目錄TOC\o"1-3"\h\u16708目錄 43421第1章 417042第2章 4174462.1 4211902.2 4184302.3 413180第3章 417474第4章 4148814.1 4181044.2 499494.3 4127024.4 563934.5 528798第5章 55088第6章 5296546.1 5240176.2 524936.3 5291986.4 5142876.5 524993第7章 5198077.1 5325677.2 514439第8章 5222398.1 5150548.2 5145108.3 619190第9 65527第1章緒論 74391.1 7102371.2 7187351.3 8280941.3.1 8233101.3.2 826582第2章系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究 10210632.1組件式GIS 10296362.1.1GIS 10295222.1.2 10300292.1.3ArcEngine組件式GIS 10100742.2 11315922.2.1 11189622.2.2ArcSDE 1185172.3 1199942.3.1 11135202.3.2 12109282.3.3 1213864第3章多源數(shù)據(jù)處理與信息提取 13113693.1 1381533.2 1588053.3 1596923.3.1 1521785 16188603.3.2 1660213.3.3 16214903.3.4 1729361第4章 1821944.1 18261164.2 18205124.2.1 18111074.2.2 19107614.2.3 1995304.2.4 2053614.2.5 2135484.3 22181994.4 22314594.5 2378674.5.1 2372764.5.2 23130224.5.3 2480424.5.4 2528370 264967第5章 27141935.1 2730567 2820219 28283635.2 2953505.3 3026214第6章 35269156.1四庫一體SDSS 35294746.2 35303806.3 36161066.3.1 3618736.3.2 36157866.4 38212796.4.1 38296176.4.2 3940586.5 4081166.5.1 40269706.5.2 4028218第7章空間數(shù)據(jù)庫 4345647.1GIS 43187627.2 52208127.2.1 52119097.2.2 52301567.2.3 5318127.2.4 53210077.2.5 556170第8章 5699168.1 5660138.1.1 56293008.1.2 5641728.2 56182318.2.1 56233138.2.2 56306918.2.3 57209278.3 57181518.3.1 58256418.3.2 60182748.3.3 666440第9章結(jié)論 68第1章緒論天山公路獨(dú)山子—庫車段（以下簡稱獨(dú)庫段）是國道217線的重要組成部分，全長532k。公路于1973年由工程兵部隊建設(shè)，1983年9月建成通車。天山公路計劃全線改造為二級公路，成為新疆二縱三橫離連接南北疆、連接準(zhǔn)噶爾盆地和塔里木盆地，公路的建成對新疆的經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展具有重要的作用。天山公路沿線示意圖如圖1.1然而，幾十年來由于受其特殊的地理與氣候條件影響，積雪、雪崩、水毀、崩塌、泥石流、凍土等公路地質(zhì)病害常常在這里發(fā)生，被全國公路界稱為公路病害博物館，對天山公路的交通構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。因此借助于先進(jìn)的地理信息系統(tǒng)（ogphcnoony，）手段，構(gòu)建基于的地質(zhì)病害綜合數(shù)據(jù)庫，建立一套適合于天山公路地質(zhì)災(zāi)害獨(dú)特的危險性評價指標(biāo)體系和防治決策方案，并基于平臺開發(fā)一套適用于天山公路的地質(zhì)災(zāi)害危險性評價和防治決策支持系統(tǒng)就顯得尤其重要?；谝陨锨闆r，本書中的研究利用強(qiáng)大的ngn害危險性評價及成果輸出為一體天山公路地質(zhì)災(zāi)害危險性評價與防治決策系統(tǒng)。系統(tǒng)收集獨(dú)庫公路沿線已有基礎(chǔ)地理、地學(xué)等資料，對照實(shí)地工作成果和遙感成果，按數(shù)據(jù)庫規(guī)則進(jìn)行相應(yīng)的綜合、整理、篩選、歸納及轉(zhuǎn)換，建立起以為平臺的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫和地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)庫，為天山公路沿線危險性評價、地質(zhì)災(zāi)害防治決策提供數(shù)據(jù)支持。圖1.120世紀(jì)60年代以前，災(zāi)害研究主要局限于災(zāi)害機(jī)理及預(yù)測研究，重點(diǎn)調(diào)查分析災(zāi)害形成條件與活動過程。20世紀(jì)70年代以后，隨著自然災(zāi)害破壞損失的急劇增加，促使人類把減災(zāi)工作提高到前所未有的程度。一些發(fā)達(dá)國家首先拓寬了災(zāi)害研究領(lǐng)域，在繼續(xù)深入研究災(zāi)害機(jī)理的同時，開始進(jìn)行災(zāi)害評估工作。1971年，和uon提出了一地多災(zāi)的研究計劃（hdp），并把它應(yīng)用于英國的倫敦和加拿大的安大略。這一技術(shù)路線要求對這一地區(qū)的破壞性事件的所有類型（pumofypsofdgngvn）及其相互關(guān)系進(jìn)行描述，要求分析每個災(zāi)種的特征項(xiàng)有強(qiáng)度（gnud）、輪回周期（unpod）和過去的損失記錄（ptdgeod），然而未能最終做出多種的綜合危險圖。瑞士在1979年就頒布了《聯(lián)邦政府土地管理法》，法律第22條規(guī)定：各州需要調(diào)查并確定處于自然動力嚴(yán)重威脅的土地范圍邦政府法律為依據(jù)制定了相應(yīng)的州政府法律；如沃州制定的《土地管理法》第89條規(guī)定：受自然災(zāi)害，如雪崩、滑坡、崩塌、洪水威脅的土地，在未得到專家評估，充分論證或危險性排除之前，禁止在災(zāi)害危險區(qū)進(jìn)行任何建筑活動?！?965年，GarrisonWI首先提出了“地理信息系統(tǒng)”，20世紀(jì)80年代后期到90年代，GIS大量應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害，國外尤其發(fā)達(dá)國家將GIS應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害研究方面做了很多工作。如1997年，加拿大的DavisTJ和KellerCP開展了基于GIS模糊分類方法和可視化技術(shù)虛擬真實(shí)再現(xiàn)滑坡形從20世紀(jì)90年代起，圍繞國際減災(zāi)10地使用立法的風(fēng)險評估研究，把原來單純的地質(zhì)災(zāi)害危險性研究拓寬到了綜合減災(zāi)效益方面的系統(tǒng)研究。1991員會提出了《國際減輕自然災(zāi)害十年的災(zāi)害預(yù)防、減少、減輕和環(huán)境保護(hù)綱要方案與目標(biāo)》。在災(zāi)害評估規(guī)劃中提出：各個國家對自然災(zāi)害目前，國外關(guān)于地質(zhì)災(zāi)害研究多集中在模型的建立和計算機(jī)實(shí)現(xiàn)上，如“3S”在地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)控與可視化、數(shù)字減災(zāi)系統(tǒng)（DigitalDisasterReductionSystem，DDRS）等方面的應(yīng)用。DDRS是利用遙感技術(shù)（RemoteSensing，RS）、全球定位系統(tǒng)（GlobalPositionSystem，GPS）、地理信息系統(tǒng)（GeographicInformationSystem，GIS）和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，用數(shù)學(xué)和物理模型來數(shù)字仿真，模擬災(zāi)害發(fā)生傳播的全過程。中國在地理信息系統(tǒng)方面的工作起步較晚，但很快應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害方面的研究。如潘耀忠、史培軍提出了應(yīng)用技術(shù)劃分不同空間尺度下基本單元，解決了區(qū)域自然災(zāi)害研究中以自然單元為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)與以行政單元數(shù)據(jù)相匹配的問題。目前，3技術(shù)為地質(zhì)災(zāi)害系統(tǒng)復(fù)雜性研究提供了一條新途徑。3技術(shù)在數(shù)據(jù)采集與更新、空間檢索與查詢、信息的時空分析與可視和信息共享與輸出等方面表現(xiàn)了其強(qiáng)大的應(yīng)用優(yōu)也為系統(tǒng)演化復(fù)雜性問題的解決提供基礎(chǔ)。此外3技術(shù)在災(zāi)害發(fā)生速率的動態(tài)模擬計算、災(zāi)害的風(fēng)險性評價、災(zāi)害的時空預(yù)測預(yù)警、災(zāi)害的有一定的差距。分災(zāi)害類型（泥石流、水毀、斜坡）研究技術(shù)路線如圖1.2圖1.2第2章系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究組件式GISGIS獨(dú)立開發(fā)是指不依賴于任何工具軟件，從空間數(shù)據(jù)的采集、編輯到數(shù)據(jù)的處理分析及結(jié)果的輸出，所有的算法都由開發(fā)者獨(dú)立設(shè)計，然后選用某種程序設(shè)計語言（如ul、ph等），在一定的操作系統(tǒng)平臺上編程實(shí)現(xiàn)。這種方式的好處在于：無須依賴任何商業(yè)工具軟件，可減少開發(fā)成本。但對于大多數(shù)開發(fā)者來說，能力、時間、財力方面的限制使其開發(fā)出來的產(chǎn)品很難在功能上與商業(yè)化的工具軟件相比。宏語言開發(fā)指完全借助于工具軟件提供的開發(fā)語言進(jìn)行應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)。當(dāng)前大多數(shù)平臺軟件都提供了可供用戶進(jìn)行二次開發(fā)的腳本語言，如美國環(huán)境系統(tǒng)研究所（）的no提供了語言、c提供了vnu語言、pno公司的pnooon提供了p語言等。用戶可以利用這些腳本語言，以原軟件為開發(fā)平臺，開發(fā)出自己的針對不同應(yīng)用對象的應(yīng)用程序。這種方式雖然省時省心，但進(jìn)行二次開發(fā)的腳本語言作為一種編程語言，其功能極弱，用它們來開發(fā)應(yīng)用程序仍然不盡如人意，且所開發(fā)的系統(tǒng)不能脫離平臺軟件，是解釋執(zhí)行的，效率不高。例如，p是在pno平臺上開發(fā)用戶定制的應(yīng)用程序的編程語言。通過使用p進(jìn)行二次開發(fā)，能夠?qū)崿F(xiàn)pno功能，實(shí)現(xiàn)程序的自動重復(fù)操作并使pno與其他應(yīng)用軟件集成。用戶用程序代碼可在應(yīng)用軟件中實(shí)現(xiàn)圖層疊加，且具備一定的地圖功能。p程序可用于諸如ul、、oud和ph等語言編寫的應(yīng)用軟件集成，是一種結(jié)構(gòu)與語言相似的語言，程序員可以使用該語言根據(jù)用戶的需求開發(fā)出特定地圖信息系統(tǒng)應(yīng)用軟件包。但是二次開發(fā)的宏語言，作為編程語言功能非常有限，并且用二次宏語言開發(fā)出來的軟件包在運(yùn)行環(huán)境上也很受限，因?yàn)樗撾x不了它本身的開發(fā)平臺，比如用p語言開發(fā)的軟件在沒有安裝pno軟件的機(jī)器上是不能運(yùn)行的，這也阻礙了它的發(fā)展和推廣。集成二次開發(fā)是指利用專業(yè)的GIS組件實(shí)現(xiàn)GIS的基本功能，以基于通用軟件開發(fā)工具，尤其是可視化開發(fā)工具，如Delphi、VisualC++、VisualBasic、PowerBuilder、VisualS等作為開發(fā)平臺，進(jìn)行二次開發(fā)。第一種：OLE/DDE方式。這是一種采用OLEAutomation技術(shù)或利用DDE（動態(tài)數(shù)據(jù)交換）技術(shù)，用軟件開發(fā)工具開發(fā)前臺可執(zhí)行應(yīng)MapX、MapXtreme，InterGraph的GeoMedia，北京超圖的SuperMap等，在VisualBasic等編程工具編寫的應(yīng)用程序中，直接將GIS功能嵌入其獨(dú)立開發(fā)方式的科研力量和開發(fā)費(fèi)用投入較高，適于開發(fā)商業(yè)平臺軟件，對于面向?qū)嵱玫男∠到y(tǒng)不實(shí)際，難度太大；單純二次開發(fā)受工具提供的編程語言的限制難以滿足要求；集成二次開發(fā)方式既可以充分利用他可視化開發(fā)語言具有的高效、方便等編程優(yōu)點(diǎn)，集二者之所長，不僅能大大提高應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)效率，而且使用可視化軟件開發(fā)工具開發(fā)出來的應(yīng)用程序具有更好的外觀效果，更強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫功能，可靠性好、易于移植、便于維護(hù)。尤其是使用技術(shù)利用功能組件進(jìn)行集成開發(fā)，更能表現(xiàn)出這些優(yōu)勢。組件式地理信息系統(tǒng)開發(fā)完全擺脫了基于開發(fā)平臺的開發(fā)模式，用戶可以開發(fā)自己的、完全個性化的于上述優(yōu)點(diǎn)，集成二次開發(fā)正成為應(yīng)用開發(fā)的主流方向。ArcEngine組件式GIS是在繼承已有的成熟技術(shù)的基礎(chǔ)上，整合了與數(shù)據(jù)庫、軟件工程、人工智能、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其他多方面的計算機(jī)主流技術(shù)，成功開發(fā)出的新一代平臺。的策略是給出一套嶄新的應(yīng)用方式，構(gòu)造一個革命性的數(shù)據(jù)模型，設(shè)計一個完全開放的體系結(jié)構(gòu)，使被廣泛接受的的結(jié)構(gòu)體系和應(yīng)用得以兼容。典型的中間應(yīng)用方式是通過定制應(yīng)用訪問功能，這種應(yīng)用介于簡單的b瀏覽器和高端桌面之間。例如，作為嵌入b瀏覽器內(nèi)的輔助應(yīng)用；通過將功能嵌入字處理文檔和電子表格中。該類應(yīng)用方式與c類似，但是只支持特定的部分高級功能（類似于一個定制的c的便捷版本）。ArcGISEngine提供的工具可以滿足這些需求，它提供了嵌入式的GIS組件，能用來在一個組織內(nèi)建立應(yīng)用，為用戶提供有針對性的GIS功能。ArcGISEngine是為每個用戶的特定需求提供有針對性的GIS功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。ArcGISEngine基于ArcObjects構(gòu)建，并提供跨平臺的C++組件ArcGISEngine（圖2.1）可用來建立廣泛的GIS應(yīng)用，并在任何應(yīng)用中嵌入GIS功能。一些GIS部門想為他們的終端用戶創(chuàng)建特定的附帶工具圖2.1ArcGISEngine在ArcGIS在二次開發(fā)中，大多數(shù)情況下都不能脫離專業(yè)的軟件開發(fā)環(huán)境，這使用戶在使用二次開發(fā)軟件的時候十分不方便。例如，在bs環(huán)境下的二次開發(fā)要依賴環(huán)境，用戶在使用的時候也要求有同樣的環(huán)境，大大限制了二次開發(fā)軟件的可使用性和操作性。Sngne源自于b，但比b具有更強(qiáng)大的開發(fā)功能和獨(dú)立性，使用Sngn，可以使二次開發(fā)產(chǎn)品嵌入到需要的應(yīng)用程序中，如很多時候用戶更愿意在軟件中實(shí)現(xiàn)一些簡單的功能，使得二次開發(fā)產(chǎn)品具有更強(qiáng)大的生命力?？臻g數(shù)據(jù)庫是指存儲、管理有關(guān)空間數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫。30多年來，及軟件一直采用傳統(tǒng)文件方式存儲和管理地圖數(shù)據(jù)。20世紀(jì)90代，工作者開始研究基于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫或?qū)ο箨P(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)存儲管理方案，這就是所謂的空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)。早期的空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)性能低下，往往被行業(yè)人士當(dāng)作中看不中用的繡花枕頭，除了學(xué)術(shù)研究外，在應(yīng)用系統(tǒng)中很少被真正使用。當(dāng)行業(yè)跨入21世紀(jì)，一切都發(fā)生了改變。使用數(shù)據(jù)庫管理包括地圖及其屬性的空間數(shù)據(jù)，成為比，空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)有明顯的技術(shù)優(yōu)勢，包括海量數(shù)據(jù)管理能力、圖形和屬性數(shù)據(jù)一體化存儲、多用戶并發(fā)訪問（包括讀取和寫入）、完善的訪問權(quán)限控制和數(shù)據(jù)安全機(jī)制等?？臻g數(shù)據(jù)庫技術(shù)正在逐步取代傳統(tǒng)文件，成為越來越多大中型應(yīng)用系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)存儲解決方案。ArcSDE系統(tǒng)采用ArcSDEforMSSQLServer引擎操作空間數(shù)據(jù)庫。地理空間數(shù)據(jù)的主要用途之一是建立矢量化地圖，建立與空間坐標(biāo)系相關(guān)聯(lián)的是一個用于訪問存儲于關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（onlbengnty，）中的海量多用戶地理數(shù)據(jù)庫的服務(wù)器軟件產(chǎn)品。它是中所集成的一部分，也是任何企業(yè)解決方案中的核心要素。它的基本任務(wù)是作為存儲在中空間數(shù)據(jù)的網(wǎng)關(guān)。它不是一個關(guān)系數(shù)據(jù)庫或存儲模型，本身并不存儲空間數(shù)據(jù)，而是一個在多個平臺中提供先進(jìn)和高性能的數(shù)據(jù)管理功能的界面。利用提供的數(shù)據(jù)存儲類型，并且當(dāng)被底層支持的時候完全支持?jǐn)U展的空間數(shù)據(jù)類型。當(dāng)不支持?jǐn)U展的空間數(shù)據(jù)類型時，可以應(yīng)用二進(jìn)制大目標(biāo)類型。應(yīng)用和進(jìn)行數(shù)據(jù)的所有管理功能均不需附加的功能或擴(kuò)展數(shù)據(jù)類型。這樣，可為每個探索出特定的高級功能，同時它也提供了一個面向所有的通用工具。ArcSDEforCoverages，提供了許多基于文件的矢量數(shù)據(jù)集。地質(zhì)災(zāi)害危險性評價是在地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價基礎(chǔ)之上，考慮外在易于誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的各種因素及各因素間可能的相互組合對災(zāi)害發(fā)生的影響，并跟蹤現(xiàn)今地質(zhì)災(zāi)害所處變形破壞階段，更進(jìn)一步刻畫和預(yù)測地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性大小，其地質(zhì)災(zāi)害系統(tǒng)映射分析示意如圖2.2示。同樣，地質(zhì)災(zāi)害危險性也是一個概率值。圖2.2地理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用模型，是根據(jù)具體的應(yīng)用目標(biāo)和問題，借助于自身的技術(shù)優(yōu)勢，將觀念世界中形成的概念模型，具體化為信息性宏觀評價中，采用信息量法，模糊綜合評判，多元回歸；在危險性微觀評價中，斜坡采用系統(tǒng)分級、分級、分級、二級模糊綜深度計算等。這些方法將在后續(xù)章節(jié)具體闡述。第3章多源數(shù)據(jù)處理與信息提取本書中研究所使用的遙感數(shù)據(jù)主要有美國陸地資源衛(wèi)星（LandSatMSS）、專題制圖儀（ThematicMapperTM）（EnhancedThematicMapper，ETM+）影像，其中MSS指多光譜掃描儀（Multi-SpectralScanner）。MSS參數(shù)見表3.1，TM、ETM+參數(shù)見表表3.1MSS表3.2TM、ETM+p平臺支持的數(shù)據(jù)格式，并進(jìn)行數(shù)據(jù)投影變換處理和屬性掛接，按要求修改整理、存放；地學(xué)資料參照遙感解譯成果及地面調(diào)查成果進(jìn)國土資源部《關(guān)于印發(fā)試行〈土地分類〉的通知》（國土資發(fā)〔2001〕255號），進(jìn)行了新的土地分類體系劃分。將全國土地利用類型劃分為3個一級地類，15個二級地類，71個三級地類。此次土地利用類型解譯，在參考以上標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)之上，結(jié)合遙感影像特征，制定適合區(qū)域特點(diǎn)的土地利用類型的分類體系和解譯標(biāo)志（表3.4）采用的是15融合影像，各種地類的影像特征比較明顯，較易識別和分類。表3.4植被指數(shù)是根據(jù)植被反射波段的特征反映地表植被生長情況、覆蓋情況、生物量情況和植被種類情況的間接指標(biāo)。該研究基于三個時相的歸一化植被指數(shù)所合成的圖像進(jìn)行天山公路生態(tài)環(huán)境變遷分析。歸一化植被指數(shù)（oenegonndx，）可根據(jù)下式計算：形成區(qū)（上游）。多為山區(qū)，它又可以分為匯水動力區(qū)、固體物質(zhì)供給區(qū)兩部分。該地區(qū)多為三面環(huán)山、一面出口的半圓形寬闊地物質(zhì)。堆積區(qū)（下游）。泥石流物質(zhì)的停積場所。一般都在山口以外或山間盆地邊緣，地形較開闊、平緩。泥石流動能急劇變?nèi)酢Ｋa(chǎn)生易識別。在遙感圖像上泥石流常呈淺色調(diào)，扇狀水系發(fā)育在出口段。泥石流在溝口呈寬窄不一的扇狀堆積。具有松散物質(zhì)來源。泥石流固體物質(zhì)來源主要包括：①在新構(gòu)造活動強(qiáng)烈、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的地區(qū)，巖石破碎和風(fēng)化強(qiáng)烈，滑坡、崩供了碎屑物質(zhì)；③濫伐森林造成水土流失，開山采礦等可為泥石流形成提供人為物質(zhì)來源。具有利于水和物質(zhì)匯集和泥石流流動的高山深溝、陡峻地勢、坡降大的溝河流域等地形。泥石流形成區(qū)多為地形比較開闊、周圍山谷、谷床陡降特征；泥石流的堆積區(qū)一般為能使碎屑物堆積的開闊山前平原和河谷階地地形。第4章本章從宏觀角度對地質(zhì)災(zāi)害危險度進(jìn)行計算，其間涉及到指標(biāo)體系的選取以及多種數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用，微觀評價在第5準(zhǔn)化值，通過與評價模型計算程序的連接運(yùn)行而達(dá)到目的；評價結(jié)果的正確與否，在很大程度上取決于數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，在考慮數(shù)據(jù)處理過質(zhì)災(zāi)害宏觀評價流程如圖4.1所示。圖4.1的混亂，因素重要性排序和權(quán)重確定、數(shù)據(jù)量化賦值方案隨之混亂。實(shí)踐表明，對評價區(qū)域內(nèi)不同類型的滑坡采用同一套指標(biāo)體系是欠妥當(dāng)?shù)模灰f試圖建立全省或者全國范圍內(nèi)通用的指標(biāo)體系了。對各個評價因素指標(biāo)之間的相互關(guān)系考慮不足。評價模型一般都要求各個因素之間相互獨(dú)立，而現(xiàn)今多沒有仔細(xì)考慮這個問題，比如斜坡結(jié)構(gòu)、巖性和坡度之間是存在一定的相互關(guān)系的，但以往的做法大都是將其視為獨(dú)立，或者在進(jìn)行二次（模糊）坡穩(wěn)定性大小的貢獻(xiàn)大小，或者某因素處于某種狀態(tài)時斜坡失穩(wěn)或發(fā)生滑坡的可能性大小，其實(shí)是一個條件概率問題。巖性。作為斜坡的物質(zhì)組成，巖土體的性質(zhì)對斜坡的穩(wěn)定性必然有很大的控制作用。在收集基礎(chǔ)地質(zhì)資料的時候，獲得的往往是地了考慮巖土體的類型、物理力學(xué)性質(zhì)外，還要適當(dāng)結(jié)合巖土體的結(jié)構(gòu)特征。地面變形跡象。地面宏觀變形在野外綜合地質(zhì)評判中具有很大的控制意義。因?yàn)槠渌囊蛩鼗旧隙贾皇欠从称麦w賦存的地質(zhì)環(huán)境與否進(jìn)行判斷具有很大的參考價值。求主成分的基本方法是設(shè)某個總體樣本有p個特征變量，即（x1，x2，…，xp），其均值向量為u，協(xié)方差陣為，使得這px1，x2，…，xp綜合成盡可能少的幾個綜合變量y1，y2，…，yq（q＜p），而且要求這些新的綜合變量y1，y2，…，yq，既能反映原來p個特征變量x1，x2，…，xp所反映的信息，又能使這q個綜合變量互不相關(guān)。取，即得第一、第二、…、第k個主成分，而且y1，y2，…，yk互不相關(guān)以累積方差貢獻(xiàn)率為測度，來確定主成分的個數(shù)q。通常以累積方差貢獻(xiàn) 0.85準(zhǔn)則來確定主成分個數(shù)。也就是說，如果前例如：擬對5個指標(biāo)b1、b2、b3、b4和b5本書建立地質(zhì)災(zāi)害危險性評價因子基準(zhǔn)值劃分表，見表4.1表4.1危險性綜合評估。通過以上原則、依據(jù)和方法，對評估區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害危險性進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害危險性綜合評估。綜合評估時考慮：①地評估；④工程建設(shè)及運(yùn)營過程中由于人類活動對地質(zhì)環(huán)境條件的破壞、加劇地質(zhì)災(zāi)害的情況及對公路的危害。評價因素和危險性等級之間的模糊關(guān)系用矩陣來表示其中，rij=μ（ui，vj）（0≤rij≤1），表示就因素ui而言被評為vj的隸屬度；矩陣中第i行Ri=（ri1，ri2，…rin）為第i個評價因素ui的單因素評假定a1，a2，…，am分別是評價因素{u1，u2，…，um}的權(quán)重，并滿足a1+a2+…+am=1，令=（a1，a2，…，am），則為反映因素權(quán)重的模由權(quán)向量與模糊矩陣進(jìn)行“合成”得到綜合隸屬度，即通過模糊運(yùn)算求出模糊集B=（b1，b2，…，bn）（0≤bj≤1），其信息量法是由信息論發(fā)展而來的一種評價預(yù)測方法。信息論是由ShannonCE創(chuàng)立的，他首先提出了信息概念及信息熵的數(shù)學(xué)表達(dá)。晏國珍經(jīng)統(tǒng)計分析（主觀判斷或聚類分析）式中——回歸值根據(jù)微積分極值原理，b0，b1，…，bp解出b1，b2，…，bp，并解出b0回歸方程的預(yù)測和外推。在使用回歸方程前，必須對回歸方程和回歸系數(shù)進(jìn)行檢查，如果通過了顯著性檢查，就可以進(jìn)行回歸方程的預(yù)測和外推。在預(yù)測區(qū)，劃分出評價預(yù)測單元（共k個），選出評價因素p個，利用已建立的回歸方程 進(jìn)行預(yù)測，將評價單元i的各評價因素代入回歸方程，得到在AleottiP等人研究的基礎(chǔ)上，現(xiàn)將各種評價模型與方法的優(yōu)缺點(diǎn)總結(jié)分析，不同評價方法的優(yōu)缺點(diǎn)及其適用范圍見表4.2表4.2表4.2中對各種評價模型和方法的優(yōu)缺點(diǎn)的評判，工程地質(zhì)界基本上已形成了共識。oi 等認(rèn)為，雖然神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)用相對不那么遍，但神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)試圖以很簡單的方式模擬人腦的機(jī)能，近年來在解決土木工程和斜坡穩(wěn)定性評價中證明是有效的，近來的研究也一次次證明了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一個有力的、多功能的、頗具應(yīng)用前景的、基于計算機(jī)的工具，并特別強(qiáng)調(diào)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)最大的優(yōu)點(diǎn)在于運(yùn)用中不需要關(guān)于問題機(jī)理方面的理論知識。對于這一看法，有研究認(rèn)為雖然表面上看起來神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)用非常簡便，但是首先已知樣本的選定是一件很困難的事情；其次，由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一個黑箱，因此其評價結(jié)果的解釋也相對要困難得多。更何況，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是模擬人腦的功能，倘若對問題的內(nèi)在機(jī)理完全不清楚，那么也很難理解神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)得出的結(jié)果。表4.2形破壞之間的相互關(guān)系式，然后將之外延到環(huán)境背景和結(jié)構(gòu)特征與之相似的其他斜坡的穩(wěn)定性評價預(yù)測上。有一點(diǎn)是可以肯定的，相比其他方法而言，此法更崇尚實(shí)證的研究精神，這種方法在環(huán)境條件和滑坡地質(zhì)災(zāi)害類別、成因機(jī)理都相對比較單一的評價區(qū)域內(nèi)是有望取得較好的評價預(yù)測結(jié)果的。只是需要投入大量的人力物力來進(jìn)行監(jiān)測，投入不菲而且周期長，可推廣性較差。加之我國滑坡地質(zhì)災(zāi)害廣泛分布發(fā)育的西部山區(qū)環(huán)境背景條件往往十分復(fù)雜、滑坡地質(zhì)災(zāi)害多種多樣，因而此法在今后相當(dāng)長時間內(nèi)恐怕都很難在我國有大范圍的實(shí)質(zhì)性應(yīng)用。第5章表5.1通過研究判別，對天山公路危害較大的泥石流溝共有89流12條，大中型溝谷泥石流30條，小型溝谷泥石流41條；另外，典型坡面泥石流（公路通過泥石流物源區(qū)，泥石流溝道未發(fā)育成型）6處，天山公路沿線泥石流發(fā)育階段統(tǒng)計如圖5.1所示。圖5.1表5.2表5.3通過對公路路基水毀分布、防護(hù)現(xiàn)狀的調(diào)查，對國道217線天山公路段全線的水毀以10k為基本分段長度進(jìn)行統(tǒng)計，得出公路沿線水毀分布總體特征為國道217線天山公路有效公里數(shù)513.2k，其中，水毀段為49.28k，水毀占總里程的9.6，嚴(yán)重影響交通的運(yùn)行。為了更加準(zhǔn)確指標(biāo)值，根據(jù)綜合指標(biāo)值對各段水毀進(jìn)行危險度評價。表5.4表5.5式中kc——水毀危險度分級的綜合評價指標(biāo)值，對于路基水毀危險度分段采用五級：極度危險段（Ⅴ）、高度危險段（Ⅳ）表5.6天山公路沿線構(gòu)造運(yùn)動強(qiáng)烈，河谷深切，導(dǎo)致區(qū)內(nèi)地形起伏很大，斜坡陡峭，為滑坡的發(fā)育提供了很好的地形條件。沿線滑坡都是發(fā)育在坡度大于20，相對高差大于10的斜坡上。天山217線6處滑坡中，蛇紋巖滑坡（1）和安山巖滑坡（3）成的滑坡。凝灰質(zhì)砂巖滑坡（4）是一順向滑坡，片巖滑坡（6）片理發(fā)育，易形成滑坡。Q系統(tǒng)分級。該方法是1974年在挪威由Barton、Lien和Lunde提出的，該系統(tǒng)的分類采用巖體資料、質(zhì)量指數(shù)（qualityindexofrock表5.7裂隙組系數(shù)表5.8裂隙面粗糙系數(shù)表5.9隙風(fēng)化變異系數(shù)表5.10裂隙水折減系數(shù)表5.11應(yīng)力折減系數(shù)其實(shí)現(xiàn)步驟為通過分別選擇對應(yīng)的n、、、和等，得到巖石的分類級別～級：0～0.938，很壞，屬于第級；0.938～3.75，壞，屬于第級；3.75～7.2，一般，屬于第級；7.2～60，好，屬于第級。系統(tǒng)分級。系統(tǒng)分級與系統(tǒng)方法有點(diǎn)類似，不同之處在與其選擇參數(shù)的方法有點(diǎn)不同，巖體地質(zhì)力學(xué)分類巖體權(quán)值系統(tǒng)見表5.12，在選擇巖石材料強(qiáng)度選項(xiàng)時采用了單選框，因?yàn)閹r石材料強(qiáng)度包括兩個內(nèi)容，分別根據(jù)不同的情況來選擇，而在地下水條件選項(xiàng)中必須同時滿足兩個條件：即隧道流水量節(jié)理水壓。通過選擇以上5個選項(xiàng)的參數(shù)，利用公式_1_2_3_4_5，根據(jù)權(quán)值計算值，根據(jù)表5.13確定巖體分級。該方法在對巖體本身質(zhì)量的評定方面比較完善，但是未詳細(xì)考慮對邊坡穩(wěn)定性起重要作用的控制性結(jié)構(gòu)面的影響。法。法是根據(jù)天山公路的實(shí)際情況，進(jìn)一步將邊坡穩(wěn)定性的影響因素歸結(jié)為巖性、結(jié)構(gòu)面條件、巖體結(jié)構(gòu)類型、凍融作用、邊坡高度、地下水作用等；對已有評價模型進(jìn)行修正后，建立適合于天山公路邊坡的評價模型。該模型對坡高修正系數(shù)、不連續(xù)面邊坡面產(chǎn)狀關(guān)系進(jìn)行調(diào)整后，引入凍融作用系數(shù)進(jìn)行計算，該方法是最有針對性的一種方法。該法可以表達(dá)為下式：表5.12巖體地質(zhì)力學(xué)分類（巖體權(quán)值系統(tǒng)3表5.13RMR表5.14注表5.15表5.16結(jié)構(gòu)面條件系數(shù)表5.17巖石凍融作用修正系數(shù)表5.18邊坡高度修正系數(shù)注表5.19TSMR模糊綜合評判法。模糊綜合評判方法是應(yīng)用模糊關(guān)系合成的特性，從多個指標(biāo)對被評價事物隸屬等級狀況進(jìn)行綜合性評判的一種方評判方法既有別于常規(guī)的多指標(biāo)評價方法，又有別于打分法。該方法在地質(zhì)災(zāi)害危險性宏觀評價中已作介紹，在此不再累述。第6章四庫一體SDSS模型庫及模型庫管理系統(tǒng)。模型是以某種形式對一個系統(tǒng)的本質(zhì)屬性的描述，以揭示系統(tǒng)的功能、行為及其變化規(guī)律，同時向決策水毀的穩(wěn)定性狀態(tài)。方法庫及方法庫管理系統(tǒng)。方法是指基本算法、數(shù)據(jù)值預(yù)處理、統(tǒng)計檢驗(yàn)、統(tǒng)計分析、數(shù)值模擬等計算方法，而方法庫是各種方法方法程序，同一模型可調(diào)用多種方法建模，從而提高模型運(yùn)行效率，節(jié)省系統(tǒng)開支。方法庫管理系統(tǒng)是對方法進(jìn)行管理的軟件系統(tǒng)，支持對方法的各種操作，包括建立、刪除、修改和查詢。利用方法庫管理系統(tǒng)，可以隨時向方法庫中加入新的方法，包括完全新建的方法和組合生成的方法。系統(tǒng)提供統(tǒng)一的接口和適當(dāng)?shù)膱?zhí)行環(huán)境（輸入輸出，空間分配等），將多種語言編制的方法加以整理入庫，能夠把庫程序和系統(tǒng)程序語言連接起來。知識庫及知識庫管理系統(tǒng)。天山公路地質(zhì)穩(wěn)定性評價過程中，包含大量的不確定因素的半結(jié)構(gòu)化決策問題，這就需要問題求解的專策子系統(tǒng)的核心部件之一，庫中的知識來源主要有兩類，一類是以問題形式抽取的，另一類是解決上述問題的領(lǐng)域?qū)＜抑R。數(shù)據(jù)庫及數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。天山公路災(zāi)害防治決策子系統(tǒng)涉及大量各種類型數(shù)據(jù)庫，從類型上分有屬性數(shù)據(jù)庫、空間數(shù)據(jù)庫、影像生的數(shù)據(jù)，包括推理過程數(shù)據(jù)和推理結(jié)果。數(shù)據(jù)庫是天山公路路害防治決策子系統(tǒng)的一個重要組成部分，存儲的是各模型、方法輸入（接口及輸出數(shù)據(jù)，還包括圖形數(shù)據(jù)。四庫一體。由于模型庫管理系統(tǒng)、知識庫管理系統(tǒng)和方法庫管理系統(tǒng)的不完善，單獨(dú)開發(fā)這些管理系統(tǒng)又要浪費(fèi)過多的人力物力，理系統(tǒng)，而且可以簡化系統(tǒng)復(fù)雜度以提高系統(tǒng)響應(yīng)速度。通過研究，天山公路災(zāi)害防治決策子系統(tǒng)決策過程如圖6.1圖6.1數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。數(shù)據(jù)準(zhǔn)備包括基礎(chǔ)信息、地學(xué)相關(guān)信息和相關(guān)災(zāi)害信息的收集和整理。將數(shù)據(jù)進(jìn)行集成、精簡化，采用一定的方法對數(shù)如，將不同度量單位數(shù)據(jù)統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為0，1范圍內(nèi)的數(shù)值，從而使得計算更合理更高效。泥石流防治決策流程如圖6.2算出危險度（在0，1的范圍內(nèi)）后，根據(jù)危險度值進(jìn)行決策，用戶根據(jù)實(shí)際情況和經(jīng)驗(yàn)選取泥石流堆積物的分布位置以及泥石流發(fā)展階段，最后，從知識庫中提取相應(yīng)的防治方案和對應(yīng)的防治措施。圖6.2泥石流危險度計算。目前國內(nèi)在研究公路泥石流危險度方面，理論尚處于探索階段。而對于區(qū)域泥石流危險度的研究，開展工作較石流危險度評判模型。具體計算方法見5.1節(jié)。全線統(tǒng)一規(guī)劃、突出重點(diǎn)、分批整治。由于217天山公路段里程長，穿越的地貌單元較多，地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，地形多變，人煙稀少，的研究情況，以及目前工期及資金條件，對水毀有側(cè)重的、分層次地進(jìn)行分期、分批整治。因勢利導(dǎo)、因害設(shè)防。目前，217線現(xiàn)有很多水毀防護(hù)都是公路被水沖壞以后，簡單的設(shè)置一些石籠及挑壩進(jìn)行防護(hù)，結(jié)果是防護(hù)防護(hù)。就地取材、經(jīng)濟(jì)合理。水毀防治是一大型的系統(tǒng)工程，進(jìn)行水毀防治要確保防治效果的同時，盡量做到經(jīng)濟(jì)上節(jié)約。有些路段不必采取特殊形式的防護(hù)，如樁基擋墻、板樁擋墻等。工程措施與環(huán)境保護(hù)相結(jié)合。對水毀的防護(hù)同時，也要注重對環(huán)境的保護(hù)，而且，環(huán)境保護(hù)本身也是對水毀的一種生態(tài)防護(hù)，如漫圖6.5表6.1水毀防治決策樹如圖6.6崩塌防治原則。天山公路斜坡地形陡峭、巖石破碎，崩塌經(jīng)常對公路的運(yùn)營造成危害，針對天山公路崩塌的發(fā)育特征及社會經(jīng)濟(jì)發(fā)要加強(qiáng)清方養(yǎng)護(hù)，對崩落地段的易滾落危石和松散堆積物及時清理，對易于治理的崩塌點(diǎn)和危害性嚴(yán)重的崩塌點(diǎn)，應(yīng)首先進(jìn)行治理。應(yīng)考慮改變道路平面位置的方案。有時候，整段道路的位置無法改動，也要爭取局部改變1～2，往往會使防治工程承受滑坡的推力減少很多。表6.2圖6.7崩塌防治措施。崩塌現(xiàn)象產(chǎn)生既有自然斜坡坡陡、巖體破碎等原因，也有路塹開挖、爆破、松動、邊坡穩(wěn)定性惡化等因素的影響。自公路開挖邊坡以上的自然斜坡；崩塌災(zāi)害的防治設(shè)計，不僅需要考慮開挖邊坡的崩塌問題，還需要考慮自然斜坡的崩塌災(zāi)害。刷方及繞避。對于以邊坡表面剝落和表層坍塌為主，且高度低于30的陡傾邊坡，一般可采用刷坡，對于小型崩塌落石可采用全部清比較，以選擇較為經(jīng)濟(jì)合理的方案。防護(hù)工程。防護(hù)工程是一種主動的崩塌災(zāi)害防治措施，概括來說可分為兩類：①設(shè)計時要考慮防護(hù)工程承受土壓力的擋墻等支擋構(gòu)筑桿加固等。排水工程。為了防止地表水向邊坡內(nèi)匯集，必須在坡肩上設(shè)置排水溝。排水溝的形式應(yīng)結(jié)合工程區(qū)降雨強(qiáng)度等，依照有關(guān)規(guī)范設(shè)計。排除地下水可使坡體的含水量及其中的孔隙水壓力降低。當(dāng)?shù)叵滤亢艽?，其分布位置已查明時，用導(dǎo)洞排水是最有效的；地下水分布不清能發(fā)生大規(guī)模的崩塌時才用。在一般邊坡中為了集排地下水，多采用排水盲溝。排水工程多作為一種輔助措施與其他防治工程結(jié)合使用。柔性防護(hù)系統(tǒng)。柔性防護(hù)系統(tǒng)分為主動防護(hù)系統(tǒng)和被動防護(hù)系統(tǒng)。統(tǒng)有一定的變形和位移。主動防護(hù)系統(tǒng)主要由防腐蝕鋼絲繩網(wǎng)、加密型鍍鋅高強(qiáng)防腐鐵絲格柵網(wǎng)、錨桿等組成；被動防護(hù)系統(tǒng)主要由落時，可以考慮采用柔性防護(hù)，它往往也和錨桿、擋墻等防護(hù)工程結(jié)合使用。處理地表水?；路秶酝獾牡乇硭詳r截和引開為原則，滑坡體以內(nèi)的地表水，以防滲、匯集引導(dǎo)排出為原則。多數(shù)情況下，在滑坡易被滑動所錯斷，因此，在這些部位可采用涂塑土工編織布連接排水溝。b工程措施之一；邊坡滲溝的作用是排除滑坡前緣土體中的水和疏干邊坡，因此，它的深度和寬度僅為1.5～2.0可采用豎直鉆孔將滑體內(nèi)的地下水引入排水層中排除；水平鉆孔的使用條件和盲洞一樣，有取代盲洞的趨勢，一般呈扇形布置在滑坡中、后部，仰角5～10，孔徑60～100，孔深30～50，孔底間距視滑體的滲透系數(shù)而定，一般為5～10。研究區(qū)內(nèi)滑坡均受到水的影響，治水工程是一項(xiàng)十分重要的工程措施，要與其他防治工程配合使用。抗滑樁?？够瑯妒谴┻^滑體深入滑床以下穩(wěn)定部分，固定滑體的一種樁體，多根抗滑樁組成的樁群，共同支撐滑體的下滑力，阻止其和工作狀態(tài)，可采用錨拉樁。預(yù)應(yīng)力錨固。預(yù)應(yīng)力錨固是以適當(dāng)?shù)姆椒ò杨A(yù)應(yīng)力鋼筋或鋼纜固定在滑移面以下的基巖內(nèi)，與設(shè)在地表的承壓板連接給予張拉力，將預(yù)應(yīng)力錨桿錨固和預(yù)應(yīng)力錨索錨固。第7章空間數(shù)據(jù)庫GIS數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分析。公路數(shù)據(jù)庫由空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)組成，空間數(shù)據(jù)反映路網(wǎng)的位置、分布情況及相關(guān)環(huán)境因素的拓?fù)潢P(guān)系，如幾何一部分是描述生產(chǎn)輔助、行政管理方面的系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。根據(jù)目前的現(xiàn)狀，采用p進(jìn)行數(shù)據(jù)的整理和編輯。分類關(guān)系。分類關(guān)系指空間要素點(diǎn)、線、面的關(guān)系，這里點(diǎn)表示橋梁，交叉路口等；線表示公路、線狀水系、鐵路；面表示居民地、代碼和橋梁代碼表示，如路線編碼能反映路線所屬行政區(qū)域，橋梁編碼能反映行政區(qū)域和所在路線。純文件管理模式。文件模式是最早采用的空間數(shù)據(jù)存儲方式。的地理位置及其形狀；屬性數(shù)據(jù)則描述相應(yīng)空間實(shí)體有關(guān)的應(yīng)用信息。文件管理模式將中所有的數(shù)據(jù)都存放在自行定義的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其操縱工具的一個或者多個文件中，包括非結(jié)構(gòu)化的空間數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)化的屬性數(shù)據(jù)等。而空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)兩者之間的關(guān)系可通過標(biāo)識碼采用這種方法的明顯優(yōu)點(diǎn)是操作簡便、軟硬件投資較小。每個廠商可以依據(jù)本企業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)定義自己的文件格式以及操縱工具，管理破壞地圖數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)穩(wěn)定性不好；對于數(shù)據(jù)的安全、共享以及對數(shù)據(jù)并發(fā)操作和事務(wù)處理都難以提出行之有效的措施。文件結(jié)合關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的管理模式。通常存儲屬性數(shù)據(jù)要比存儲空間數(shù)據(jù)要簡單得多，也易于現(xiàn)有商業(yè)數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用可以利用關(guān)系數(shù)據(jù)庫來存儲屬性數(shù)據(jù)，而空間數(shù)據(jù)保持原有文件結(jié)構(gòu)不變，通過在空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)之間建立關(guān)聯(lián)的方法架起二者的橋梁。這種文件結(jié)合關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理（混合型管理）空間數(shù)據(jù)是目前絕大多數(shù)商用軟件所采用的數(shù)據(jù)管理方案，并已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。國內(nèi)、劉仁義等人設(shè)計的基于uokpud的互聯(lián)網(wǎng)土地信息系統(tǒng)、基于ngphodabp的病蟲害信息系統(tǒng)即采用此種方法。這種管理模式的主要缺陷在于很難用關(guān)系模型來表達(dá)空間位置與對象之間的關(guān)系。同時，維護(hù)空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的一致性也成了一個亟須解決的問題。全關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理模式。此種模式使用統(tǒng)一的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，空間數(shù)據(jù)以二進(jìn)制數(shù)據(jù)塊的形式存儲在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中，從而形成全關(guān)系型的空間數(shù)據(jù)庫。應(yīng)用程序通過空間數(shù)據(jù)訪問接口訪問空間數(shù)據(jù)庫中的空間數(shù)據(jù)，通過標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫訪問接口訪問屬性數(shù)據(jù)。全關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理模式提供統(tǒng)一的訪問接口（）持多用戶的并發(fā)訪問、安全性控制和一致性檢查。這些正好是構(gòu)造企業(yè)級地理信息系統(tǒng)所必需的。表7.1表7.1面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫管理模式。為了克服關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理空間數(shù)據(jù)的局限性，提出了面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型，依此提出了面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫。應(yīng)用面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫管理的空間數(shù)據(jù)，可以通過在面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫中增加處理和管理空間數(shù)據(jù)功能的數(shù)據(jù)類型以支持空間數(shù)據(jù)，包合分模型等，也可以由對象數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)無縫地支持。對象數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供了對于各種數(shù)據(jù)的一致的訪問接口以及部分空間服務(wù)模型，不僅實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享，而且空間模型服務(wù)也可以共享，使步的研究。表7.2坐標(biāo)序列法。任何點(diǎn)、線、面實(shí)體都可以用某一坐標(biāo)系中的坐標(biāo)點(diǎn)x，y來表示。這里的x，y可以對應(yīng)于大地坐標(biāo)經(jīng)度和緯度，也可以對應(yīng)于平面坐標(biāo)系坐標(biāo)x和y標(biāo)必須首尾相同。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)編碼方法。將拓?fù)潢P(guān)系應(yīng)用到數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)中，可以解決多邊形嵌套和鄰域關(guān)系問題。建立拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的方法有兩種：①輸入數(shù)立的雙重獨(dú)立地圖編碼系統(tǒng)（ulndpndntpnodng，）。信息存儲單元，其坐標(biāo)位置可以用行號和列號確定。網(wǎng)格中每個元素的代碼代表了實(shí)體的屬性或?qū)傩缘木幋a，根據(jù)所表示實(shí)體的表象信息差異，各象元可用不同的灰度值來表示。柵格數(shù)據(jù)中的實(shí)體也分為點(diǎn)實(shí)體、線實(shí)體和面實(shí)體，見表7.3。表7.3鏈?zhǔn)骄幋a（ChainCodes）。鏈?zhǔn)骄幋a又稱邊界鏈碼法。多邊形的邊界可表示為由某一原點(diǎn)開始并按某些基本方向確定的單位矢量鏈。游程長度編碼（Run-LengthCodes）。游程長度編碼是按行的順序存儲多邊形的各個像元的列號，即在某行上從左至右存儲該多邊形的第92，36，68，10第10第111，9第12行第133，912，16第14行5，16第157，14第16行9，11圖7.1柵格表示的一個簡單區(qū)域（空白處四叉樹編碼（udenodng）。四叉樹編碼又稱為四分?jǐn)?shù)、四元數(shù)編碼。它是一種更有效的壓縮數(shù)據(jù)的方法。它將2n2n像元陣列的區(qū)域，逐步分解為包含單一類型的方形區(qū)域，最小的方形區(qū)域?yàn)橐粋€像元。圖像區(qū)域劃分的原則是將區(qū)域分成大小相同的象限，而每一個象限又可以根據(jù)一定的規(guī)則判斷是否繼續(xù)等分為次一層的象限。其終止判斷是，不管是哪一層上的象限，只要劃分到僅代表一種地物或符合既定要求的幾種地物時，則不在繼續(xù)劃分，這一過程可一直分到單個柵格像元為止，四叉樹編碼如圖7.2所示。圖7.2空間索引?？臻g索引，亦稱為空間訪問方法（plshod，），就是指依據(jù)空間對象的位置和形狀或空間對象之間的某種空間關(guān)系按照一定的順序排列的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中包含空間對象的概要信息，如對象的標(biāo)識、外接矩形及指向空間實(shí)體的指針。作為一種輔助的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，空間索引介于空間操作算法和空間對象之間，它通過篩選作用，大量與特定空間操作無關(guān)的空間對象被排除，從而提高空間操作的速度和效率。格網(wǎng)索引。格網(wǎng)型空間索引思路比較簡單，容易理解和實(shí)現(xiàn)。其基本思想是將研究區(qū)域用橫豎線條劃分大小相等和不等的格網(wǎng)，記錄一來就大大地加速了空間索引的查詢速度。圖7.3BSP樹索引。樹是以很方便地實(shí)現(xiàn)；其缺點(diǎn)是不直接支持占據(jù)一定空間范圍的地物要素，如二維空間中的線和面。該缺點(diǎn)可以通過空間映射或變換的方法部分地得到解決?？臻g映射或變換就是將2n維空間中的區(qū)域變換到2n維空間中的點(diǎn)，這樣便可利用點(diǎn)索引結(jié)構(gòu)來對區(qū)域進(jìn)行索引，原始空間的區(qū)域查詢便轉(zhuǎn)化為高維空間的點(diǎn)查詢。但空間映射或變換方法仍然存在著缺點(diǎn)：高維空間的點(diǎn)查詢要比原始空間的點(diǎn)查詢困難得多；經(jīng)過變換，原始空間中相鄰的區(qū)域有可能在點(diǎn)空間中距離變得相當(dāng)遙遠(yuǎn)，這些都將影響空間索引的性能。樹和樹空間索引。樹根據(jù)地物的最小外包矩形建立（圖7.4），可以直接對空間中占據(jù)一定范圍的空間對象進(jìn)行索引。樹的每一個結(jié)點(diǎn)都對應(yīng)著磁盤頁（）和區(qū)域（），如果結(jié)點(diǎn)不是葉結(jié)點(diǎn)，則該結(jié)點(diǎn)的所有子結(jié)點(diǎn)的區(qū)域都在區(qū)域（）磁盤頁（）中；如果結(jié)點(diǎn)是葉結(jié)點(diǎn)，那么磁盤頁（）中存儲的將是區(qū)域（）范圍內(nèi)的一系列子區(qū)域，子區(qū)域緊緊圍繞空間對象，一般為空間對象的外接矩形。樹中每個結(jié)點(diǎn)所能擁有的子結(jié)點(diǎn)數(shù)目是有上下限的。下限保證索引對磁盤空間的有效利用，子結(jié)點(diǎn)的數(shù)目小于下限的結(jié)點(diǎn)將被刪除，該么該結(jié)點(diǎn)就要被劃分為兩個新的結(jié)點(diǎn)，原來結(jié)點(diǎn)的所有子結(jié)點(diǎn)將被分配到這兩個新的結(jié)點(diǎn)中。圖7.4R由于樹兄弟結(jié)點(diǎn)對應(yīng)的空間區(qū)域可以重疊，因此，多條路徑進(jìn)行搜索后才能得到最后的結(jié)果，因此，其空間搜索的效率較低。正是這個原因促使了樹（圖7.5）的產(chǎn)生。在樹中，兄弟結(jié)點(diǎn)對應(yīng)的空間區(qū)域沒有重疊，而沒有重疊的區(qū)域劃分可以使空間索引搜索的速度大大提高；但由于在插入和刪除空間對象時要保證兄弟結(jié)點(diǎn)對應(yīng)的空間區(qū)域不重疊，而使插入和刪除操作的效率降低。圖7.5R+元數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。元數(shù)據(jù)是關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，用于描述數(shù)據(jù)的內(nèi)容、覆蓋范圍、質(zhì)量、管理方式、數(shù)據(jù)的所有者、數(shù)據(jù)的提供方式等有完整性。早期人們對元數(shù)據(jù)的理解較為簡單，只有少數(shù)幾個數(shù)據(jù)項(xiàng)。隨著人們對元數(shù)據(jù)理解的深入，元數(shù)據(jù)體系趨于復(fù)雜化。例如，美國國家地球空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)共分7個部分，219心元數(shù)據(jù)集，它應(yīng)該完整地描述數(shù)據(jù)集最重要的信息。（）提出的地學(xué)空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)，歐洲地圖事務(wù)組織（）提出的數(shù)據(jù)集描述方法，加拿大標(biāo)準(zhǔn)委員會（）提出的地球空間數(shù)據(jù)集描述，287提出的地學(xué)信息數(shù)據(jù)描述元數(shù)據(jù)，提出的，211提出的地理信息。但到目前為止，人們對地理信息元數(shù)據(jù)并沒有形成完全統(tǒng)一的認(rèn)識，還沒有一個全球性的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。表7.4容比較。表7.4ArcSde也就是“版本（version）”功能。其是ArcSDEGeodatabase中最為關(guān)鍵的功能之一。每個版本odb都有一個默認(rèn)（du）版本。而版本創(chuàng)建源由其他版本。從默認(rèn)版本開始編輯，可以創(chuàng)建任意數(shù)量的版本。除了默本都已經(jīng)全部被刪除。在刪除之前，版本中的編輯變化被協(xié)調(diào)并提交給另外一個版本，用于版本更新或者也可以放棄改變。圖7.6（注：v表示只有所有者可以瀏覽和編輯；ub表示所有的用戶都可以瀏覽和編輯；od表示所有的用戶都可瀏覽，但是只有所有者可以進(jìn)行編輯）Sdetable-oalter_reg-tdixing-cobjectid-csde-vmulti-usde-pSdelayer-ogrant-ldixing,shape-Uxhx-Aselect-usde-pSdelayer-orevoke-ldixing,shape-Uxhx-Aselect-usde-p編輯版本。使用ArcMAP空間數(shù)據(jù)庫元數(shù)據(jù)。元數(shù)據(jù)是用于描述空間數(shù)據(jù)內(nèi)容、質(zhì)量、狀況和其他特征的數(shù)據(jù)，即關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。元數(shù)據(jù)是按一定的標(biāo)準(zhǔn)用和有效的檢索，即數(shù)據(jù)生產(chǎn)者能更好地組織和管理數(shù)據(jù)，用戶可得到關(guān)于數(shù)據(jù)集的信息，以便找到能滿足其需求的數(shù)據(jù)。元數(shù)據(jù)來源于數(shù)據(jù)，它是對數(shù)據(jù)本身的描述。在元數(shù)據(jù)的生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)者或者建設(shè)者會依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，將數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)相關(guān)文檔編輯成元數(shù)據(jù)庫。表7.5表7.6表7.7滑坡、崩塌、泥石流圖層屬性表結(jié)構(gòu)見表7.8表7.8通常在數(shù)據(jù)分層和拓?fù)涮幚砗笤阡浫雽傩詳?shù)據(jù)，屬性數(shù)據(jù)一般采用批量輸入的方式，如圖7.7圖7.7MapGIS圖7.8將數(shù)據(jù)導(dǎo)入MapGIS中，利用文件轉(zhuǎn)換模塊將MapGIS格式的文件轉(zhuǎn)為Arc/Info通用交換格式，E00格式，如圖7.9所示，再利用ArcView中的圖7.9將MapGIS格式文件轉(zhuǎn)為E00圖7.10將E00格式轉(zhuǎn)換為Coverage當(dāng)服務(wù)器端的ArcSDE正確連接到SQLServer以后，便可進(jìn)行數(shù)據(jù)的導(dǎo)入，導(dǎo)入后的數(shù)據(jù)均存儲在SQLServer數(shù)據(jù)庫中的一系列表格中。導(dǎo)方法一操作簡單、快捷，適合于安裝有ko的客戶端向服務(wù)器添加空間數(shù)據(jù)。如圖7.11所示，利用og通過與服務(wù)器數(shù)據(jù)庫連接之后，利用po命令即可實(shí)現(xiàn)各類空間數(shù)據(jù)入庫。圖7.11ArcCatalog本書重點(diǎn)介紹方法二，此方法適合沒有安裝Sko的情況，尤其是服務(wù)器端，操作方法具有通用性。存儲過程中，將調(diào)用其元數(shù)據(jù)表_dbun以控制數(shù)據(jù)存儲位置、索引結(jié)構(gòu)和二進(jìn)制數(shù)據(jù)存儲方法。首先在bune表中配置關(guān)鍵字和存儲參數(shù)，然后調(diào)用配置關(guān)鍵字并從bune表中讀取相關(guān)字段并決定如何創(chuàng)建表和索引。在具體處理過程中，將數(shù)據(jù)按屬性分層，并在bune表中定義名為nhn的關(guān)鍵字并配置相關(guān)存儲參數(shù)，bune表中配置關(guān)鍵字及相關(guān)參數(shù)示例如圖7.12所示。配置存儲參數(shù)后，就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的導(dǎo)入了，以hp文件dxng.hp為例，采用hp2d命令將文件導(dǎo)入Lvr數(shù)據(jù)庫中：shp2sde-ocreate-ldixing,shape-fdixing-usde-psde-k執(zhí)行命令后，系統(tǒng)即將文件dxng.hp按照關(guān)鍵字nh中的存儲參數(shù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫中。通過，按照企業(yè)級odbe模型，實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的存儲。圖7.12Dbtune按照以上所述的方法，將地理數(shù)據(jù)、地質(zhì)數(shù)據(jù)、災(zāi)害數(shù)據(jù)等導(dǎo)入到空間數(shù)據(jù)庫中，通過DatabaseConnection連接到空間數(shù)據(jù)庫，可查看已圖7.13具有數(shù)據(jù)編輯權(quán)限的用戶經(jīng)過系統(tǒng)驗(yàn)證以后利用上載模塊或利用系統(tǒng)提供的編輯工具對更新圖層直接進(jìn)行編輯，此時系統(tǒng)調(diào)出“中間庫”的數(shù)據(jù)供用戶進(jìn)行編輯修改，用戶修改的結(jié)果保存后先保存到中間庫中。同時系統(tǒng)自動將歷史圖層保存到備份庫到系統(tǒng)審計庫中。圖7.14系統(tǒng)管理員通過查看審計庫中的修改記錄對經(jīng)過編輯的圖層進(jìn)行合法性檢查，如果檢查法通過，系統(tǒng)管理員就利用數(shù)據(jù)庫提交工具將用戶編輯的結(jié)果從“中間庫提交到現(xiàn)狀庫”中，修改生效；反之，如果檢查沒有通過，系統(tǒng)管理員會通知用戶編輯失敗，同時根據(jù)需要將“份庫”中的數(shù)據(jù)恢復(fù)到中間庫以備用戶重新修改。第8章、空間數(shù)據(jù)庫及遙感圖像處理，按數(shù)據(jù)庫規(guī)則進(jìn)行相應(yīng)的綜合、整理、篩選、歸納及轉(zhuǎn)換，建立完善以為數(shù)據(jù)平臺的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫和地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)庫，并