GIS在地質(zhì)災(zāi)害風險評價中的應(yīng)用研究進展
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GIS在地質(zhì)災(zāi)害風險評價中的應(yīng)用研究進展
評價是基礎(chǔ),破壞損失評價是核心,防治工程效益評價是應(yīng)用。張梁等認為地質(zhì)災(zāi)害風險評價是對這種不確定性進行定量評估與制圖,一般包括風險源(可能的致災(zāi)因子)的危險性評價、受險對象(可
[7]能的承災(zāi)體)的易損性評價和可能災(zāi)情(期望損失)評價三個部分。
隨著風險研究的進展,研究方法也不斷發(fā)展,除了災(zāi)害動力學分析外,開始融入許多數(shù)理分析和社會經(jīng)濟評價方法。如有極值析、概率、相關(guān)、趨勢、聚類、數(shù)值、系統(tǒng)風險、層次、工程風險、價值、模糊風險、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、信息和GIS計算機技術(shù)等各種分析方法,使地質(zhì)災(zāi)害分析評價不斷向定量化發(fā)展。應(yīng)用最早、最多的方法當屬概率分析法。蔣維等提出了概率風險的概念。黃崇福分析指出,風險概率評價沒有考慮災(zāi)害描述(包括致災(zāi)因子特征和承災(zāi)體脆弱性的描述)的模糊不確定性,在應(yīng)用于實際風險估算時,可行性和可靠性仍存在問題。由此他們引入災(zāi)害可能性風險的概念。近年來隨著GIS技術(shù)和全球信息化的迅速發(fā)展,許多學者對GIS在區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害風險評價方法和區(qū)域制圖技術(shù)中的應(yīng)用進行了研究,并取得了可靠的成果。 [6]
3 GIS在地質(zhì)災(zāi)害風險評價中的應(yīng)用研究進展
3.1 GIS
GIS(Geographical Information System)—地理信息系統(tǒng),是集地理、測繪、遙感和信息技術(shù)為一體,采用計算機對地理空間數(shù)據(jù)進行獲取、管理、存儲、顯示、分析和模型化 ,以解決與空間位置有關(guān)的規(guī)劃管理問題。
GIS具有空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的輸入、編輯、查詢、簡單空間分析統(tǒng)計、輸出、報表等功能。多數(shù)GIS軟件支持矢量和柵格兩種數(shù)據(jù)模型,并可相互轉(zhuǎn)化。這為多源數(shù)據(jù)的有機整合提供了可能,,也為建立靈活的分析模塊提供了方便。地理數(shù)據(jù)的空間分析功能是GIS得以廣泛應(yīng)用的重要原因之一。GIS可應(yīng)用于資源清查、城鄉(xiāng)規(guī)劃、災(zāi)害監(jiān)測,土地調(diào)查、環(huán)境管理、城市管網(wǎng)、作戰(zhàn)指揮、宏觀決策等方面。還可利用它的開發(fā)函數(shù)庫二次開發(fā)出用戶的專用GIS軟件。GIS的上述特征,使其成為解決人類資源與環(huán)境問題的重要工具,并越來越廣泛的應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害的風險評價與風險管理。
3.2 GIS在國外地質(zhì)災(zāi)害風險評價中的應(yīng)用
隨著技術(shù)的成熟和發(fā)展,20世紀80年代GIS 強大的信息處理功能開始被應(yīng)用于災(zāi)害信息的收集和整理,以GIS 技術(shù)為基礎(chǔ)的地質(zhì)災(zāi)害信息系統(tǒng)已由開發(fā)階段轉(zhuǎn)入使用。根據(jù)相關(guān)資料,將GIS應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害研究,最早是美國加利福尼亞Menlo Park 地調(diào)局的 Babb Earl E.于1986年應(yīng)用GIS的數(shù)據(jù)處理,數(shù)字繪圖及數(shù)據(jù)管理等功能。1989年美國的Finney Michael A.和Bain Nancy R.用GIS技術(shù)分析滑坡災(zāi)害。Peter Douglas C.等用GIS對工程數(shù)據(jù)進行評價。
20世紀90年代初,一些科學家開始應(yīng)用GIS對滑坡等地質(zhì)災(zāi)害進行危險性分析,邁出了應(yīng)用GIS 進行地質(zhì)災(zāi)害風險評價的第一步。印度Rookie大學地球科學系的R.P.Gupta和B.C.Joshi(1990年)用GIS對喜馬拉雅山麓的Rāmgangā Catchments地區(qū)進行滑坡災(zāi)害危險性分帶。1991年美國弗吉尼亞州地調(diào)局Campbell Russell H.等用GIS對滑坡災(zāi)害進行空間預(yù)報。美國密蘇里州的Jacobson R.B.等用GIS分析滑坡位置。意大利Caracara.等學者(1991年)將GIS與統(tǒng)計模型結(jié)合應(yīng)用于滑坡災(zāi)害的評價。加拿大的Chung C.F.和 Fabric.G.等學者(1993年)將GIS應(yīng)用在滑坡災(zāi)害分區(qū)的多因素綜合分析。新西蘭學者Sorters R.等(1991年)將GIS與遙感技術(shù)(RS)結(jié)合并應(yīng)用于山地災(zāi)害分析與環(huán)境評價。法國Leroy E.等(1992年)將RS與GIS應(yīng)用于滑坡災(zāi)害制圖工作。
20世紀90年代中期,地質(zhì)災(zāi)害風險評價開始考慮多致災(zāi)因素及多災(zāi)種的綜合分析,并進行災(zāi)害分區(qū)。美國科羅拉多州立大學Mario Mejia-Navarro和Ellene. Wohl在哥倫比亞麥德林地區(qū),用GIS進行地質(zhì)災(zāi)害和風險評估。評估中重點考慮了基巖和地表地質(zhì)、構(gòu)造地質(zhì)條件,氣候、地貌單元及形成作用,土地利用和水文條件等因素。根據(jù)因素和災(zāi)害間對應(yīng)關(guān)系,把每一種因素細分為不同范疇等級。借助GIS軟件(GRASS)空間信息存儲、緩沖區(qū)分析、DEM 模型及疊加分析功能,對有關(guān)滑坡、洪水和河岸侵蝕等災(zāi)害傾向進行災(zāi)害分區(qū),并對某一具體事件各構(gòu)成因素的脆弱性進行評價。Mario Mejia-Navarro等人(1996年)將GIS與決策支持系統(tǒng)(DSS)結(jié)合,利用GIS(主要是GRASS軟件)及工程數(shù)學模型建立了自然災(zāi)害及風險評估的決策支持系統(tǒng)并應(yīng)用在科羅拉多州的Glenwood Springs地區(qū)。應(yīng)用GIS建立 336
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