地理信息系统在公路地质灾害防治中的应用

作者：地理人来源：未知时间：2022-12-30 阅读：次字体：大中小在线投稿

一、引言
随着时代的发展、科技的进步，地理信息系统GIS技术迅速由理论研究走向实用化和产业化，广泛地应用于众多行业，为各个部门提供了强有力的信息处理和决策支持服务。
三峡工程是利国利民的大型工程。但同时，三峡工程的修建，也会带来一些相关影响，例如沿长江流域修建的公路干道（位于三峡工程建成后淹没水位线以上）的地质状况将发生改变，带来新的地质灾害（如滑坡、泥石流、崩塌、路面塌陷、岩石坍塌等）。为了保障人民生命财产的安全、国家交通事业的畅通，重庆市公路局申报开展了国家西部项目“三峡库区蓄水初期公路病害防治对策研究”。这一项目以地理信息系统为软件主干，对长江三峡重庆市辖区境内的沿江公路桥梁地质条件进行研究和分析。
二、GIS地质灾害信息管理与分析
（一）国内外研究概况和发展趋势
减灾防灾是一个世界性的问题，各国对其研究均十分重视，目前国外在此方面的研究可分为：灾害监测与预警预报、灾害评估与灾害预测、灾害治理技术措施三个方面。
近年来，随着计算机技术的发展，特别是GIS、GPS、RS技术即3S技术的发展，给灾害的检测与预警预报提供了新的手段和新的途径。目前3S技术已在国外广泛采用。国外尤其是发达国家将GIS应用与地质灾害研究方面已做了很多工作。从80年代至今，GIS技术的应用已从数据管理，多源数据集、数字化输入和绘图输出，到DEM或DTM模型的使用，到GIS结合灾害评价模型的扩展分析，到GIS与决策支持系统（DSS）的集成，到网络GIS，逐步发展深入应用。
（二）主要研究内容、关键技术
三峡库区蓄水初期公路病害防治对策研究项目，主要研究内容包括：
专题一，实现构造公路基础信息数据结构，搭建库区公路基础信息数据库，构造库区公路灾害预测分析、灾害评估模型库结构，开发库区公路灾害管理综合地理信息信息系统；
专题二，结合相关部门对库区不稳定山体，崩滑体等研究成果，分析确定相关路段可能形成的灾害规模及危险性等级；
专题三，以专题一所建立信息库中各库岸路段的数据为分析对象，对库区各库岸典型路段的稳定性等级和蓄水渗流诱发路基稳定性进行量化分析，分析周期渗流和浪流引发的库岸路基危害程度，判定典型路基的稳定安全可靠程度。并对灾害的规模进行预测和评价；
专题四，结合其他专题的研究成果，构筑路基边坡、支挡构造物稳定性评价分析模块，桥梁地基和结构在库区循环渗流环境中的稳定性和承载力评价模块。确定各典型结构物的稳定等级和安全程度，判定存在的安全隐患。
关键技术包括：
1、融合GIS与其它信息技术，建立一个集空间信息、日常管理信息、公路综合基础信息、公路灾害信息、灾害防治信息为一体的综合信息系统。
2、建立公路工程灾害防治数据库，开发三峡库区蓄水诱发的公路工程灾害防治对策支持系统。
3、研究库区蓄水诱发库岸公路、支挡结构、桥梁基础产生灾害的发生机理，并集成到地理信息系统中。
（三）GIS主要功用
通过GIS系统可以宏观展现库区公路现状：技术等级、路面技术状态、路基技术状态、主要构造物技术状态、沿线设施、路面病害、路面等级、路面结构、路面类型、路面现状等各种公路灾害业务信息与GIS地理位置数据进行关联，并加载到地图上统一查看和分析。
使用GIS系统可分析地质灾害发生规律：将采集的以往地质灾害数据采集处理后，集成到GIS系统中，可对原本抽象的位置信息进行直观的分析。结合通过建立边坡坡面、滑面、圆心、水位线、荷载及边坡加固的物理模型,利用费兰纽斯法、简化毕晓普法等计算出边坡安全系数及输入条块物理模型。
运用GIS系统评估灾害治理工程规模：通过GIS周边分析和缓冲分析方法，可对每一关键点位的周边位置信息进行计算。灾害治理工程的规模除去建设精确范围，其地域影响面也不同，可使用GIS缓冲分析建立缓冲区，进行工程规模模拟计算。
三、总结
通过GIS地理信息系统，原来抽象的地址灾害位置信息和规模数据，可以直观集约的在电子地图中展示、应用和分析，提供了灾害空间信息数据的处理平台载体。为将来开展更多的地质灾害防治研究，打下了坚固的基础。