GIS技術(shù)下的工程地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與預(yù)警

摘 要：巖土工程面臨地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，本文采用基于GIS技術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與預(yù)警方法，構(gòu)建包括危險(xiǎn)性和易損性指標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系和模型，并將模型應(yīng)用于某山區(qū)案例，利用GIS空間分析技術(shù)定量評(píng)估區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)，生成風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃圖。開發(fā)基于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和機(jī)器學(xué)習(xí)的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警模型，集成到GIS平臺(tái)進(jìn)行動(dòng)態(tài)預(yù)警。本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了集成風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理和預(yù)警發(fā)布等功能的風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)可顯著提高地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理水平，為保障巖土工程建設(shè)安全提供技術(shù)支撐，具有良好應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：巖土工程；地質(zhì)災(zāi)害；風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；地理信息系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：P 315" " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

巖土工程面臨復(fù)雜地質(zhì)條件，地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與預(yù)警至關(guān)重要。傳統(tǒng)方法基于實(shí)地調(diào)查和專家經(jīng)驗(yàn)，效率低下。GIS技術(shù)為快速、準(zhǔn)確并動(dòng)態(tài)評(píng)估和預(yù)警地質(zhì)災(zāi)害提供了新手段。本文基于GIS構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，研究預(yù)警方法，設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)，以保障巖土工程安全，降低地質(zhì)災(zāi)害損失。

1 基于GIS的巖土工程地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型構(gòu)建

1.1 地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系

地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系是進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的基礎(chǔ)。本文綜合考慮了地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性和易損性，構(gòu)建了包括危險(xiǎn)性評(píng)估指標(biāo)和易損性評(píng)估指標(biāo)的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系（見表1）。其中，危險(xiǎn)性評(píng)估指標(biāo)包括降雨量、地形坡度、地質(zhì)巖性和斷層距離等，反映了地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性；易損性評(píng)估指標(biāo)包括人口密度、建筑物密度和交通設(shè)施密度等，反映了地質(zhì)災(zāi)害可能造成的損失程度[1]。

1.2 地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型

本文在建立地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，采用層次分析法確定各指標(biāo)的權(quán)重，構(gòu)建地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型。地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型可表示為R=H×V。其中，R為地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，H為地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性指數(shù)，V為地質(zhì)災(zāi)害易損性指數(shù)。采用加權(quán)求和法計(jì)算得出地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性指數(shù)H和易損性指數(shù)V，即H=∑（Wi×Hi），V=∑（Wj×Vj）。其中，Wi和Wj分別為危險(xiǎn)性評(píng)估指標(biāo)和易損性評(píng)估指標(biāo)的權(quán)重，Hi和Vj分別為各指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值。

1.3 基于GIS的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法

基于GIS的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法主要包括4個(gè)步驟，即數(shù)據(jù)準(zhǔn)備與處理、指標(biāo)空間化與量化、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型運(yùn)算以及風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分與制圖。

首先，收集并預(yù)處理研究區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境、地形地貌、氣象水文和社會(huì)經(jīng)濟(jì)等數(shù)據(jù)。其次，利用GIS空間分析功能，對(duì)各評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行空間化處理和量化賦值。再次，將處理后的指標(biāo)數(shù)據(jù)代入評(píng)估模型，計(jì)算各單元的地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性指數(shù)、易損性指數(shù)和風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)。最后，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)劃分風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)并制圖。

風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分采用三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，低風(fēng)險(xiǎn)（指數(shù)0.0～0.3）、中風(fēng)險(xiǎn)（指數(shù)0.3～0.6）和高風(fēng)險(xiǎn)（指數(shù)0.6～1.0）。利用該方法可以進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的定量評(píng)估和空間區(qū)劃，為巖土工程地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理提供重要決策支持。

2 研究區(qū)域巖土工程地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

2.1 研究區(qū)域概況

本文選擇某山區(qū)作為研究區(qū)域，該區(qū)域地處山區(qū)，地形起伏較大，溝壑縱橫，地質(zhì)條件復(fù)雜。研究區(qū)域面積約為500km2，地形高差超過(guò)1000m，平均坡度為25°。區(qū)內(nèi)地層主要由花崗巖、石灰?guī)r和第四系松散堆積層組成，發(fā)育有多條斷層和褶皺構(gòu)造。研究區(qū)域?qū)儆趤啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，年平均降雨量為1200mm，主要集中在5—9月。受地質(zhì)、地形和氣候條件影響，研究區(qū)域內(nèi)滑坡、崩塌和泥石流等地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，給當(dāng)?shù)貛r土工程建設(shè)和人民生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)嚴(yán)重威脅[2]。

2.2 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備與處理

為了進(jìn)行研究區(qū)域巖土工程地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，本文收集了研究區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境、地形地貌、氣象水文和社會(huì)經(jīng)濟(jì)等多源數(shù)據(jù)，主要包括地質(zhì)圖、地形圖、遙感影像、降雨量數(shù)據(jù)、人口分布數(shù)據(jù)以及建筑物分布數(shù)據(jù)等。利用GIS軟件對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行空間配準(zhǔn)、格式轉(zhuǎn)換和投影變換等預(yù)處理，建立研究區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估數(shù)據(jù)庫(kù)。

在數(shù)據(jù)準(zhǔn)備的基礎(chǔ)上，參照表1的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系，利用GIS空間分析功能提取研究區(qū)域的各評(píng)估指標(biāo)數(shù)據(jù)，包括降雨量、地形坡度、地質(zhì)巖性、斷層距離、人口密度和建筑物密度等（見表2）。根據(jù)克里金插值得到降雨量數(shù)，由DEM提取得到地形坡度數(shù)據(jù)，由矢量化地質(zhì)圖得到地質(zhì)巖性數(shù)據(jù)，由歐氏距離分析得到斷層距離數(shù)據(jù)，由空間統(tǒng)計(jì)得到人口密度和建筑物密度數(shù)據(jù)。

2.3 地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果分析

將處理后的指標(biāo)數(shù)據(jù)代入地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，計(jì)算出研究區(qū)域各評(píng)估單元的地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性指數(shù)、易損性指數(shù)和風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)。研究區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃結(jié)果表明，高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)主要分布在山區(qū)的中部和西部，面積約占研究區(qū)域總面積的20%；中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)主要分布在山區(qū)的東部和南部，面積約占研究區(qū)域總面積的35%；低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)主要分布在山前平原和河谷盆地，面積約占研究區(qū)域總面積的45%。從空間分布來(lái)看，地質(zhì)災(zāi)害高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)主要集中在降雨量大、地形陡峭和地質(zhì)條件差的區(qū)域，這些區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生頻率較高，一旦發(fā)生可能會(huì)造成重大損失。

為進(jìn)一步分析研究區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的時(shí)空分布特征，本文統(tǒng)計(jì)了不同風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)區(qū)域的面積占比和人口占比。研究結(jié)果顯示，低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)占總面積的45%，人口占比為30%；中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積占比為35%，人口占比為40%；高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積占比最小，僅為20%，但是人口占比為30%。

上述數(shù)據(jù)分布表明，盡管高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積較小，但是人口密度較高，是人口相對(duì)集中的區(qū)域。因此，一旦發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，可能會(huì)造成重大人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。因此，在研究區(qū)域內(nèi)開展巖土工程建設(shè)過(guò)程中，必須高度重視地質(zhì)災(zāi)害高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警和防治措施，以保障工程建設(shè)和運(yùn)營(yíng)安全。

3 基于GIS的巖土工程地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警方法研究

3.1 地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理

地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警的重要基礎(chǔ)。本文利用GIS技術(shù)，建立了研究區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲(chǔ)、管理和共享等功能。在數(shù)據(jù)采集方面，本文利用自動(dòng)化監(jiān)測(cè)設(shè)備，例如GPS、雨量計(jì)和孔隙水壓計(jì)等，獲取研究區(qū)域內(nèi)的位移、降雨和地下水位等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（見表3）。

監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)由無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心，并存儲(chǔ)在空間數(shù)據(jù)庫(kù)中。本文利用GIS的數(shù)據(jù)管理功能，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量控制、預(yù)處理和組織，建立地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，在WebGIS平臺(tái)上進(jìn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)在線發(fā)布和共享，供地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警和應(yīng)急管理使用[3]。地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)采用分布式架構(gòu)，如圖1所示?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備將數(shù)據(jù)由GPRS/4G網(wǎng)絡(luò)傳輸至云端服務(wù)器。服務(wù)器端利用Kafka消息隊(duì)列保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃??？臻g數(shù)據(jù)庫(kù)基于PostgreSQL/PostGIS，支持矢量和柵格數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)時(shí)空插值處理后存入數(shù)據(jù)庫(kù)，并基于GeoServer發(fā)布地理數(shù)據(jù)服務(wù)。WebGIS客戶端利用Leaflet等開源庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化展示。

3.2 地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警模型構(gòu)建

本文在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理的基礎(chǔ)上，利用數(shù)據(jù)挖掘和機(jī)器學(xué)習(xí)等方法構(gòu)建地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警模型。以研究區(qū)域常見的滑坡災(zāi)害為例，建立基于支持向量機(jī)（SVM）的滑坡預(yù)警模型。將滑坡發(fā)生前的降雨量、地下水位和位移速率等作為模型輸入指標(biāo)，提取已發(fā)生滑坡的歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，將其作為訓(xùn)練樣本，并利用SVM算法進(jìn)行模型訓(xùn)練，得到滑坡預(yù)警模型。利用獨(dú)立的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證，評(píng)估模型的預(yù)警性能，分析并確定最優(yōu)的模型參數(shù)和預(yù)警閾值（見表4）。將訓(xùn)練好的滑坡預(yù)警模型集成到GIS平臺(tái)中，進(jìn)行滑坡災(zāi)害實(shí)時(shí)預(yù)警。

3.3 地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警模型構(gòu)建

在構(gòu)建基于支持向量機(jī)（SVM）的滑坡預(yù)警模型過(guò)程中，需要確定一些關(guān)鍵參數(shù)，以優(yōu)化模型的預(yù)警性能。通過(guò)比較和試驗(yàn)驗(yàn)證，本文確定了SVM滑坡預(yù)警模型的最優(yōu)參數(shù)組合。

當(dāng)選擇SVM核函數(shù)時(shí)，考慮滑坡發(fā)生與降雨、地下水位等因素間的非線性關(guān)系，本文采用了徑向基核函數(shù)（RBF）。首先，該函數(shù)能夠有效處理非線性問(wèn)題，具有較好的泛化能力。其次，懲罰因子C是控制SVM模型復(fù)雜度和誤分類容忍度的重要參數(shù)，經(jīng)過(guò)網(wǎng)格搜索和交叉驗(yàn)證確定C的最優(yōu)值為10，不僅能夠保證模型泛化能力，而且能夠降低過(guò)擬合的風(fēng)險(xiǎn)。此外，RBF核函數(shù)的參數(shù)γ控制核函數(shù)的寬度，影響模型的非線性擬合能力，本文對(duì)比試驗(yàn)，確定γ的最優(yōu)值為0.1，既能捕捉數(shù)據(jù)的非線性特征，又能避免過(guò)度擬合[4]。在SVM模型參數(shù)選擇方面，本文采用網(wǎng)格搜索（grid search）與k-折交叉驗(yàn)證（k-fold cross validation）的組合方法。首先，構(gòu)建懲罰參數(shù)C和核函數(shù)參數(shù)γ的候選值網(wǎng)格，例如C=[0.1，1，10，100]，γ=[0.001，0.01，0.1，1]。其次，在訓(xùn)練數(shù)據(jù)上進(jìn)行k-折交叉驗(yàn)證（本文取k=5），對(duì)每個(gè)C-γ參數(shù)組合重復(fù)5次交叉驗(yàn)證并計(jì)算平均交叉驗(yàn)證分?jǐn)?shù)，從而找到驗(yàn)證集中表現(xiàn)最優(yōu)的C-γ組合。

在確定SVM模型參數(shù)的基礎(chǔ)上，還需要針對(duì)滑坡預(yù)警指標(biāo)設(shè)置合理的預(yù)警閾值。通過(guò)本文分析了研究區(qū)域歷史滑坡事件與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的關(guān)系，并結(jié)合專家經(jīng)驗(yàn)和實(shí)地調(diào)查，確定了降雨量、地下水位和位移速率3個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)的預(yù)警閾值。當(dāng)連續(xù)24h內(nèi)的降雨量超過(guò)100mm、地下水位上升至地表以下10m以內(nèi)或者斜坡位移速率連續(xù)3d超過(guò)5mm/d時(shí)，即認(rèn)為滑坡發(fā)生的可能性較大，需要發(fā)出預(yù)警信息。在預(yù)警閾值確定方面，本文統(tǒng)計(jì)分析了研究區(qū)域內(nèi)2000—2022年67起滑坡事件的滑坡前24h降雨量、滑坡發(fā)生時(shí)的地下水位以及前3d的平均位移速率。由概率統(tǒng)計(jì)分析可知，當(dāng)降雨量gt;100mm/24h、地下水位lt;10m并且位移速率gt;5mm/d時(shí)，發(fā)生滑坡的概率分別為80%、75%和70%。將這3個(gè)指標(biāo)進(jìn)行綜合考慮，最終確定了預(yù)警閾值。

合理設(shè)置滑坡預(yù)警模型的SVM模型參數(shù)和預(yù)警閾值，能夠有效捕捉滑坡發(fā)生的先兆特征，提高預(yù)警的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。將訓(xùn)練好的滑坡預(yù)警模型集成到GIS平臺(tái)上，結(jié)合實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，就能夠進(jìn)行滑坡災(zāi)害的動(dòng)態(tài)預(yù)警，為防災(zāi)減災(zāi)提供科學(xué)支撐。

4 巖土工程地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

4.1 系統(tǒng)需求分析

為了有效管理巖土工程地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，需要設(shè)計(jì)綜合的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)。本文深入分析了研究區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害特點(diǎn)、管理部門職責(zé)和用戶需求，確定了系統(tǒng)的主要功能需求，如下所示。1） 能夠?qū)Φ刭|(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、傳輸、存儲(chǔ)和管理。2） 能夠?qū)Φ刭|(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估和區(qū)劃。3） 能夠?qū)Φ刭|(zhì)災(zāi)害進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)警和情景模擬。4） 能夠支持地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的可視化展示和信息共享。5） 能夠?yàn)榈刭|(zhì)災(zāi)害防治決策提供科學(xué)支撐。

4.2 系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)系統(tǒng)需求分析結(jié)果，本文設(shè)計(jì)了基于GIS的巖土工程地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)的總體架構(gòu)。數(shù)據(jù)層主要包括地質(zhì)災(zāi)害基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)了系統(tǒng)運(yùn)行所需的各類數(shù)據(jù)。服務(wù)層基于GIS服務(wù)器，提供數(shù)據(jù)管理、空間分析、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和預(yù)警模擬等核心服務(wù)。應(yīng)用層利用瀏覽器進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理可視化展示，包括數(shù)據(jù)管理、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、災(zāi)害預(yù)警和系統(tǒng)維護(hù)等功能模塊[5]。

系統(tǒng)采用經(jīng)典的“瀏覽器/Web服務(wù)器/數(shù)據(jù)服務(wù)器”3層架構(gòu)，前端瀏覽器基于HTTP協(xié)議與Web服務(wù)器進(jìn)行交互，Web服務(wù)器基于TCP/IP協(xié)議與數(shù)據(jù)服務(wù)器進(jìn)行交互。Web服務(wù)器端采用J2EE架構(gòu)，將Tomcat作為Web容器，Spring作為核心框架。數(shù)據(jù)服務(wù)器端使用ArcGIS Server提供GIS服務(wù)，將PostgreSQL作為空間數(shù)據(jù)庫(kù)。

4.3 地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估子系統(tǒng)是系統(tǒng)核心，基于GIS平臺(tái)實(shí)現(xiàn)，包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理模塊、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型管理模塊、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估計(jì)算模塊和風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃模塊?；A(chǔ)數(shù)據(jù)模塊支持地形、地質(zhì)等數(shù)據(jù)維護(hù)；模型管理模塊支持評(píng)估指標(biāo)體系和模型參數(shù)設(shè)置；計(jì)算模塊基于數(shù)據(jù)和模型，進(jìn)行危險(xiǎn)性、易損性和風(fēng)險(xiǎn)定量評(píng)估；區(qū)劃模塊生成風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃圖，支持風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)可視化查詢。

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估計(jì)算模塊基于ArcGIS Server的空間分析功能，采用柵格代數(shù)運(yùn)算，進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性、易損性和風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算。并利用ArcObjects二次開發(fā)，對(duì)評(píng)估模型進(jìn)行封裝，支持用戶自定義評(píng)估單元尺度、指標(biāo)權(quán)重等參數(shù)。

4.4 地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警子系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和動(dòng)態(tài)預(yù)警的關(guān)鍵。本文在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理的基礎(chǔ)上，開發(fā)了基于GIS的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警子系統(tǒng)。子系統(tǒng)主要包括以下功能模塊。1） 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理模塊，支持各類監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)接收、質(zhì)量控制和存儲(chǔ)。2） 預(yù)警模型管理模塊，支持預(yù)警模型的參數(shù)設(shè)置、閾值調(diào)整和模型更新。3） 預(yù)警計(jì)算模塊，基于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和預(yù)警模型，動(dòng)態(tài)計(jì)算滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)警指數(shù)和預(yù)警等級(jí)。4） 預(yù)警信息發(fā)布模塊，利用WebGIS平臺(tái)進(jìn)行預(yù)警信息實(shí)時(shí)發(fā)布、推送和查詢，支持預(yù)警信息的空間可視化展示。

4.5 系統(tǒng)測(cè)試與應(yīng)用效果評(píng)估

為了驗(yàn)證巖土工程地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)的可行性和有效性，本文以研究區(qū)域?yàn)闇y(cè)試對(duì)象，進(jìn)行了系統(tǒng)的部署和應(yīng)用測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明，系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，各功能模塊協(xié)調(diào)工作，能夠滿足地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理的需求。在系統(tǒng)支持下，研究區(qū)域的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和預(yù)警能力顯著提升。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果為防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃和工程建設(shè)選址提供了重要依據(jù)，預(yù)警信息的及時(shí)發(fā)布有效減少了地質(zhì)災(zāi)害造成的損失。綜上所述，系統(tǒng)的應(yīng)用提高了巖土工程地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理的信息化水平，在保障工程建設(shè)和人民生命財(cái)產(chǎn)安全方面具有重要作用。

5 結(jié)語(yǔ)

巖土工程建設(shè)面臨復(fù)雜多變的地質(zhì)條件，地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與預(yù)警是保障工程安全實(shí)施的重要手段。本文基于GIS技術(shù)，構(gòu)建了巖土工程地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，并結(jié)合實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的動(dòng)態(tài)預(yù)警。研究區(qū)域的實(shí)例分析驗(yàn)證了本文方法的有效性和可行性?；贕IS技術(shù)的巖土工程地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)為工程建設(shè)項(xiàng)目的安全管理提供了重要的技術(shù)支撐。未來(lái)還需要加強(qiáng)GIS技術(shù)與地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理的深度融合，不斷完善風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型和預(yù)警方法，為保障巖土工程建設(shè)安全和區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展做出更大貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]王雪妍.淺談地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[J].科技資訊，2018，16（8）：120-121.

[2]趙寧.礦山巖土工程勘察中的地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估與風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警研究[J].世界有色金屬，2023（23）：205-207.

[3]孫振東.地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與應(yīng)對(duì)策略研究[J].工程與建設(shè)，2023，37（6）：1673-1675.

[4]張萬(wàn)里.基于遙感和GIS的滑坡地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估探討[J].科技資訊，2022，20（23）：90-93.

[5]馬彥霞.地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及預(yù)測(cè)分析[J].世界有色金屬，2021（15）：144-145.