光掃描技術(shù)通過(guò)激光束掃描物體的表面，得到仿真物體的坐標(biāo)圖，隨后生成監(jiān)測(cè)區(qū)域的仿真實(shí)物圖。核磁共振技術(shù)(NUMIS)利用發(fā)射出的電流脈沖的強(qiáng)度和接收的電流脈沖強(qiáng)度的差值來(lái)判斷土質(zhì)中水的含量。合成孔徑干涉雷達(dá)技術(shù)(InSAR)通過(guò)雷達(dá)對(duì)信號(hào)的差分放大來(lái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)土質(zhì)的位移返回GIS在國(guó)內(nèi)工程地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)中的研究國(guó)內(nèi)很多學(xué)者都對(duì)

提出的GIS技術(shù)提出了改進(jìn)：潘耀忠、史培軍根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害的基本性質(zhì)，將監(jiān)測(cè)空間劃分為幾塊，通過(guò)不同的尺度解決受限的數(shù)學(xué)問(wèn)題；黃潤(rùn)秋、向喜瓊等人提出了針對(duì)GIS的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)，改進(jìn)了實(shí)現(xiàn)定位監(jiān)測(cè)的算法及步驟；還有學(xué)者將GIS與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，建立了危險(xiǎn)性的評(píng)估系統(tǒng)；通過(guò)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法確定地質(zhì)信息災(zāi)害的參數(shù)。目前為止，國(guó)內(nèi)學(xué)者已經(jīng)對(duì)GIS定位監(jiān)測(cè)地質(zhì)災(zāi)害系統(tǒng)的算法改進(jìn)做了大量的仿真實(shí)驗(yàn)。近幾年來(lái)，地質(zhì)學(xué)家又提出了地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)的可視化、數(shù)字的3S技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了地質(zhì)信息空間檢索與查詢、數(shù)據(jù)采集與更新、信息的時(shí)空分析與信息共享，為地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究分析開(kāi)辟了另一條新途徑。返回GIS在國(guó)外工程地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)中的研究A.Pistocchi等人將GIS與建筑工程模型相結(jié)合研究，進(jìn)行了深層滑坡災(zāi)害評(píng)價(jià)。M.Fedeski等利用GIS將發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的區(qū)域進(jìn)行分區(qū)，精確地對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)、災(zāi)害等因素進(jìn)行評(píng)估。S.Lee和U.Choi等人對(duì)GIS的方法進(jìn)行了模糊化，用可視化技術(shù)虛擬真實(shí)場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)了再現(xiàn)滑坡形態(tài)。

返回應(yīng)用實(shí)例玉樹(shù)地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)2010年4月14日，青海發(fā)生玉樹(shù)特大地震，青海省啟動(dòng)“玉樹(shù)地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)”?；贕IS技術(shù)的使用，實(shí)現(xiàn)對(duì)玉樹(shù)地震范圍內(nèi)的重點(diǎn)地區(qū)泥石流、山體滑坡的預(yù)警監(jiān)控，同時(shí)監(jiān)控當(dāng)?shù)亟邓?，全方位預(yù)警地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。返回GI綱S在恒地質(zhì)素災(zāi)害旦監(jiān)測(cè)鏟的優(yōu)繁勢(shì)信息途源廣扁，科轎學(xué)決蛇策基于比地形悠圖、啊地質(zhì)模資料喪、地住質(zhì)構(gòu)雅造地哨形圖愿等海冠量數(shù)鉛據(jù)，鑰通過(guò)GI牲S對(duì)地燥質(zhì)災(zāi)輩害發(fā)藏生的臨次數(shù)鴿、地架點(diǎn)、勒級(jí)別柴等信封息進(jìn)腥行分跑析、葛整理?xiàng)棥⒔y(tǒng)詠計(jì)，常做出音科學(xué)汪決策碎。實(shí)時(shí)界監(jiān)測(cè)哈，及仍時(shí)反惑饋根據(jù)GI便S多源誓數(shù)據(jù)爛庫(kù)的鋼分析延與整旁理，歐了解鵲地質(zhì)哪災(zāi)害喇多發(fā)色易發(fā)掀區(qū)的折分布敘情況蟲(chóng)，收撥集地妻區(qū)發(fā)而生地育質(zhì)災(zāi)碎害的句資料殘與信碗息，棚建立納該區(qū)宰的圖家表圖殼像，否與GI健S多源喊數(shù)據(jù)享庫(kù)聯(lián)帥動(dòng)起精來(lái)，森進(jìn)行尾地質(zhì)訊情況記監(jiān)測(cè)停。返回GI申S在寒災(zāi)害垃監(jiān)測(cè)昨中的呼應(yīng)用壤問(wèn)題數(shù)據(jù)剪庫(kù)維駝護(hù)人類赤工程碑建設(shè)衡技術(shù)移的先餡進(jìn)發(fā)晨展，基對(duì)大起自然稅改造征加劇句，對(duì)GI繼S地質(zhì)志災(zāi)害條數(shù)據(jù)瘡庫(kù)的看更新利要求洞更高研，汪以達(dá)魄到地戶質(zhì)災(zāi)件害監(jiān)然測(cè)的福準(zhǔn)確帥性。功能號(hào)模塊匯集成基于濟(jì)監(jiān)測(cè)恥參數(shù)有的多概樣性隸，推奮進(jìn)功等能集特成化拒的GI襲S災(zāi)害它監(jiān)測(cè)籮系統(tǒng)箱，能凱提高叉各領(lǐng)覺(jué)域的車信息婆源共心享率姑。返回GI版S在地盒質(zhì)災(zāi)災(zāi)害監(jiān)掛測(cè)應(yīng)萌用的失趨勢(shì)狂（1）GI寺S有關(guān)姜專業(yè)條分析貿(mào)模型挑的擴(kuò)雞展巖土積工程偷所研鞏究對(duì)瞇象涉千及的鋒領(lǐng)域瘡越來(lái)梁越廣鹽，如圣力學(xué)臘、化寶學(xué)、為聲學(xué)母、電業(yè)磁學(xué)壁、信爹息學(xué)墊、計(jì)仰算科捎學(xué)等騙，因擺此與GI蕩S有關(guān)貧的專演業(yè)分篇析中板各種甜專業(yè)條模型祝也會(huì)次增多垮。如嘩數(shù)量岡化理托論模孝型、尚信息喊論模供型、護(hù)模糊孕數(shù)學(xué)敏模型疤、神停經(jīng)網(wǎng)擴(kuò)絡(luò)模機(jī)型、潑人工庫(kù)智能損模型拜及專悼家系現(xiàn)統(tǒng)模咐型等，涉姥及的旦學(xué)科莖越多落，分夾析模癢型也堪必然軟要不姨斷擴(kuò)孕展。返回GI持S在地貢質(zhì)災(zāi)飯害監(jiān)纖測(cè)應(yīng)劈燕用的辣趨勢(shì)執(zhí)（2）三維宋GI渴S將路成為唱今后量的熱變點(diǎn)課估題之相一面向撞地理水、地船礦和徹地學(xué)時(shí)的三南維空慨間模斯型種酷類很員多，己如3D繞F給DS模型恒、TE吊N模型造、n．ce無(wú)il敏s模型拘、SS蘆M模型創(chuàng)、OO墳3D模型油、面挪元模鹽型、敗體元仗模型抽、混猴合三額維模雞型等毫等各謹(jǐn)種模釀型及爬其集幫成模館型。返回GI統(tǒng)S在地脆質(zhì)災(zāi)員害監(jiān)銜測(cè)應(yīng)攪用的哪趨勢(shì)脂（3）GP卡S、RS、GI附S的3S集成GP收S能對(duì)勁對(duì)象茅進(jìn)行很精密決的三隱維空份間定冒位，比現(xiàn)代RS能夠福動(dòng)態(tài)吼、快藍(lán)速、妨準(zhǔn)確解、多色手段炒提供免多種透對(duì)地掌觀測(cè)沸，GI戲S則可禿以對(duì)塊這些危手段割獲得撐的信期息數(shù)霧據(jù)進(jìn)硬行綜絹合處嗚理和納應(yīng)用鬧分析匹。它買們既某可以時(shí)是三堵種技潛術(shù)的助集成孟，也副可以蒙