gis地質災害監測預警

⑴ 地質災害黃色預警是什麼意思

地質災害黃色預警信號是指24小時內地質災害發生的風險較高。地質災害黃色預警信號是地質災害預警信號中的第一級。

地質災害預警級別分為五級，但預警信號為四級，即藍色、黃色、橙色和紅色，分別代表一般、較重、嚴重和特別嚴重，黃色預警是指未來24小時內發生地質災害的可能性較大，應及時通知監測人員和受威脅住戶注意避險。

(1)gis地質災害監測預警擴展閱讀：

質災害氣象預警預報信息每年汛期(5-9月)在中央電視台天氣預報節目中和中國地質環境信息網上發布，目的是提醒被預警區的幹部和群眾防範滑坡、崩塌和泥石流災害。可以分為以下等級：

一級提醒級，24小時內，災害發生可能性很小。 啟動重要地質災害隱患點的群測群防巡查。

二級 提醒級，24小時內，災害發生可能性較小。 預報預警時間內對重要地質災害隱患點24小時監測。

三級 注意級，24小時內，災害發生可能性較大。 預報預警時間內啟動地質災害隱患點群測群防,並24小時監測;採取防禦措施，提醒災害易發地點附近的居民、廠礦、學校、企事業單位密切關注天氣預報，以防天氣突然惡化。

四級 預警級，24小時內，災害發生可能性大。 啟動受地質災害隱患點威脅區居民臨時避讓方案;暫停災害易發地點附近的戶外作業，各有關單位值班指揮人員到崗准備應急措施。組織搶險隊伍，轉移危險地帶居民，密切注意雨情變化。

五級 警報級，24小時內，災害發生可能性很大。 啟動不穩定危險斜坡威脅區居民臨時避讓方案;緊急疏散災害易發地點附近的居民、學生、廠礦、企事業單位人員，關閉有關道路，組織人員准備搶險。

參考資料：網路—地質災害黃色預警信號

⑵ 我國地質災害監測預警工作現狀

7.1.1 地質災害防治與監測的法規建設

伴隨我國國民經濟建設的發展，各種類型的人類工程活動不斷加劇，崩塌、滑坡、泥石流及其他多種地質災害不斷發生。為防治地質災害的發生、發展，滿足地方社會經濟發展的需要，包括了對地質災害監測工作進行管理在內的地方性地質災害防治法規，自1995年開始出現。至1999年，已有18個省（區、市）頒布了21項法規條例，至2004年即已有29個省（區、市）頒布了40餘項法規、條列（附錄2）。

在全國各地地方性地質災害防治法規的基礎上，2001年5月國土資源部發布了《「十五」國土資源生態建設和環境保護規劃》；2001年5月國務院辦公廳轉發了《關於加強地質災害防治總體規劃》；001年10月國土資源部完成了《三峽庫區地質災害防治總體規劃》，並於2002年1月由國務院批復，2002年2月下發湖北省和重慶市國土資源部門落實。作為地質災害防治方面的全國性法規，2003年11月國務院頒布了《地質災害防治條例》（附錄2）。在上述全國性法規、規劃的指導下，目前「全國地質環境管理辦法」等一系列的規程、規范正在編制之中。這些法規、條例的出台，有力地推進了全國地質災害監測預警體系的建設和地質環境管理、保護工作。

7.1.2 監測網路與機構建設

（1）專業監測機構建設現狀與存在的問題

截至2002年9月，全國地質災害監測機構及隊伍狀況如表7.1所示。由該表可知，我國現有：國家級地質環境監測中心1個，省級地質環境監測總站（院、中心）31個，地（市）級地質環境監測站220個，其中直屬分站138個，代管分站131個，縣級地質環境監測站49個（重慶40個，四川7個，福建2個）。上述機構中，中國地質環境監測院在職職工126人（包括三峽中心），省地級地質環境監測隊伍在職人數3349人。合計全國地質環境監測專業隊伍在職人數3349人。這樣一支隊伍初步形成了地質災害勘查、監測和預報預警的科研體系，為地質災害的防治、地質環境的保護和依法行政提供了組織保障。

表7.1 全國地質災害監測機構及隊伍狀況

值得指出的是，目前地質災害監測預警管理體制還不夠健全。雖然省（區、市）級和地（市）級兩級國土資源主管部門承擔起了地質災害監測預警職能，但多數地（市）級國土局沒有專門的科室，縣級以下機構很不健全，體制還沒有理順。與此同時，在水利、鐵路、公路和城建等部門也還沒有設立地質災害監測預警預報指揮系統。國土資源部門原有各級地質環境監測站是在政事不分、事企不分的歷史條件下建立的，部分省（區）的公益性監測工作仍由企業性質的地勘單位承擔，與政府行政管理脫節，難以滿足政府和社會的需要。

（2）地質災害監測網路建設現狀與存在的問題

1）突發性地質災害監測。全國突發性地質災害監測狀況參見表7.2。截至2003年，全國完成地質災害調查與區劃的縣（市）達到545個，面積200萬km²，共調查出災害隱患點7萬余處，建立了群測群防點4萬多處；湖南、廣西、四川、寧夏、青海、新疆開展專業監測與巡測的災害點120餘處。

三峽庫區20個市（區、縣）已成立17個地質環境監測站，建立了秭歸-巴東段（50km）地質災害GPS監測網並投入監測運行。該網包括國家級控制網（A級）、基準網（B級）、滑坡監測（C級）三級GPS監測網，對12個單體滑坡進行監測，共建有59個GPS監測點。

黑龍江省七台河市地面塌陷監測網控制面積10km²，設地面塌陷監測點58個，為礦山地質災害監測起到了示範作用。

2）緩變性地質災害監測。緩變性地質災害監測網在長江三角洲地區除上海市建立了覆蓋全市的較為完善的、由基岩標、分層標、GPS觀測點、地面水準點和地下水監測孔等構成的地面沉降監測網路外，江蘇的蘇錫常地區2002年也在個別地區建立了分層標，其他地區尚屬空白。環渤海地區只有天津市在城區建立了7組分層標，而且多建於1985年以前。北京市的3組基岩標和分層標正在建設之中。西安設立了部分地裂縫監測點，寧波初步建成了地面沉降監測網。目前開始實施地面沉降和地裂縫監測的主要地區為華北平原和長江三角洲和部分大中城市。全國地面沉降監測現狀參見表7.2的有關內容。

3）區域性群測群防體系尚未建成。群眾對地質災害缺乏預防知識，基層主管部門缺少專業技術人員，群專結合的地質災害監測體系和群測群防的監測網路不健全，全國大部分縣（市）還沒有建立。目前僅是開展過地質災害調查與區劃的539個縣（市）建立了群測群防監測網路。地質災害監測尚未引起全社會足夠的重視，資金保證程度差，缺乏完善的救災防災系統。因此，加大宣傳和管理力度，加強立法工作，強化地質環境管理，編制地質災害防治工作規劃綱要，指導各縣（市）編制本地區的地質災害防治規劃，積極有效地開展地質災害防治工作，對防災減災是非常必要的。

4）監測工作經費嚴重不足。地方各級政府尚未建立地質災害專項資金渠道，僅靠國家補助的部分地質災害防治專項資金開展工作。每年的監測經費不足以維持正常的監測工作，監測工作日益萎縮，設備陳舊老化、設施破損嚴重，影響監測成果質量，難以滿足准確快速實時監測的要求。

表7.2 全國地質災害監測狀況

7.1.3 監測預警信息系統建設

利用中國地質環境監測院提供的資料庫軟體，省級地質環境監測總站（院、中心）基本實現了991年以後地下水監測數據和地質災害調查數據的入庫管理，部分省（區）還建立了圖形庫、文檔庫、監測點檔案庫和信息管理系統等。四川省開展了地質災害預報信息隨同天氣預報播出的試點工作。全國地質環境監測信息管理現狀如表7.3所示。

表7.3 全國地質環境信息管理現狀

在網路建設方面，只有少數省（區、市）實現了與Internet的專線連接（河北、青海、海南等）和內部區域網建設，多數省區通過撥號上網向中國地質環境監測院傳輸數據。目前，地質環境監測數據的分析和開發利用還很不夠，地質環境監測數據基本上沒有向社會和公眾開放。這些情況表明，在地質災害防治方面，信息傳輸與處理沒有跟上時代步伐。

⑶ RS 和GIS 的區別。。。 檢測災害的是哪個..

RS是遙感 remote sensing
GIS是地理信息系抄統 geographical infomation system
檢測災害應該是要用到遙感圖像解譯吧，是RS
這兩個學科通常是聯系很緊密的。
RS為GIS提供數據源，GIS充當RS的分析工具

⑷ 新疆地質災害預警、預報與防治

第一節 地質災害預警、預報與防治現狀

一、地質災害預警、預報與防治現狀

新疆地質災害預警、預報與防治工作起步較晚。截至2005年，主要工作內容為以下5個方面：

（一）群測群防系統建設與運行

本項工作始於2000年以來開展的《縣（市）地質災害調查與區劃》項目，截至2005年，已開展「縣（市）地質災害調查與區劃」工作的縣（市）共計33個，主要開展的工作內容包括：

1.以縣為單位建立了監測網

一級網—縣級監測網；二級網—鄉（鎮）級監測網；三級網—村級監測網。

2.主要工作內容

（1）定期巡視，汛期來臨前強化監測，主要對災害體的變形量和位移量進行測量。

（2）出現險情時採取預警、避讓等應急處理措施，以及其他緩解災害發生的措施。

（3）以居民點為防治對象，明確監測范圍和監測人，主要任務是目測災害體變化，發現異常及時上報。

（4）加強宣傳和培訓工作。

（5）編制地質災害防災預案，並廣而告之於民眾。

（6）對監測網點的管理和運行做出了明確規定，主要包括簽訂責任書；監測信息的及時反饋、分析處理、指導性意見的再反饋；落實汛期值班制度；建立地質災害災情速報制度等。

（二）地質災害應急反應系統建設

主要包括地質災害險情巡查、應急調查和速報工作。截至2005年底，全疆共出動300餘人次進行險情巡查和應急調查工作，提交調查報告40餘份。

僅2003年自治區國土資源廳先後共派出8個巡查和檢查組，33人次，行程22100餘千米，歷時49天，並於3月31日～4月13日專門派出汛期地質災害防治工作檢查巡查組，重點對伊犁地區、塔城地區、博爾塔拉州、昌吉州4個地（州）的新源縣、鞏留縣等9個縣（市）地質災害防治工作進行了巡查檢查。上述工作的開展避免了已發生災害點人員傷亡增多、財產損失加重、災情擴大；及時發現了新的地質災害隱患點，會同當地人民政府、國土資源局及鄉、村領導制定出預防措施，在很大程度上避免和減少了生命財產損失。

通過巡查檢查我區地質災害重點防治區域的防治工作情況，採取與當地政府座談等形式，提高了當地政府對地質災害防治工作的重視程度，保障了地質災害防治各項工作的順利進行。目前各地都不同程度地開展了地質災害險情巡查工作，遇有災情都能及時進行調查和上報，自治區國土資源廳以不定期工作簡報形式及時向自治區領導和國土資源部報告災情。

（三）汛期地質災害氣象預報預警

主要開展的工作有：確定了地質災害預報預警災害種類為區域群發突發性滑坡、崩塌和泥石流，地質災害氣象預報預警採用空間預報預警類型；劃分了預報預警等級、時間段及區域；地質災害氣象預報預警區劃及預報預警模式；制定了地質災害預報預警程序。

2003年地質災害氣象預報預警首先在伊犁至托克遜後溝天山南北麓區域試運行發布。由於新疆地質災害預報預警開展較晚，預報判據還未分析建立，採用專家分析方法進行預報。2003 年9 月15日～2003年9月30日，利用氣象局內部信息系統進行了試運行發布，資料傳送通過撥號進入氣象局網路設置的上傳下載專用文件夾，下載24小時降水預報等值線圖，上傳地質災害預報預警圖。

（四）全面落實地質災害防災預案的編制

年度汛期防災預案編制制度始於1998 年，近年來覆蓋面逐步擴大。2005年全疆14個地（州、市）均於2月上旬完成了本轄區「汛期地質災害防災預案」的編制工作，並報當地政府，預案編制覆蓋率達到了100%。防災預案對全區14個地區、46個易發區段、百餘處隱患點進行了預測，並提出了防禦措施。成功預報地質災害典型實例包括：鞏留縣莫乎爾鄉小莫乎爾溝孔格亞夏東側山體滑坡、新源縣別斯托別鄉恰普河牧業村別拉西滑坡，避免了24 人死亡、19萬元的經濟損失，並總結出了一套成功預報減災的經驗。

（五）地質災害空間信息系統建設

根據已開展的地質災害調查專項調查及相關調查成果，建立了地質災害空間資料庫。

（六）對重大地質災害（隱患）點開展了治理工作

主要包括：烏魯木齊市六道灣煤礦、阿勒泰將軍溝泥石流；西溝煤礦、哈密硫磺溝煤礦、昌吉五宮煤礦、哈巴河賽都金礦、富蘊喬夏哈拉金銅礦、伊犁伊能煤礦、巴音郭楞州石棉礦、烏市老君廟煤礦等礦山崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷災害治理。

二、存在的主要問題

地質災害預警預報及防治工作尚處於起步階段，在管理上、技術上尚存在較多不完善之處，有待進一步提高。

第二節 地質災害預警、預報與防治

一、地質災害預警、預報

（一）群測群防系統建設與運行

根據地質災害發育分布特點，按照「分步建立、逐步完善」的原則，建立自治區群測群防網路體系。「十一五」期間，完成52個縣（市）群測群防網路體系的建立。與此同時，建立專業監測骨幹網路，對於重要地質災害隱患點，由專業技術人員採用專業設備進行監測；因工程建設可能引發地質災害的，由建設單位安排專人負責地質災害監測，形成自治區專業監測骨幹網路體系，實現監測數據傳輸、自動處理。「十一五」期間，首先建成伊犁谷地、天山北坡經濟帶兩個區域重要地質災害隱患點的專業監測骨幹網路，之後，完成北疆、東疆重要地質災害點的專業監測骨幹網路的建設。

（二）地質災害應急反應系統建設

建成以自治區國土資源行政主管部門為指揮核心、自治區地質環境監測院為主體的自治區地質災害應急反應指揮中心，建成以各地（州、市）、縣（市）國土資源行政主管部門為指揮核心、地質環境監測機構和各地勘單位為主體的地質災害應急反應系統，構成全疆的應急反應系統。配置必要的專業設備，每年汛期前進行險情巡查，重點檢查各級防災預案、群測群防網路、汛期值班、監測責任的落實情況，並對主要地質災害隱患點進行險情巡查；汛期中對監測工作加強監督管理，接到險情或災情報告及時組織技術力量在最短的時間內趕到現場，調查災害原因、發展趨勢，協助當地政府採取應急措施，並提出處理對策，汛期後進行復查，總結經驗，部署下一年度的地質災害防治工作。

（三）汛期地質災害氣象預報預警

（1）正式開展地質災害氣象預報預警工作，主要區域為烏魯木齊以及西天山南北地區。

（2）地質災害預報預警的災種崩塌、滑坡、泥石流3種類型。

（3）預報等級按國土發 〔2003〕 229 號文件統一劃分為5 級：1級為可能性很小；2級為可能性較小；3級為可能性較大；4級為可能性大；5級為可能性很大。其中3級在預報中為預報級（注意級）；4級在預報中為預警級；5 級在預報中為警報級；1、2 級為不發布級。

（4）地質災害預報預警信息的許可權：發布警報（5 級）由廳領導審批；發布預報信息（3、4 級）由廳地環處處長審批；不發布預報預警信息（1、2 級）由廳授權新疆維吾爾自治地質環境監測院主管領導審批。

（5）發布對象為各級國土資源主管部門及廣大社會民眾。

（6）完善地質災害氣象預報預警發布程序以及地質災害和氣象數據信息的傳輸、採集、匯總、分析和處理系統，引用最新的數據信息技術處理手段和方法，提高預報准確度。

（四）全面落實地質災害防災預案的編制

對新發現的地質災害（隱患）點編制防災預案，並落實實施。對已編制防災預案的地質災害（隱患）點，加強實施情況的監督和檢查。

（五）地質災害空間信息系統建設

通過地質災害空間信息系統的建設，建立比較完善的自治區地質災害資料庫、礦山地質環境資料庫、地質災害防治決策支持系統和信息管理系統，建成地質災害監控空間信息網路系統。對地質災害進行信息採集、匯總、分析和處理，及時反映地質災害綜合研究成果及地質災害預警信息，快速准確地將這些成果和信息提供給政府決策並傳播給廣大公眾，為新疆的經濟建設服務。

「十一五」期間完成52 個縣（市）地質災害資料庫建設，建成自治區地質災害監控中心站。通過互聯網實現區級中心站與國家中心站信息數據共享，及時為政府和社會提供服務，為國家防災減災提供基礎信息。建成14 個地（州、市）級監控站。實現國家、自治區中心站與地、州、市級監控站的網路互聯和信息數據共享。建立相對完善的基於地理信息系統（GIS）和互聯網的地質災害空間信息系統，實現地質災害監測信息採集、存儲、傳輸、處理及成果發布等全過程的有效管理與監控，提高處理突發事件的能力和地質災害防治水平。

（六）地質災害監測預報預警示範區建設

建立伊犁哈薩克自治州鞏留縣滑坡地質災害監測預報預警示範區。通過詳細的地質環境調查、災害歷史和降水歷史資料分析、滑坡和氣象水文監測等，研究滑坡災害的形成機制，掌握滑坡災害主要誘發因素，特別是融雪水和降雨在災害發生中所起的作用，確定發生滑坡的臨界降雨量、降雨強度和積雪深度，充分運用「3S」等現代化的技術手段開展滑坡災害氣象預報預警；完善鞏留縣滑坡災害監測預報預警示範區建設，建成鞏留地質災害防治示範縣；遠期推廣滑坡災害監測預報預警經驗。

二、地質災害防治

根據新疆地質災害易發程度分區，結合自治區國民經濟和社會發展計劃，將突發性地質災害防治劃分為地質災害重點防治區（Ⅰ）、次重點防治區（Ⅱ）和一般防治區（Ⅲ）。結合致災的災種不同和區域性地質災害的危害特點，在重點防治區內進一步劃分出4個防治亞區，在次重點防治區內劃分出2個防治亞區。

地質災害防治工作的重點放在易發程度高的經濟發達區、人口相對密集區和重要基礎設施建設分布區。按照「統籌規劃、突出重點、分步實施、全面推進」的原則，進行工作部署。

（一）重點防治區（Ⅰ）

1.伊犁谷地山區滑坡、泥石流、地面塌陷災害重點防治亞區（Ⅰ₁）

分布於伊犁谷地黃土覆蓋的中低山丘陵區和煤系地層區，面積21632.24平方千米。滑坡、泥石流災害在新源縣、鞏留縣、尼勒克縣和特克斯縣尤為發育，地面塌陷災害在伊犁哈薩克自治州直屬8縣1市均有分布。「十一五」期間，制定伊犁哈薩克自治州直屬8縣1市的地質災害防治規劃，建立地質災害群測群防網路體系，新建伊犁哈薩克自治州地質環境監測站，開展汛期地質災害氣象預報預警，對受重要地質災害隱患嚴重威脅的學校、農牧民實施移民搬遷工程。

嚴禁已遷出危險區域的居民回遷。限制在重要地質災害隱患點威脅范圍內從事各類工程建設；確需建設且又無法避讓的，必須進行地質災害防治工程勘查治理。

2.重要交通沿線崩塌、滑坡、泥石流災害重點防治亞區（Ⅰ₂）

該區包括216、217、218、219、312、314、315 國道山區段、南疆鐵路魚兒溝至和靜段、蘭新鐵路了墩至十三間房段等，面積20598.30平方千米。

完成217、312、314國道山區段的地質災害專項調查，劃定危險區，建立警示標志，制定防災預案，完成217國道獨—庫公路山區段、312國道果子溝段地質災害勘查。

在重要交通沿線兩側200米范圍內，嚴禁露天采礦活動，限制地下采礦活動；嚴禁誘發或加劇地質災害的其他人類活動。

3.天山南北麓和准噶爾西部山地低山丘陵含煤帶地面塌陷災害重點防治亞區（Ⅰ₃）

該區包括准噶爾盆地西、北、東部、吐—哈盆地北部、塔里木盆地南部及天山南北麓的低山丘陵煤礦區分布段等。面積36353.38平方千米。

完成天山北坡經濟帶11縣（市）的以地面塌陷災害為主的礦山地質環境及地質災害專項調查工作，完成烏魯木齊市六道灣煤礦地面塌陷區治理示範工程，出台礦山地質環境治理恢復保證金制度實施辦法，全面推行礦山地質環境保護方案編審制度和新建礦山准入制度，嚴格執行礦產資源儲量壓覆佔用制度。

嚴禁威脅城鎮及重要工程設施安全的采礦活動，禁止在地面塌陷危險區進行其他人類活動。

4.大河流域山區段及西昆侖高山區以泥石流為主的地質災害重點防治亞區（Ⅰ₄）

主要包括克蘭河阿勒泰市區段、葉爾羌河山區段（以暴雨泥石流為主）、喀拉喀什河、西昆侖高山區及天山南北麓大河山口段（以滑坡—泥石流為主），總面積25601.87平方千米。

完成克蘭河阿勒泰市區段、葉爾羌河山區段以泥石流為主的專項地質災害調查工作；完成阿勒泰市將軍溝泥石流治理和葉爾羌河、開都河山區段和庫車河、喀拉喀什河、奎屯河、瑪納斯河等出山口段嚴重威脅人民生命財產和重要工程設施安全的以泥石流、滑坡為主的地質災害隱患點的勘查治理工作。

嚴禁從事誘發對人民生命財產和重要工程設施安全構成威脅的泥石流、滑坡災害的人類工程活動。

（二）次重點防治區（Ⅱ）

1.中高山、極高山以崩塌、泥石流為主的地質災害次重點防治亞區（Ⅱ₁）

分布在天山、昆侖山西段和阿爾泰山林帶以上的中高山、極高山地帶，面積135993.50平方千米。雪線以下的高山草甸多為良好的夏季牧場，局部地段存在采礦活動。通過分期開展地質災害調查與區劃，設立警示標志、實施避讓措施、加強地質災害防治科普宣傳等預防工作，以避讓為主，避免人員傷亡和財產損失。

2.中低山以崩塌、滑坡-泥石流為主的地質災害次重點防治亞區（Ⅱ₂）

主要分布在阿爾泰山南坡、天山、昆侖山—阿爾金山北坡的中低山區等，面積105898.74平方千米。人類經濟活動主要為礦業開發和牧業生產。

通過分期開展地質災害調查與區劃，加強地質災害防治知識科普宣傳，採取以避讓為主的防治手段，達到防災減災目的；實施礦山地質環境保護方案編審制度、礦山地質環境治理恢復保證金制度，對礦業開發誘發的地質災害，採用工程、生物等多種措施進行治理。

（三）一般防治區（Ⅲ）

包括全疆除重點防治區和次重點防治區以外的所有地區，面積1322012.15平方千米。低山丘陵區多為小型崩塌和泥石流，局部地段存在滑坡；盆地平原區存在沙漠化、鹽漬化。

分期開展地質災害調查與區劃，採取避讓和生物工程措施對低山丘陵區地質災害進行防治，保護地質環境；通過科學規劃、合理開發利用水土等自然資源，保護並逐步改善生態環境；採取退耕還林、還牧、還草、植樹造林等措施，防治土地沙漠化；採取豎井排灌、井排與渠排相結合等降低地下水位的措施，防治土壤鹽漬化。

⑸ GIS可以用於地質災害和土地污染模擬嗎

當然可以。地理信息系統 (GIS) 是表達處理以及分析與地理分布有關的專業回數據的一種技術，它提供了答一種快速展示有關地理信息和分析信息的新的手段和平台。 從20世80年代以來，GIS在災害管理中得到逐步深入的應用：從簡單的災害數據管理、多源數據集數字化輸入和繪圖輸出，到DTM和DEM模型的建立和使用；從GIS結合災害評價模型的擴展分析；到GIS與決策支持系統的集成；再到WebGIS。GIS的核心是空間數據管理子系統，由空間數據處理和空間數據分析構成。運用GIS所具有的數據採集和提取、轉換與編輯、數據集成、數據的重構與轉換、查詢與檢索、空間操作與分析、空間顯示和成果輸出及數據更新等功能，我們可以根據地質災害評估的需要，建立以GIS技術為基礎的、用於地質災害評價的空間分析模型，評價結果可以圖層的形式顯示或者報表、表格形式輸出，為專業部門或決策部門提供災害管理和決策依據。武漢智博創享已經在這方面有不少案例了，可以網上查查看。

⑹ 什麼是地質災害監測預警

地質災害來源於自然和人為地質作用對地質環境的災難性破壞，主要包括崩塌內、滑坡、泥石流、地面塌陷和地裂容縫等。我國是世界上地質災害頻發的地區之一，近年來，關於滑坡、泥石流類災害的研究是行業研究的重點。地質災害的防治常常因為工作的分散，造成標准化程度較差，資源共享較難的問題。

⑺ 地質災害區域預警原理

據檢索統計，世界上約有20多個國家或地區不同程度地開展過降雨引發滑坡、泥石流的研究或預警工作。其中，中國香港(Brandetal.，1984)、美國(Keeferetal.，1987)、日本(Fukuzono，1985)、巴西(Neiva，1998)、委內瑞拉(Wieczoreketal.，2001)、波多黎各(Larsen＆Simon，1993)和中國大陸等曾經或正在進行面向公眾社會的降雨引發區域性滑坡、泥石流的早期預警與減災服務工作，預警的地質空間精度達到數千米量級，時間精度達到小時量級。這些國家和地區一般都在地質災害多發區或敏感區開展或完成了比較詳細的地質災害調查評價工作，擁有比較長期且比較完整的降雨與滑坡、泥石流關系資料，或在典型地區建立了比較完善的降雨遙控監測網路和先進的數據傳輸系統。

綜合分析國內外研究與應用狀況，基於氣象因素的區域地質災害預警預報理論原理可初步劃分為三大類，即隱式統計預報法、顯式統計預報法和動力預報法。

4.2.1 隱式統計預報法

隱式統計預報法把地質環境因素的作用隱含在降雨參數中，某地區的預警判據中僅僅考慮降雨參數建立模型。隱式統計預報法可稱為第一代預報方法，比較適用於地質環境模式比較單一的小區域。由於這種方法只涉及一個或一類參數，無論預警區域的研究程度深淺均可使用，所以這是國內外廣泛使用的方法，也是最易於推廣的方法。這種方法特別適用於有限空間范圍，且地質環境條件變化不大的地區，如以花崗岩及其風化殘積物分布為主的中國香港地區多年來一直在研究應用和深化這一方法。

這種方法考慮的降雨參數包括年降雨量、季度降雨量、月降雨量、多日降雨量、日降雨量、小時降雨量和10min降雨量等。實際應用時，一般只涉及1～3個參數作為預報判據，如臨界降雨量、降雨強度、有效降雨量或等效降雨量等。

突發性地質災害臨界過程降雨量判據的預警方法抓住了氣象因素誘發地質災害的關鍵方面，但預警精度必然受到所預警地區面積大小、突發性地質事件樣本數量、地質環境復雜程度和地質環境穩定性及區域社會活動狀況的限制，單一臨界降雨量指標作為預警判據的代表性是有限的。

代表性研究成果主要有:

Onodera et al.( 1974) 通過研究日本的大量滑坡，提出累計降雨量超過 150 ～ 200mm，或每小時降雨強度超過 20 ～30mm 作為判據。Nilsen et al.( 1976) 發現美國 Alameda，Califor-nia 在累計降雨量超過 180mm 時，滑坡將頻繁發生。Oberste-lehn( 1976) 認為累計降雨量達到 250mm 左右，美國 San Benito，California 將發生滑坡。Guidicini and Iwasa( 1977) 通過對巴西 9 個地區滑坡記錄和降雨資料的分析，認為降雨量超過年平均降雨量的 8% ～17%，滑坡將滑動; 超過 20%，將發生災難性滑坡。Caine( 1980) 全面總結了全球的可利用數據，給出了不同地區誘發滑坡暴雨事件的降雨強度和持續時間與滑坡的關系式。這一關系式當然不可能適用於全球所有地區( Crozier 在 1997 年證明) ，仍不失為探討誘發滑坡臨界降雨值的里程碑。

Brand et al.( 1984) 在中國香港研究表明，大多數滑坡由局部高強度短歷時降雨誘發，而前期降雨量不是主要因素，除非是小型滑坡。Ng and Shi( 1998) 認為降雨的持續也是一個非常重要的誘發滑坡的因素。中國香港地區預測 24h 內降雨量達到 175mm 或 60min 內市區內雨量超過 70mm，即認為達到滑坡預報閾值，即由政府發出通報。中國香港平均每年約發出 3 次山洪滑坡暴發警報。

Ganuti et al.( 1985) 提出了臨界降雨系數( critical precipitation coefficient，CPC) 的概念，並總結出當 CPC ＞0.5 時，將有 10a 一遇的滑坡發生; 當 CPC ＞0.6 時，將有 20a 一遇的滑坡發生。

Glade( 1997) 綜合前人研究成果建立了確定誘發滑坡的降雨臨界值的 3 個模型，並在紐西蘭北島南部的 Wellington 地區進行了驗證。3 個模型要求的基本數據為: 日降雨量、滑坡發生日期和土體潛在日蒸發量( 通過 Thornthwaite method 方法計算得到) 。降雨強度臨界值Glade( 1997) 的模型 1———日降雨模型( daily rainfall model) ，只使用日降雨量參數，簡單地分析誘發滑坡和不誘發滑坡的日降雨量( Glade，1998) ，得出最小臨界值和最大臨界值，即在最小臨界值以下，沒有滑坡發生; 在最大臨界值以上，滑坡一定發生。降雨量等級劃分以20mm 為一個等級; 降雨過程雨量臨界值 Glade( 1997) 的模型 2———前期日降雨量模型( an-tecedent daily rainfall model) ，考慮了前期降雨的影響。他認為決定前期情況有兩個主要因素: 前期降雨的歷時時間和土體含水量減少的速率; 土體含水狀態臨界值 Glade( 1997) 的模型 3———前期土體含水狀態模型( antecedent soil water status model) ，他認為除了前期雨量，土體含水量和潛在的蒸發量對滑坡的影響也很大。

劉傳正在 2003 年 5 月主持全國地質災害氣象預警工作過程中，利用地質災害發生前15d 降雨量建立滑坡、泥石流發生區帶的臨界過程降雨量創建了預警判據模式圖，並結合具體區域( 2003 年28 個區、2004 年以後74 個區) 進行校正的方法。該方法適應3 級預報的要求界定了 α 線和 β 線作為預警等級界限。3 年多來汛期的預警成果發布檢驗與應用證明，該方法在科學依據上是成立的，但限於預警區域過大、基礎數據和地質災害統計樣本數量太少，准確率有待提高，同時也充分說明了開展地質災害數據集成研究的迫切性。

另外，中國科學院成都山地災害與環境研究所等機構在單條泥石流監測與預警建模方面進行了多年持續不懈的研究工作，取得了具有代表性的成果。

4.2.2 顯式統計預報法

顯式統計預報法是一種考慮地質環境變化與降雨參數等多因素疊加建立預警判據模型的方法，它是由地質災害危險性區劃與空間預測轉化過來的(CarraraA.，1983;HaruyamaH.＆KawakamiH.，1984;BaezaC.＆CorominasJ.，1996;CarraraA.，CardinaliM.＆GuzzettiF.，1991;劉傳正，2004;殷坤龍，2005)。

區域地質災害危險性評價和風險區劃研究仍是當前的研究主流，而利用之進行地質災害的實時預警與發布則多處於探索階段。這種方法可以充分反映預警地區地質環境要素的變化，並隨著調查研究精度的提高相應地提高地質災害的空間預警精度。顯式統計預報法可稱為第二代預報方法，是正在探索中的方法，比較適用於地質環境模式比較復雜的大區域。

基於地質環境空間分析的突發性地質災害時空預警理論與方法是根據單元分析結果經過合成實現的，克服了僅僅依據單一臨界雨量指標的限制，但對臨界誘發因素的表達、預警指標的選定與量化分級等尚存在需要進一步研究的諸多問題。

因此，要實現完全科學意義上的區域突發性地質災害預警，必須建立臨界過程降雨量判據與地質環境空間分析耦合模型的理論方法———廣義顯式統計模式地質災害預報方法，預警等級指數(W)是內外動力的聯立方程組。即

中國地質災害區域預警方法與應用

式中:W為預警等級指數;a為地外天體引力作用，包括太陽、月亮的引潮力，太陽黑子、表面耀斑和太陽風等對地球表面的作用，a=f(a₁，a₂，…，a_n);b為地球內動力作用，主要表現為斷裂活動、地震和火山爆發等，b=f(b₁，b₂，…，b_n);c為地球表層外動力作用，包括降雨、滲流、沖刷、侵蝕、風化、植物根劈、風暴、溫度、乾燥和凍融作用等，c=f(c₁，c₂，…，c_n);d為人類社會工程經濟活動作用，包括資源、能源開發和工程建設等引起地質環境的變化，d=f(d₁，d₂，…，d_n)。

20世紀70年代，以美國加利福尼亞州舊金山地區聖馬提俄郡的滑坡敏感性圖為代表，利用多參數圖的加權(或不加權)疊加得到區域滑坡災害預測圖。

20世紀80年代，CarraraA.(1983)將多元統計分析預測方法引用到區域滑坡空間預測中，並在世界各國得到迅速發展與推廣。如HaruyamaH.＆KawakamiH.(1984)利用數學統計理論對日本活火山地區降雨引起的滑坡災害進行了危險度評價。BaezaC.＆CorominasJ.(1996)利用統計判別分析模型進行了淺層滑坡敏感性評估，結果斜坡破壞的正確預測率達到96.4%，有力地說明了統計預測的適用性。CarraraA.，CardinaliM.＆GuzzettiF.等(1991)將統計模型與GIS結合，應用於義大利中部某小型匯水盆地的滑坡危險性評估，實現從數據獲取到分析、管理的自動化，結果證明統計分析與GIS的綜合使用是一種快速、可行、費用低的區域滑坡危險性評價與制圖方法。

20世紀90年代中後期以來，隨著計算機技術和信息科學的高速發展，RS、GIS和GPS等「3S」技術聯合應用使快速處理海量的地質環境數據成為可能，出現了地質災害空間預測模型方法應用研究逐步從地質災害危險評價與預警應用相結合的新態勢。

劉傳正等(2004)創建並發表了用於區域地質災害評價和預警的「發育度」、「潛勢度」、「危險度」和「危害度」時空遞進分析理論與方法，簡稱「四度」遞進分析法(AMFP)，並在三峽庫區(54175km²)和四川雅安地質災害預警試驗區(1067km²)進行了應用，結果是可信的。

李長江等(2004)將GIS和ANN(人工神經網路)相互融合，考慮不同的地質、地貌和水文地質背景，建立了給定降雨量的浙江省區域群發性滑坡災害概率預報(警)系統(LAPS)。

宋光齊等(2004)根據地貌、岩性和地質構造幾率分布，基於GIS建立了給定降雨量的四川省地質災害預報系統。

殷坤龍等(2005)以浙江省為例探索了基於WebGIS的突發性地質災害預警預報問題。

由於我國政府在全國范圍內推行區域地質災害預警預報機制，目前我國的預警探索工作走在世界前列。

4.2.3 動力預報法

動力預報法是一種考慮地質體在降雨過程中地-氣耦合作用下研究對象自身動力變化過程而建立預警判據方程的方法，實質上是一種解析方法。動力預報方法的預報結果是確定性的，可稱為第三代預報方法，目前只適用於單體試驗區或特別重要的局部區域。該方法主要依據降雨前、降雨中和降雨後降水入滲在斜坡體內的轉化機制，具體描述整個過程斜坡體內地下水動力作用變化與斜坡體狀態及其穩定性的對應關系。通過鑽孔監測地下水位動態、孔隙水壓力和斜坡應力-位移等，揭示降雨前、降雨過程中和降雨後斜坡體內地下水的實時動態響應變化規律、整個坡體物理性狀變化及其變形破壞過程的關系。在充分考慮含水量、基質吸力、孔隙水壓力、滲透水壓力、飽水帶形成和滑坡—泥石流轉化因素條件下，選用數學物理方程研究解析斜坡體內地下水動力場變化規律與斜坡穩定性的關系，確定多參數的預警閾值，從而實現地質災害的實時動力預報。

目前，這種方法局限於試驗場地或單個斜坡的研究探索階段，必須依賴具有實時監測、實時傳輸和實時數據處理功能的立體監測網(地-氣耦合)作為支撐才能實現實時預報。由於理論、技術和經費等方面的高要求，這種方法比較適用於重要的小區域或單體的研究性監測預警。

據研究，美國舊金山海灣地區的6h降雨量達到4in(101.6mm)時，就可能引發大面積泥石流。為了監測降雨期間地下水壓力的變化，研究人員設置了若干個孔隙水壓力計以觀測斜坡中地下水壓力變化。舊金山海灣地區實時區域滑坡預警系統包括降雨與滑坡發生的經驗和分析關系式，實時雨量監測數據，國家氣象服務中心降雨預報以及滑坡易發區略圖。

在我國，劉傳正等(2004)在四川雅安區域地質災害監測預警試驗區進行了大氣降水與斜坡岩土層含水量變化的分層響應監測，發現不同降雨過程和降雨強度下，斜坡岩土體的含水量相應發生明顯變化，可以研究降雨在斜坡岩土體內的滲流過程直至出現滑坡、泥石流的成因機理。

2003年8月23～25日是一個引發多處地質災害並造成人員傷亡的典型降雨過程，可以作為分析實例。以8月19日15時的含水量為背景值，則8月23，24和25日降雨過程分別對應第96，120和144h的含水量，4個層位的記錄曲線明確反映了隨累計降雨量增加斜坡岩土體含水量急劇增加，第一、二層位達到過飽和狀態，且含水量急劇增加出現於第121h，即24日15時之後，滯後於降雨時間約20h。各層含水量峰值出現於第151h，即接近滑坡呈區域性暴發時間(26日零時，對應第153h)。該分析未考慮沿裂隙的地下水滲流作用(圖4.1)。

圖4.1 四川雅安桑樹坡監測試驗點第1～4層含水量隨時間變化曲線

分析對比隱式統計預報法、顯式統計預報法和動力預報法3類方法，我們認為，未來的方向是探索地質災害隱式統計、顯式統計與動力預警3種模型的聯合應用方法，以適應不同層級的地質災害預警需求。研究內容包括臨界雨量統計模型、地質環境因素疊加統計模型和地質體實時變化(水動力、應力、應變、熱力場和地磁場等)的數學物理模型等多參數、多模型的耦合。3種模型的聯合應用不僅適應特別重要的區域或小流域，也為單體地質災害的動力預警與應急響應提供決策依據。

⑻ 全國地質災害監測預警體系建設規劃的必要性、指導思想、基本原則和目標

7.2.1 必要性

《中國21世紀議程》提出了我國可持續發展的戰略目標。在我國經濟和社會快速發展的過程中，人類活動的強度和范圍達到前所未有的程度，其對包括地質環境在內的人類生態環境的干擾與破壞也日益增強，在許多地區引發的不同程度的自然地質災害造成了危害和損失成倍增加的現象，礦產資源和地下水資源等的開發利用以及各種工程活動誘發的地面沉降、崩塌、滑坡、泥石流等人為地質災害也較為普遍，對城市、公共基礎設施和廣大人民群眾的生命財產安全構成嚴重威脅。特別是地面沉降多發生在我國經濟最發達、人口密度最大、公共基礎設施最密集的東部地區，成為這些地區乃至國家可持續發展的重要制約因素。因此，保護生態環境、進行生態環境建設和防災減災，已經成為國家長期的目標和任務。為此，加強地質災害監測，進行全國地質災害監測與預警體系建設的規劃，在監測基礎上，實現對地質災害的治理與對地質環境的保護，不僅是防災減災的需要，而且也是國家經濟社會可持續發展、保護生態環境和進行生態環境建設的最基本的保障，是一項重要的基礎性和公益性的國家地質工作。現就從我國社會經濟的發展的幾個重要方面，對地質環境與地質災害監測的必要性，進行簡要論述：

（1）保障國家重大工程建設安全與西部大開發戰略的需求

全國有20餘條鐵路干線和所有山區公路不同程度地受到滑坡、崩塌、泥石流的危害或威脅。大型水庫岸邊，河流傍岸，尤其是峽谷段，常因發生滑坡、崩塌、泥石流而阻塞航道，並引起洪災。中東部沿海平原和盆地地面沉降、地裂縫和地面塌陷等地質災害嚴重威脅和破壞基礎工程設施。加強這些基礎工程設施和沿大江大河危險地段的地質環境監測，採取科學的分析方法進行預測預報，是一項長期的工作。

西部大開發戰略把加快水利、交通、能源和通訊等基礎設施建設放在首位，其中包括：長江三峽工程、南水北調工程、大江大河上中游干（支）流控制性水利樞紐工程、內河航運通道、青藏鐵路、西電東送工程、西氣東輸工程等。這些重大工程地域跨度大，多處在或穿越地質災害易發區，為保障上述工程安全施工和運營，必須加強地質環境監測工作。

（2）城市化發展對地質災害監測的需求

目前，我國有城市668座。預計2020年左右，我國城鎮化水平將提高到45%～50%，我國城市數將達到1000～1100座。城市是人類活動最集中，環境地質問題最突出的地區。為了保障城市化進程，指導城市規劃，預防由於不合理的工程活動引發的地面沉降、地裂縫、崩塌、滑坡等地質災害和其他環境地質問題，必須加強對城市地下水環境和地質災害的監測。

（3）礦產資源開發對地質災害監測的需求

我國礦產資源開發帶來了很多環境地質問題，產生大量的地質災害隱患。每年礦石開采量57億～60億t，礦山企業每年產生固體廢棄物133.8億t、產生尾礦26.5億t，處置率僅為6.95%。礦山固體廢棄物任意堆放形成了嚴重的滑坡、泥石流等地質災害隱患，地下采礦活動誘發的滑坡、地面塌陷等地質災害十分突出。礦山地質環境監測十分薄弱，礦山地質災害防治工作任重道遠。為了保障礦產資源的安全開發和礦山地質環境的有效治理，必須加強礦山地質環境監測。

7.2.2 指導思想

應堅持以人為本，全面、協調、可持續的科學發展觀和人口、資源、環境協調發展的一系列方針政策。緊密結合經濟社會發展規劃的總體目標和要求，充分認識地質災害監測預警體系建設的重要性和緊迫性。動員社會各方面的力量，從我國地質災害發生發育的實際出發，尊重自然規律和經濟規律，正確處理長遠與當前、整體與局部的關系，依靠科技進步，運用新思路、新理論、新技術、新方法，實現對地質災害的有效監控和預報預警，為我國地質災害防治、地質環境保護和資源環境的可持續利用提供有力支撐。

7.2.3 基本原則

（1）與國家國民經濟社會發展進程相適應的原則

建立和完善與全面建設小康社會相適應的、符合可持續發展要求的地質災害監測預警體系，為國家和地方宏觀調控和指導國土資源開發與整治提供依據。

（2）突出「以人為本」

堅持按客觀規律辦事，從實際出發，講求實效，山區、平原和不同災種的監測重點各有側重的原則。在以突發性地質災害為重點的地區，應以最大限度地減少人員傷亡、保障社會穩定和人民生命財產安全作為主要目的；緩變性地質災害應以專業監測為主要手段進行監測與規劃。

（3）群、專結合的原則

建立以縣、鄉、村為基礎，全民參與、群專結合的群策群防體系，是多年來地質災害防治工作中總結出來的寶貴經驗，也是避免人員傷亡，把災害損失降到最低限度的重要保證。

（4）統籌規劃、分步實施、分級管理

密切結合生產力布局和人口分布狀況，對全國地質災害監測預警體系建設工作進行統籌規劃，制定切實可行的分階段實施方案，明確各級政府和企（事）業單位在地質災害監測中的責任和義務，建立統一管理和分級（國家、省、市、縣）管理相結合，處理好全部與局部、長遠與當前的關系，優先實施重點地區和重要經濟區（帶）的監測預警體系建設。

（5）監測網建設與保護並重

擯棄重建設、輕保護的觀念，嚴禁邊建設、邊破壞，通過法律、經濟等手段，明確保護責任，落實保護費用，切實保護監測儀器、設備、設施的建設成果。

（6）站網建設與能力建設並舉

在不斷完善地質災害監測網基礎硬體設施建設的同時，加強機構建設、法規制度建設、技術規范建設、信息系統建設、人力資源建設和研究能力建設。

（7）專業服務功能與公眾服務功能並重

地質災害監測信息既要為國家決策和專業調查評價提供支持，也要為社會公眾提供地質災害現狀信息和防災減災信息。

（8）依靠科技創新、提高監測工作質量

加強科學研究，改進監測設施，依靠科技進步，全面提升監測能力和服務水平。

（9）建立多渠道籌資機制

各級地質災害監測機構的監測經費要納入同級政府財政預算。多渠道籌集監測資金，設立各級地質災害監測專項經費，確保監測工作的順利實施。

7.2.4 目標

地質災害監測預警體系建設的目的是最大限度地減少人民群眾的生命財產損失，以保障經濟、社會的可持續發展；為國家及地方宏觀調控和指導國土資源開發與整治提供依據；從地質環境可持續開發利用角度提出地區發展戰略建議；為改善人居環境，保障交通大動脈安全暢通，水電工程正常運行等提供保障；為地區社會經濟發展提供決策參考。在基本掌握全國地質災害分布狀況與危害程度的基礎上，建立並逐步完善全國地質災害的監測預警網路體系。

（1）總體目標

從現在起到2020年，在逐步查明我國地質災害分布狀況與危害程度的基礎上，建成覆蓋全國的較完善的突發性地質災害群測群防網路體系；建成以省（區、市）及部分縣（市）地質環境監測站為骨乾的突發性地質災害應急反應體系；建成我國較完善的地質災害專業監測骨幹網路，重點地區及重要經濟區（帶）達到監測數據的實時採集、分析、預警預報的水平。使地質災害防治工作以被動救災為主的局面得到根本性扭轉，人為有效控制地質災害，使損失逐年攀升的趨勢得到有效控制。

（2）階段目標

1）到2010年，地質災害監測預警體系建設的目標如下：①群測群防監測網路覆蓋到全國突發性地質災害易發區的1400個縣（市），形成縣、鄉、村三級監測體系。②初步建成由各級政府和有關部門參與的全國地質災害專業監測骨幹網路。③初步建成重要交通干線和水利工程區的專業監測預警系統。充分推廣高新技術在地質災害監測中的應用，利用計算機技術、3S技術等先進手段，提高監測預報的自動化水平。④在進一步完善群、專結合，群測群防監測網路的同時，完成分布在全國各省（區、市）重大突發性地質災害隱患點的監測預警預報示範系統。⑤建成較完善的地質災害監測信息網路系統，重點地區及重要經濟區（帶）的專業監測要初步達到監測數據的實時採集、自動分析、自動預警預報的水平。⑥初步建成重點地區及重要經濟區（帶）地面沉降等緩變性地質災害監測網路系統。力爭使我國地質災害監測預警預報的儀器、設備達到國際水平。

2）到2020年，在地質災害監測管理法規、規章的支持下，要使國土資源部門對地質災害監測監督管理的職能全面到位，並逐步納入科學化、規范化和法制化的軌道；使地質災害監測體系的科學理論與技術方法達到國際先進水平，建成覆蓋全國的較完善的地質災害重點防治區突發性地質災害群專結合的監測預警預報網路；建成全國地面沉降、地裂縫等緩變性地質災害的實時監控體系；建成完善的地質災害監測信息網路，實現地質災害監測數據的自動化採集、傳輸、存儲和信息的實時發布。建成比較完善的地質災害防災預警指揮系統。

⑼ 基於GIS的地質災害區域評價與危險性區劃系統研究

黃潤秋許強沈芳向喜瓊阮沈勇羅文強

（成都理工大學地質災害防治與地質環境保護國家專業實驗室，四川成都，610059）

【摘要】本文主要介紹了如何將現代地理信息系統（GIS）技術與一些用於多變數預測評價的數學模型有機地結合起來，快速高效地進行地質災害區域評價與危險性區劃。主要內容包括崩滑地質災害區域評價指標的選取和指標體系的建立、評價及預測的數學模型以及具體的實現過程，並通過一個實際例子說明該思路和方法手段的可行性、可靠性和先進性。

【關鍵詞】地理信息系統地質災害區域評價指標體系

1前言

隨著對山區資源開發利用的日益加劇，特別是我國目前正在實施的西部大開發戰略，山區流域地質災害已經直接影響到人民的生命財產安全和國家經濟的發展。而地質災害危險性區劃是全面反映災情，確定減災目標，優化防治措施，提高減災效益，進行減災決策的重要依據。

地質災害區域評價和危險性區劃的主要工作方法是在大量收集、分析處理基礎地質資料的前提下，運用恰當的數學統計模型，劃分出相應的危險性級別，然後從整體上對研究區進行危險性區劃。

由於各種地質因素在各個局部區域的差異性和復雜性，要做到較為精確的評價，需將整個研究區域分成若干個小圖元，根據各個小區域的不同情況，分別賦予不同的屬性，然後才能根據這些屬性進行區域評價和危險性區劃。這個工作依賴手工准備基礎數據工作量十分巨大，所以傳統的區域評價手段在實際應用中受到多方面的限制，常常只能人為地作出判斷，先分區，後評價，這樣割捨了區域內部本身固有的層次。

而地理信息系統（GIS）技術恰好可以很方便地管理多源數據，生成任意大小的圖元，還可以結合專業特點和具體問題進行二次開發用以空間評價預測，並能直觀顯示評價預測結果。同時，我們開發成功的基於GIS的地質災害區域評價與危險性區劃系統，已經實現了從基礎資料的收集與管理→評價因素的選取與定量→評價結果的直觀顯示流水線作業方式，大大地提高了工作效率，使崩滑地質災害的區域評價與危險性區劃初步達到實用化的程度。

2評價預測指標的選取及指標體系的建立

建立指標體系的目的主要包括兩個方面的內容：一是一般工程技術人員或軟體的用戶可根據該指標體系確定研究區各因素的取值方法；另一方面，該指標體系可以指導野外地質人員在進行地質災害危險性評價調查時有目的按照同一的標准進行地質災害評價預測因素的調查。

2.1評價預測指標的選取

影響地質災害發生的因素非常多，有基礎地質因素（地形地貌、地層岩性等），也有外界誘發因素（如地震、暴雨等），還有人為因素（地表和地下開挖、爆破等人類工程活動）。

評價預測因素的選取的基本原則為：從地質和工程地質的角度盡量全面地考慮影響地質災害發生的所有因素，通過廣泛地查閱文獻資料和對大量崩滑地質災害實例的分析總結，採用目標分析方法。首先將地質災害劃分為已有地質災害和潛在地質災害兩大類，分別對待，建立不同的指標體系。在此基礎上再將影響地質災害發生的因素分為基本因素和誘發因素，然後再進一步細分，直到子目標能夠用定量或定性的指標衡量為止（如圖1）。

圖1評價預測指標體系的結構

基本因素是指地質災害形成的基本條件和內在因素（內因），誘發因素是指影響和誘發地質災害演化和發生的外在因素（外因）。從圖1可以看出，基本因素主要為地形地貌、地層岩性、岸坡結構類型、軟弱地層狀況、構造情況、地面變形情況、植被發育情況、河流動力地質作用、水文地質條件、結構面組合狀況、岩體結構（裂隙發育程度）等。誘發因素主要包括降雨狀況、地震狀況以及人類工程活動強度等。

2.2評價預測指標的量化

從所選取的評價預測指標可以看出，影響地質災害發生的各種因素有些是定性的因素，如地層岩性、岸坡結構等；而有些又是測量或通過試驗得到的定量數據，如地震烈度、降雨量等。

為了便於數學處理和計算機識別，在實際操作過程中，首先應通過一定的方法，將定性因素定量化。同時，即使是定量數據，由於各個因素間數值差別較大（如地震烈度和降雨量），若將這種量值差別較大的因素輸入同一個數學模型進行分析處理，從數學上講也會產生較大的誤差。

因此，在將各個評價因素輸入分析評價的數學模型之前，需對這些因素進行量化處理，其具體處理方法為：①對於定性變數，採用專家打分法、統計分析法、信息量法或模糊數學方法進行量化取值；②對於定量數據，可採用標准化、規格化、均一化、對數、平方根等數值變換方法統一量綱。

表1為利用專家打分法對工程岩組進行定量化的示例。

表1利用專家打分法對評價預測因素進行量化的示例

2.3評價預測指標的篩選與優化

在不同的地區和不同的環境，上述各評價預測指標對地質災害的影響程度可能會有較大的差別，也就是說，在不同的地區上述各評價預測指標的主次關系可能會不一樣。同時，在大多數情況下，上述各評價預測因素本身並不是相互獨立的，各因素之間（如地形地貌與岸坡結構、岩體結構與裂隙組合狀況、水文地質條件與降雨狀況）往往存在著非常復雜的交叉和重疊關系。

因此，在具體的地質災害區域評價與危險性區劃過程中，往往並不是所採用的評價因素越多，評價的效果越好。因為，所採用評價因素過多，可能會間接地導致某些因素的重復利用，相當於人為地加大了該變數的權重。

對於具體研究區域，如何才能篩選出合理的評價預測指標，使評價預測結果最大限度地符合當地實際呢？我們認為解決此問題的關鍵應該針對不同的地區和不同的實際問題，確定各個評價因素對地質災害的影響程度（重要性），最好是先將各個評價因素按重要性程度排序，最終選取比較重要的因素作為真正的評價預測指標。這種篩選和優化評價因素的方法主要有：

2.3.1主成分分析

主成分分析是將多個指標化為少數指標的一種統計方法。它可以通過對數學方法對評價因素按對地質災害的影響程度大小進行排序，找出主要影響因素。

2.3.2兩兩比較法

將 k個評價指標作兩兩對比，列出比較結果表。如指標 B1比指標 B2重要，在B1行 B2列寫上3，而在B2行 B2列寫上1；若指標 B1與 B2分不出誰重要，則可在B1行 B2列和B2行 B1列都寫上2。例如，有5個指標的比較結果為：

∑為對該行的求和，λ為對∑的歸一化的結果。根據∑或λ的相對大小便可對其重要性進行排序。

2.3.3工程地質類比法

選用與研究區地質條件類似且研究程度較高的地區作類比，確定研究區的評價指標。

3地質災害區域評價與危險性區劃的數學模型

通過查閱大量的文獻資料表明，目前用於地質災害區域評價和危險性區劃的數學模型主要有如下幾種：邏輯信息法、判別分析法、信息量法、模糊綜合評判法、專家評分法、綜合評價法、變形破壞指數法、危險概率分析法以及神經網路法等。通過對其適用條件、可操作性、數據的可得性、分析結果的可靠性等多方面的分析比較，選定了回歸分析法、信息量法、不確定性分析方法（模糊綜合評判和模糊可靠度分析）以及神經網路方法作為地質災害區域評價和危險性分區的基本數學模型。

4基於GIS的地質災害區域評價與危險性區劃系統

在上述基礎上，我們基於Windows和GIS操作環境，採用面向對象的編程語言，開發了基於GIS的地質災害區域評價與危險性區劃系統。該系統不僅能充分利用GIS本身所具有的強大的空間數據管理與分析功能，還可以直接利用GIS的數據資源，方便快捷地實現地質災害的危險性區劃，為地質災害的勘察、評價、預測、防治提供了一套行之有效的方法技術和適用的工具。該系統的實現途徑見圖2。從圖2可以看出，地質災害區域評價與危險性區劃系統主要包括前處理、危險性區劃主模塊和後處理3個部分。利用該系統進行地質災害區域評價和危險性區劃需要經歷如下幾個步驟：

圖2地質災害區域評價與危險性區劃系統的實現途徑

（1）利用GIS軟體對研究區基礎地質資料（主要為指標體系中所列的各因素）進行數字化處理，對指標體系中所列出的各種評價預測因素最好採用單獨的圖層，分層數字化。

（2）根據指標體系對各評價預測因素所對應的數字化圖層賦予相應的屬性，這實際上是對各評價預測因素（指標）的初步定量化處理。

（3）為了提高分析評價精度，獲取足夠多的評價預測樣本，需對評價預測因素圖件進行網格化處理和圖元裁剪處理，並根據第二步的結果對這些細化的網格賦予各類評價因素屬性，同時將各個網格的信息（樣本的自變數和因變數）存入一專門的資料庫。

（4）在選中危險性區劃主模塊中的某種方法後，系統將自動從上述專門的資料庫中提取分析評價所需信息，評價完畢後將直觀地以圖形的方式顯示評價預測結果。

5基於GIS的地質災害區域評價與危險性區劃實例

5.1長江三峽庫區新灘—巴東段地質災害危險性區劃

為配合準備新一輪國土資源大調查的「一個計劃，四個工程」中的「地質災害預警工程」，國土資源部1998年年底擬在長江三峽庫區的新灘—巴東庫段（含香溪河）建立地質災害監測工程試驗（示範）區。全區面積為50km×50km，區內現已查明的滑坡崩塌計有124個，其中包括鏈子崖危岩體、新灘滑坡、黃臘石滑坡等國內外知名的地質災害體。

圖3神經網路模型得出的地質災害危險性區劃結果

我們收集了該區1:5萬地形圖、地質圖、降雨分布圖、地震烈度區劃圖、城市交通圖等圖件，利用 MapGIS數字化成電子地圖，並獲取大量野外現場調查資料，分類錄入相應圖件的屬性庫，並選取坡度、岩性、岸坡結構類型、已有動力地質現象、地面變形狀況、河流地質作用、構造復雜程度、人類工程活動等評價指標。作為試驗，在對研究區進行網格化時採用的基本圖元大小為500m×500m，最後實際獲取評價樣本（圖元）4459個。

通過利用我們所開發的地質災害區域評價與危險性區劃系統中的多種分析評價模型（圖3為神經網路模型分析結果）進行研究，得出如下結論：

（1）地質災害危險性區劃結果中穩定性最差的地段與已有的地質災害分布位置一般有較好的對應關系。這說明，地質災害頻發區對應地質災害最危險區，同時也從另一方面說明評價結果的正確性。

（2）地質災害最危險區一般沿河流呈帶狀分布。

（3）研究區最危險地段主要有3個，即黃臘石—黃土坡段、香溪河段、秭歸河段，其次在新灘和鏈子崖附近以及牛口鎮附近還分別分布有新灘—鏈子崖段和牛口段。

（4）通過現場調研結果表明，上述分析預測結果與實際情況能夠較好地符合，說明本文所採用的方法和技術手段是可行的，地質災害區域評價與危險性區劃系統的評價預測結果具有較高的可靠性，值得進一步推廣。

5.2金沙江溪落渡水電站近壩庫區地質災害危險性區劃

金沙江溪落渡水電站位於四川省雷波縣與雲南永善縣交界處的金沙江下遊河段的溪落渡峽谷。電站大壩採用雙曲拱壩壩型，壩高285m，庫容110億m3，總裝機容量1440萬千瓦，是我國擬開發的僅次於三峽的又一座巨型水電站。為進一步論證電站近壩庫岸穩定性，為庫區移民搬遷、地質災害防治及生態地質環境保護提供合理的規劃及決策依據，對該水電站近壩庫區的地質環境進行了基於GIS的綜合評價，圈定了地質災害危險地段。

根據野外調查、有關研究報告和1∶2.5萬的工程地質圖，在對本研究區基礎地質資料進行系統分析後，選取地形坡度、工程地質岩性、地質構造、岸坡結構類型、河流地質作用等為主要評價因素，將評價預測目標——危險性等級分為不危險、輕度危險、中度危險、重度危險四個等級，建立了相應的評價指標體系。按照山區流域地質環境評價與地質災害危險性預測 GIS系統的工作程式，在對研究區各種基礎圖件進行數字化，對各種評價因素進行定量化以及對矢量圖形進行柵格化處理後，採用數量化理論、信息量法、模糊綜合評判、模糊可靠度和神經網路等數學模型進行地質災害危險性區劃。

圖4和圖5分別為採用模糊可靠度方法所作出的溪落渡近壩庫區上游段和下游段的地質災害危險性分區圖。現場調研發現，危險性分區結果與野外調查結果基本相符。

圖4溪落渡近壩庫區（上游段）危險性分區圖

圖5溪落渡近壩庫區（下游段）地質災害危險性分區圖

6結語

通過本文的研究，主要取得以下成果：

（1）針對我國西南山區流域地理地質環境，形成了一套基於GIS的從數據採集→空間屬性資料庫建立→評價指標體系選擇→預測評價模型分析→地質災害危險性預測與區劃，較為完整的山區流域地質環境評價和地質災害預測的研究技術路線、方法體系和工作流程。

（2）建立了山區流域地質環境評價和地質災害預測的基本評價指標體系，並從多個角度提出了其數量化方法。

（3）基於GIS工作平台，研究開發了地質災害區域評價與危險性區劃系統，並在金沙江溪落渡水電工程庫區和長江三峽工程庫區新灘—巴東段對該系統進行了實際檢驗。應用結果表明，本文所提出的基於GIS的地質災害區域評價和危險性區劃的理論和技術方法可用於實際的地質災害評價預測，其評價預測結果基本與實際情況相符合。

在完成本項研究工作的過程中，曾得到國土資源部國際合作與科技司、地質環境司以及國土資源部長江三峽地質災害防治指揮部的大力支持和幫助，在此對他們表示衷心的感謝。

參考文獻

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⑽ 全國地質災害監測預警體系建設的主要任務

全國地質災害監測預警體系建設的總體規劃如圖7.1所示。

7.3.1 國家、省、市、縣級地質災害監測預警站網建設

縣級以上國土資源行政主管部門建立地質災害監測預警體系，會同建設、水利、交通等部門承擔地質災害監測任務，負責業務技術管理，並可受政府委託行使部分地質災害監測管理職能，發布地質災害監測預警信息。地質災害監測機構是公益性事業單位。

（1）國家級地質災害監測站

國家級地質災害監測站負責全國性地質災害專業監測網、信息網的建設與運行工作，並承擔國家級地質環境監測任務；承擔全國地質災害預警預報和相關的調查研究工作；擬編全國地質災害監測規劃、計劃、工作規范和技術標准；開展科技交流與合作，研究和推廣新技術、新方法；承擔全國地質災害監測數據、成果報告的匯總、分析、處理和綜合研究，為政府決策部門和社會公眾提供信息服務；負責對省（區、市）級地質災害監測業務的指導、協調和技術服務。

（3）地質災害監測預警研究試驗區

針對我國突發性地質災害具有區域性、同時性、突然性、暴發性和危害大等特點，結合國土整治規劃和資源能源開發，在代表性地區開展地質災害監測預警示範。在試驗區建立自動遙測雨量觀測站網，逐步建立試驗區滑坡、崩塌和泥石流區域爆發的降雨臨界值，為突發性災害的區域預警提供依據。同時，在試驗區開展降雨期斜坡岩土體滲流觀測，研究降雨誘發滑坡、崩塌和泥石流的機理。

2010年前，進一步完善和建設三峽庫區立體式監測預警示範區。完成三峽庫區滑坡、崩塌、泥石流災害的立體監測網建設，在庫區60處地質災害點實現監測數據的自動採集、實時傳輸和自動分析；完善庫區20個縣級監測點建設；完成1∶1萬航攝飛行；建立全庫區的遙感（RS）監測系統，完成全球定位系統（GPS）控制網、基準網建設。

2010年以前重點在重慶市區、北京市、甘肅蘭州市、陝西安康市、四川雅安、雲南新平、雲南東川、浙江金華市、江西宜春市等地區開展突發性地質災害監測預警試驗研究。

（4）地面沉降和地裂縫監測網

1）國家級地面沉降監測網選址原則：①跨省區的地面沉降災害區域；②有一定的監測工作和設施基礎；③地方政府有積極性，並提供配套資金；④具有較為完善的法規和管理體系。

2）工作部署：2010年之前，重點開展長江三角洲、華北平原、關中平原、淮北平原和松嫩平原地面沉降和地裂縫監測網的建設；2010年以後逐步開展汾河谷地、遼河盆地、珠江三角洲以及全國其他主要城市地面沉降和地裂縫的調查及監測網的建設。

長江三角洲地面沉降和地裂縫監測網包括上海市全部，江蘇的蘇錫常地區、南通地區和鹽城地區南部的三個縣（市），浙江的杭嘉湖平原，控制面積近5萬km²。

華北平原地面沉降和地裂縫監測網包括北京、天津市的平原區，河北省的環渤海平原區和山東的魯西北平原，控制面積5萬多km²。

關中平原和汾河谷地地面沉降和地裂縫監測網的覆蓋范圍自六盤山南麓的寶雞，沿渭河向東，經西安到風陵渡轉向北東，沿汾河經臨汾、太原到大同，寬近100km，長近1000km，包括渭河盆地、運城盆地、臨汾盆地、太原盆地、大同盆地等，涉及近50個（縣）市。

7.3.3 群測群防體系建設

突發性地質災害群測群防網主要針對地質災害較嚴重的山區農村，以縣為單位，在專業隊伍指導下，建立由當地政府領導下的縣、鄉、村三級群測群防體系。在各級地方政府的組織和領導下，充分發揮各級監測站的技術優勢，提高群眾的防災意識和參與程度，完善監測預報制度，到2010年，建成1400個縣（市）突發性地質災害易發區的群測群防網路體系。

（1）群眾監測網路建設

1）監測點選定原則：①危險性大、穩定性差、成災概率高，會造成嚴重災情的地質災害隱患體；②對集鎮、村莊、工礦及重要居民點人民生命安全構成威脅的地質災害隱患體；③一旦發生將會造成嚴重經濟損失的地質災害隱患體；④威脅公路、鐵路、航道等重要生命線工程的地質災害隱患體；⑤威脅重大基礎建設工程的地質災害隱患體。

2）監測點的建設：根據上述原則確定需要監測的地質災害隱患點後，由專業調查組及時向當地政府提出監測方案，同時協助搞好監測點的建設工作。①監測范圍的確定：除對地質災害隱患點和不穩定斜坡本身的變形跡象進行監測外，還應把該災害點威脅的對象和可能成災的范圍，納入監測范圍。②監測方法與要求：對當前不宜進行治理或暫時不能進行治理的隱患點，危害大的應建立簡易監測點，同時要對宏觀地面變形、滑坡體內的微地貌、地表植物和建築物標志等進行觀察。以定期巡測和汛期強化監測相結合的方式進行。定期巡測一般為半月或每月一次，汛期強化監測將根據降雨強度，每天或24小時值班監測。③監測點的設置：簡易監測點一般採用設樁、設砂漿貼片和固定標尺，對滑坡體地面裂縫相對位移進行監測，對危害大的隱患點，如有條件也可用視准線法測量監測點的位移。

3）監測網點的管理與運行：①監測責任落實到具體的單位與個人。被監測的地質災害隱患點所在的鄉（鎮）、村和有關單位為監測責任人，在其領導下，成立監測組，監測組由受危害、威脅的居民點或有關單位的群測人員組成。②建立崗位責任制，縣、鄉（鎮）、村應逐級簽訂責任書。調查過程中，採取多種方式進行宣傳與培訓，教會監測責任人、監測組成員和群眾，如何監測、如何判斷災害可能發生的各種跡象和災情速報及有關應急防災救災的方法。③信息反饋與處理。縣（市）國土資源主管行政部門負責監測資料與信息反饋的收集匯總，上報到市（地、州）國土資源行政部門（或地質環境監測站）進行綜合整理與分析，省國土資源廳地質環境處（或省地質環境總站）將上報的資料與信息錄入省地質災害空間資料庫，進行趨勢分析，同時對下一步監測工作提出指導性意見。④預測有重大險情發生時，當地政府和有關單位應立即採取應急防災減災措施，同時應立即報告省、市、縣政府和國土資源主管部門，派出專業人員赴現場協助監測和指導防災救災。⑤建立地質災害速報制度，按國土資發[1998]15號文附件執行。

4）資料的收集與監測數據的整理：①監測數據包括地質災害點基本資料、動態變化數據、災情等。②所有監測數據均應以數字化形式儲存在信息系統中，同時，必須以紙介質形式備份保存。③監測點必須進行簡易定量監測，並須整理成有關曲線、圖表等。應編制有關月報、季報和年報，同時，對今後災害發展趨勢進行預測。④監測數據應按有關程序逐級匯交。

（2）群專結合的預報預警系統建設

1）縣（市）國土資源行政主管部門歸口管理和指導群眾監測網路，負責監測資料與信息反饋的收集匯總。

2）縣（市）國土資源行政主管部門的地質環境職能部門應根據氣象、水文預報和監測資料進行綜合分析，預測地質災害危險點，並及時向有關鄉（鎮）、村和礦山及負有對重要設施管理的有關部門發出預警通知。

3）縣（市）國土資源行政主管部門負責組織各鄉（鎮）、礦山、重要設施主管部門編制汛期地質災害防災預案。編制全縣（市）汛期地質災害防災預案，並負責組織實施。

4）縣（市）國土資源行政主管部門負責組織地質災害防治科普宣傳活動和基層幹部培訓工作。

7.3.4 地質災害監測預警信息網建設

地質災害監測預警與防治數據是國家與地方進行地質災害防治，保障社會與經濟建設的重要信息，具有數量大、更新快、用途廣等特點。通過信息網的建設，實現數據的採集、存儲、分析和發布，切實做到為政府、研究人員和社會提供所需的地質災害信息，為國家經濟建設宏觀決策提供基礎的科學依據。

到2010年，在完善中國地質災害信息網與各省地質災害信息網及部分地（市）地質災害信息網的同時，建成集地質災害監測、地下水環境監測等為一體的全國地質災害監測信息系統，實現地質災害監測數據的自動採集、傳輸、存儲、數據管理、查詢、應用和信息實時發布系統。

到2020年，以科學技術為先導，不斷完善全國地質災害監測信息系統，結合氣象、水文、地震等相關因素，建成多專業領域、多信息處理技術的信息系統；全面提升我國地質災害監測信息水平，滿足社會和民眾對地質災害信息的需求，實現遠程會商、應急指揮等重要決策功能。

地質災害監測預警信息系統建設依託於各級地質災害監測機構，具有統一要求、統一流程、分級管理等特點，是一個與現代計算機技術緊密結合的系統工程。本書在第11章（全國地質災害防治信息系統建設規劃研究）全面討論了包括地質災害監測預警信息系統在內的整個地質災害防治信息系統的建設問題，本節不再贅述。

7.3.5 突發性重大地質災害應急反應機制建設與遠程會商應急指揮系統建設

（1）應急反應機制建設

從現在（2004年）起，國家、各省（區、市）要組建以省國土資源行政主管部門為指揮中心，以地質環境監測總站（院、中心）為主體，地（市、州）、縣（市、區）國土資源行政主管部門和地方專業隊伍協同作戰的地質災害監測預警應急反應系統。

1）應急反應系統要配置必備的應急設備，每年汛前對防災預案中地質災害隱患點的主要縣（市）進行險情巡查，重點檢查防災減災措施、群測群防網路、監測責任制是否落實到位，並對主要災害隱患點進行險情巡查，汛中加強監測，汛後進行復查。

2）發現險情和接到險情報告能在最短的時間內趕到現場，進行險情鑒定，同時能夠及時對災害進行動態監測、分析，預測災害發展趨勢，根據災害成因、類型、規模、影響范圍和發展趨勢，劃定災害危險區，設置危險區警示標志，確定預警信號和撤離路線，組織危險區內人員和重要財產撤離，情況危急時，強制組織避災疏散。

3）接到特大型和大型地質災害隱患臨災報告，指揮部辦公室會同相關部門，迅速組織應急調查組趕赴現場，調查、核實險情，提出應急搶險措施建議。

（2）突發性重大地質災害遠程會商與應急指揮系統建設

隨著國家經濟建設規模的日益擴大和人民生活水平的不斷提高，地質災害造成的損失日趨突出，地質災害的防治工作必須針對重大地質災害及時作出反應，提出科學的決策意見，及時指揮應急處理工作。

突發性重大地質災害遠程會商及應急指揮系統，是針對突發重大地質災害的預報和應急指揮，在建立地質災害綜合資料庫的基礎上，構建連接國務院國土資源主管部門、地質災害數據中心與重點地質災害發生區的遠程會商和應急指揮網路化多媒體環境及地質災害應急數據傳輸環境，形成一套信息化的地質災害遠程會商和應急指揮工作流程。

其主要工作內容如下：

1）對重大地質災害預報和應急指揮相關的信息進行提取、加工、整理、集成與分析，建立地質災害綜合資料庫。信息內容包括地理、地質背景數據；氣象分析數據；地質災害調查與監測數據；地質災害情況資料；救災條件信息等。

2）建立地質災害信息發布平台。開發和建設重大地質災害信息預報與應急指揮相關的動態信息發布系統、空間信息提取與發布系統、多媒體信息發布系統。

3）構建地質災害遠程會商和應急指揮的網路和多媒體運行環境。包括多點、多級視頻會議系統、大屏幕顯示系統及有關音像、電話系統；國家與重點地質災害區域之間的網路信息傳輸系統；構建地質災害重點區域應急調查數據快速傳輸環境。

4）研究與制定形成一套地質災害遠程會商和應急指揮系統工作規范。分析地質災害遠程會商和應急指揮工作的特點，提出地質災害遠程會商和應急指揮系統工作的模式，建立一套相關的工作規范。