基于GIS的滑坡地质灾害预警预测系统研究

关朝阳

摘要：滑坡，是地质灾害的主要表现形式之一，其严重危及人们生活和生产。在滑坡区域研究工作中，可着重探讨GIS视角下的滑坡地质灾害预警预测系统开发，通过预警预测系统的建设，及时有效的存储、查询、处理滑坡区域空间数据，并通过对空间数据模型的建立，实时预警滑坡地质灾害信息，以地质灾害的主动防治形式，降低其所造成的损害。本文通过分析GIS的发展，详细阐述了滑坡地质灾害预警系统的具体开发。

关键词：GIS；滑坡；预警预测系统

前言：因我国自然地理条件较为复杂，地域辽阔，地质构造运动强烈。特别在西部山区，地质灾害极为发育。为了实现对滑坡地质灾害问题的控制，避免因滑坡灾害的发生威胁到、、交通、水利等基础设施及周边城镇居民的生命财产安全，应注重将GIS应用于滑坡地质灾害预警预测系统中，由预警预测系统来监测山区地质构造运动，获取空间数据，及时反馈灾害信息，降低人员伤亡和财产损失。

一、GIS发展概述

地理信息系统，简称GIS，是指通过计算机软硬件的操控，收集、存储、管理、分析空间和属性数据。在GIS功能发挥过程中需保持各个组成部分的协同合作。包括主机、数字化仪器、绘图仪、磁盘、系统软件、应用分析软件、地理信息系统软件等等，继而获取空间数据，并将空间数据转换成图像、表格、文字等形式，供操作人员使用。此外，因GIS可作为描述动态地理模型使用，通常能对自然社会和人文景观数据进行描绘。若将其应用于滑坡地质灾害预警预测系统中，将更好地完成灾害的监测预警工作。

二、GIS视角下滑坡地质灾害预警预测系统实现

（一）滑坡体模型

GIS视角下滑坡体模型构建的复杂性较高，但是滑坡体模型是滑坡地质灾害预警预测系统功能实现的关键。在进行滑坡体模型构建过程中，要重点获取详细的地质资料。这一过程中，要注重对地表模型信息进行把握。

结合图1所示，在进行滑坡体模型构建过程中，由于Z1、Z2、Z3的地质层数存在一定的差异性，这就导致滑坡体模型构建过程中，需要具有较强的针对性，能够保证插值选择更加科学、合理。滑坡体模型构建时，要对GIS数据进行采集并矢量化，注重对地表模型的离散点数据获取，利用三角网生长算法进行网格化分，从而确定滑坡体模型。

（二）预测系统模型构建

预测系统模型构建过程中，本文主要以ARMA序列的有限参数线形模型为主。这一过程中，ARMA的公式表达为：该模型为自回归模型AR（p）。

预测系统模型构建过程中，考虑到自相关函数ACF与偏自相关函数PACF，得到预测方程：

同时，结合p（t）的时段预测值，能够得到预测系统的预警区间，保证预测系统对滑坡地质灾害进行有效预测。

（三）滑坡地质灾害预警预测系统建设

在系统中滑坡地质灾害预警预测子系统建设时，应从以下几个层面入手：

1.系统功能层面。在系统界面功能建设时，为了便于管理人员对系统进行高效性操控，应优化设计工具条、菜单栏、界面布局部分，并在系统界面功能区设计中，增加地理信息、监测数据、灾情查询、灾情治理、文件管理、相关资料、系统管理等工具条。同时，在系统界面左侧增加可见、查询、编辑等菜单栏。而系统界面中心位置则作为图层显示区域，满足管理人员对滑坡地质灾害信息的可视化查询要求。

2.系统查询层面。在系统地质灾害查询子系统建设过程中，应注重增加点击查询、拉框查询、条件查询三个查询功能，继而便于系统管理人员以查询方式浏览灾害地点、地灾信息等等。这一过程中，要注重对滑坡主要监测数据进行获取。滑坡监测数据包括以下几点：①GPS监测仪器能够对监测点的x、Y、z坐标进行获取；②实现对滑坡降雨量的有效监测；③深部位移钻孔倾斜仪监测，能够对岩土位移情况进行把握，保证对监测数据信息进行有效传递，为预测系统提供数据支撑。GPS监测仪器的应用，主要目的在于对目标点的数据进行获取，为GIS系统提供可靠的数据支持，以满足预警预测系统的需求。

3.系统监测、管理层面。在滑坡灾害监测预警系统建设过程中，为了高效性完成地质灾害调查工作，要注重将监测仪器与GIS系统进行有效结合。这一过程中，借助于GPRS和北斗卫星将数据进行处理和分析，构建完善的三维滑坡灾害预警系统。通过三维滑坡灾害预警系统，对滑坡地质灾害实现有效监控的目标。三维GIS功能的实现，主要涉及到了滑坡基礎信息生成、管理、数据监测、管理与预测。在进行滑坡信息生产和管理过程中，需要借助于地表数据信息，生成三维地质模型，之后借助于GIS监测系统，对滑坡带区进行划分。三维GIS模型应用过程中，具有较强的分析功能，能够对任何地区的地质信息情况进行获取，为预警预测系统提供有效的数据支撑。结论：综上可知，传统的滑坡地质灾害评价方法在实际应用过程中逐渐表现出数据难共享、误差大、速度慢等问题，影响到了地质灾害问题的具体评价效果，且因地质灾害的发生造成了巨大损失。因此，为了实现对滑坡区域危险程度的实时预警预测，可利用GIS对空间数据等进行收集，通过滑坡地质灾害预警预测系统信息数据库、地质灾害查询、灾害调查、灾害监测等子系统的开发，实现滑坡地质灾害的实时预警。endprint