基于GIS的地质灾害数据库设计

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1 地质灾害数据库总体设计
地质灾害数据库包含的内容十分广泛, 但它是以矢 量数据、栅格数据和属性数据为主要内容. 矢量数据主 要指相关的图件数据, 如新平县地形图、地质图、行政 区划图等; 栅格数据主要指 T M、SP OT 等遥感影像数 据和灾害体、剖面图和素描图; 属性数据主要指与点、 线、面数据相联系的属性信息, 这部分是数据库设计的 重点. 因为, 属性数据是用户希望在矢量或栅格底图上 得到的信息, 而矢量数据、栅格数据的组织方式和存储 格式均隐藏在平台的背后. 作为属性数据的载体存在, 这种方式极大地增强了单纯数据库表格数据的可读性和 说服力.
因子
坡度/ ( ∀) 海拔/ km 岩体结构类型 岩性 土地利用类型 与主要断裂距离/ km
表 2 统计分析内 容 T ab. 2 Contents of statistic analysis


1
2
3
4
5
6
7
0~ 20 20~ 25
25~ 30
30~ 35
35~ 40
40~ 45
45~ 50
< 600 600~ 800 800~ 1 000
研究院, 2003.
Design of geo hazards database based on G IS
备注
1 序号
L ID
整型
4

后, 转换为 Arcview GIS 软
2 野外编号
L FieldNo
整型
12

件平 台 上. shp 文件, 利 用
3 灾害统一编码 Inside Code
整型
12

其强大的空间分析功能进行
4 地理位置
L Posit ion
字符型
30

空间叠加分析, 并使用 Av enue 脚 本 对空 间分 析功 能
第3期
王小东: 基于 G IS 的地质灾害数据库设计
2 53
和目的, 重点是在统计分析完成之后, 将结果聚合, 得到某个坡度范围内较多或较少发育的滑坡, 进 而获得滑坡在某个坡度范围内的发育状况[ 6] .
( 2) 按统计结果做专题图. 根据对灾害点的属性统计结果, 做出各类专题图. 例如, 统计各海拔 区段内滑坡灾害的分布数目, 由此得到各区段内灾害数据柱状对比图, 并归纳出灾害发生与高程的函 数关系, 为确定高程因子对灾害的影响权重和创建数学模型提供定量依据. 3. 3 区划分析模块
建立在一定的数学模型如模糊综合评判模型、信息量模型、多元统计分析模型之上, 按照空间分 析的方法, 得到地质灾害的易发性、危险性分区图. 它可通过以下 2 种方式实现:
( 1) 通过各因子属性, 做出单因子评价图, 然后为各单因子配以适合的权重; 做有权叠加分析, 得到综合因子栅格图; 重分类, 得到易发性、危险性分区图[ 7] .
的方法. 3. 2 统计分析模块
( 1) 统计各评价因子分级或分类中灾害发育频数. 对崩塌、滑坡而言, 要了解其在某一区域内的
分布、发育规律, 就要从统计学的角度出发, 从大量的实例中得出一般规律, 然后再用该规律解释本
区内的灾害发育状况. 它是一个从特殊到一般、再从一般到特殊的过程, 统计按表 2 的方式进行,
进行扩展, 使界面更加友 好、功能更加专业[ 5] .
5 滑坡名称 6 滑坡类型 7 经度 8 纬度 9 后缘高程
L N ame
字符型
30
L Type
字符型
8
L Longit ude 双精度型 8
L Lat itude 双精度型 8
L Alt itude
整型
8
m
否 否 否 DD DM M SS . S 否 DD DM M SS . S 否
( 2) 在属性表中提取要进行评价的因子, 对参评各因子做统计分析, 得到适宜的权重分配, 计算 得到综合评价值; 写入属性表, 以该属性为依据, 得到综合评价结果.
4结论
建立地质灾害数据库, 然后从数据库中提取信息, 通过统计分析、GIS 空间分析等中间步骤, 为 区划研究做好数据准备, 对已生成数据如各单项因子评价图等, 进行叠加分析, 得到综合评价结果; 然后对工作区进行重分类, 以区分出不同易发程度或危险程度的地区, 这是一种较清晰、较完整的地 质灾害易发性、危险性区划的工作思路和工作方法.
( 1) 数据库表及数据项描述. 地质灾 害是自然界的一种地质作用, 它影响到了 人类的生存空间和生活空间. 与此同时, 人类活动对自然界的影响也越来越突出, 在某些区域, 地质 灾害发生的诱因就是由切坡修路、开采矿山等人为作用引起的; 所以, 在自然与人类相互作用的过程 中, 从地质作用的发生到地质灾害的形成, 都与人类有着密切的关系. 地质灾害数据库的建设也要从 地质灾害自然属性和社会属性两方面考虑, 它主要包含 4 部分内容: 灾害的基本特征、孕灾环境、对 社会造成的灾害或隐患、灾害防治. 以滑坡为例, 建议用于以下内容的描述.
参考文献:
[ 1] 张 虹. 万县 市滑坡地质灾害数据库的设计 [ J] . 安庆师范学院学报: 自然科学版, 2003, 9 ( 3) : 79 81. [ 2] 刘春 霞. 基于 GIS 的土地资源与环境信息系 统研制与应用 [ D] . 南宁: 广西大学, 2002. [ 3] 金晓 媚. 地质 灾害管理信息系统 [ J] . 灾害学, 1999, 14 ( 2) : 78 80. [ 4] 韦京 莲. 地质 灾害信息系统的数据准备及数据库设计 [ J] . 煤田地质与勘探, 2002, 30 ( 1) : 30 32. [ 5] 徐 远. 矿产 资源空间数据库的设计与实现 [ D] . 天津: 河海大学, 2005. [ 6] 唐 川. 滑坡 灾害评价原理和方法研究 [ J] . 地理学报, 1998 ( 增刊) : 150 155. [ 7] 石菊松. 基于 GIS 的滑坡灾害危险性区划研究 # # # 以 三峡 库区 巴东新 城区 为例 [ D] . 北京: 中 国科学 院地 质
滑坡影响因素表: 灾害统一编码、地质因素、物理因素、人为因素. 灾害历史表: 灾害统一编码、灾害发生时间、伤亡人数、损坏房屋面积、损坏道路里程数、损坏 水库面积、损坏水电站面积. 滑坡防治建议表: 灾害统一编码、可能诱发因素、现有监测措施、现有防治措施、监测建议、防 治建议. 崩塌、滑坡、泥石流等灾害数 据在入库的过程中采用统一编码, 用数据项 灾害统一编码 描述, 并作为主键, 在其他表中则作为外 键, 实现表间关联. 其编码方式参 照 县 ( 市) 地质灾害调查与区划 空间数据库系统建设要求 , 其结 构如图 3 所示. ( 2) 数据字典. 数据字典用来解释数据库表中的数据. 如表 1 所示, 以滑坡特征表 ( L andslide info) 为例, 说明数据库表中各项的含义[ 4] : 2. 3 物理结构设计 根据收集的图形、图像资料, 通过在 M ap GIS 平台上进行矢量化、多比例尺数据的校正融合, 得到详细的矢量数据库, 并按点 ( . w t ) 、线 ( . wl ) 、面 ( . w p ) 分层存储. 同时, 以 Access 作为属 性数据库管理软件, 以. mdb 的格式存储, 在 Map GIS 软件平台上以外 部 数据 库 引用 的 方 式, 通过
关 键 词: 地质灾害; 数据库; Map GIS; Arcview 中图分类号: P 694; T P 392 文献标识码: A 文章编号: 1007 7332 ( 2007) 03 0250 04
0引言
随着社会的进步, 经济的发展, 政府部门及基层Fra Baidu bibliotek大群众提高了对地质灾害的重视程度. 对政府 而言, 它需要了解辖区内的地质灾害发育规律, 以便采取相应的防治措施; 对群众而言, 则关系到他 们的切身利益, 他们需要知道灾害会不会发生, 需不需要搬迁等信息. 作者通过详细调查云南省新平 县地质灾害的发育状况, 并根据基层领导与广大群众的需求, 建立了地质灾害区划研究数据库. 在建 立数据库的基础上, 提取数据并采用 GIS 方法分析数据, 为地质灾害区划研究提供直接的数据支持.
摘要: 为进行地质灾害区划研究, 作者调查了云南省地质灾害的发育状况. 在建立数据库的 基础上, 提取数据并采用 GIS 方法分析数据; 从地质灾害调查数据和数据库功能出发, 着 重介绍了地质灾害数据库属性库的建设, 并详细地分析了地质灾害数据库中实体、属性以及 实体间的相互关系; 通过查询、统计分析功能, 为区域地质灾害易发性、危险性区划提供直 接的数据支持.
滑坡基本特征表: 野外编号、灾害统一编码、地理位置、滑坡名称、滑坡类型、经度、纬度、后 缘高程、长度、宽度、厚度、坡度、坡向、平面形态、剖面形态、滑体特征、土地利用类型、目前变 形迹象[ 3] .
滑坡控制因素表: 灾害统一编码、地层时代、岩性、倾向、倾角、构造部位、地震烈度、微地 貌、原始斜坡坡度、原始斜坡坡高、原始斜坡坡形、斜坡结构类型、控滑结构面类型、控滑结构面倾 向、控滑结构面倾角.
第 26 卷第 3 期 2007 年 6 月
河 南理 工大 学学 报 JOU R NAL OF HENAN POL YT ECHN IC U NI VERSIT Y
Vol. 26 N o. 3 Jun. 2007
基于 GIS 的地质灾害数据库设计
王小东
( 河南理工大学 测绘与信息工程学院, 河南 焦作 454003)
第3期
王小东: 基于 G IS 的地质灾害数据库设计
2 51
2 数据库详细设计
2. 1 概念结构设计 由于地质灾害的突发性带来了很大程
度上的不确定性, 这就需要通过地质灾害 调查, 从众多的灾害个体中归纳出地质灾 害分布发育规律. 支撑该项工作的数据包 括基础地质数据、地理数据、降雨数 据、 灾害体数据以及灾害所影响到的社会经济 实体数据. E R 模型如图 2 所示[ 2] . 2. 2 逻辑结构设计
看崩塌、滑坡等灾害的基本特征, 了解其造成的危害, 如死亡人数、损坏房屋面积等.
( 2) 落入查询. 按行政区划了解落入某一行政区划范围的灾害信息或灾害分布状况, 如某镇范围
内的灾害分布状况. ( 3) 缓冲区查询. 通过缓冲区查询了解某灾害点缓冲区范围内的人口数、建筑物数量、公路、河
流等灾害影响目标的情况; 查询居民点、河流、公路缓冲区范围内的灾害点发育状况, 也可采用同样
松散结构 中厚层 中厚夹薄层
泥岩 粉砂岩
页岩
100~ 1 200 块状
变质岩类
120~ 1 400 ! !
140~ 1 600
160~ 1 800
林地
水田
旱地
荒地
草地
建筑用地
1~ 3
3~ 6
6~ 9
9~ 12
12~ 15
15~ 18
18~ 21
!!!!!!!
8 > 50 > 1 800
21~ 24
采用 先细分, 后聚类 的方法. 以坡度因子为例, 以 5∀为一个分级界限, 并没有什么特别的依据
3 数据库功能和应用 10 长度
L Longt h
双精度型 8
m

!!
数据库功能模块是数据
库的外在表现, 也是用户运用数据
库的界面, 其主要功能模块如图 4
所示.
3. 1 查询分析模块 ( 1) 灾害信息查询. 以查询灾
害单体的基本信息为主, 如在地质
灾害分布图层上, 用户想要了解单 个灾害点信息, 可通过鼠标点击查
2 52
河南理工大学学报 ( 自然科学版)
2007 年第 26 卷
主关键字, 将外部属性表与
表 1 滑坡特 征表数据项分项说明
矢量数据内部属性表关 联,
T ab. 1 Data item of landslide info
序号 数据项名称 数据项编码
实现外部属性库的引入; 然
类型 长度/ h 单位 可否为空
此外, 本次地质灾害详细调查着重于对全区作宏观 的把握, 重点找出区域内地质灾害发育规律, 因此不计 较单个灾体的个性特征, 而是注重从区域众多灾害体中 提取一般特征, 并找出该区域内地质灾害的发育规律; 所以, 数据库设计围绕灾害体展开. 数据库整体框架如 图 1 所示[ 1] .
收稿日期: 2006 04 07 基金项目: 云南省新平县地质灾害调查项目 ( 1212010541106 2) 作者简介: 王小东 ( 1980 ) , 男, 河南辉县人, 主要从事 G IS 应用方面的研究. E mail: w gxiaodong. student@ sina. com
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