地質災害信息系統建設報告
① 全國地質災害防治信息系統建設的目標和原則
11.3.1 目標
(1)總體目標
在地質災害防治工作中全面開展信息系統建設。通過建立支持地質災害防治的完整數據體系,形成一體化綜合數據中心,提供數據快速響應和多目標應用系統,建立支持地質災害防治工作全過程的綜合一體化動態評價及預警平台,促進地質災害調查評價、規劃、管理、防治的科學化與現代化,為全社會提供方便快捷的信息服務,充分發揮地質災害防治在國家社會經濟發展中的基礎性、公益性和戰略性作用,使地質災害防治工作更好地適應我國可持續發展的需要。
(2)近期(2010年)目標
1)完成中小比例尺基礎資料庫建設,實現所有地質災害動態數據的快速更新,數字化信息的積累取得顯著進展,形成支持地質災害防治的基礎數據體系和動態數據更新體系。
2)基本建成地質災害區域評價及預警預報的決策支持系統,最大限度地保證地質災害防治決策和預警信息的准確、高速傳輸。
3)建立以遙感和地理信息系統技術為基礎的地質災害調查及監測數據採集系統,在地質災害多發區及重點地區,實現地質災害監測和調查數據的快速更新。
4)在地質災害防治工作中推廣應用信息技術,在地質災害調查和監測工作中基本實現野外調查數字化採集和自動監測,對重點地質災害的監測信息實現自動傳輸。
5)實現地質災害防治管理的信息化,促進地質災害防治管理水平的提高。
6)建成以網路技術為基礎的國家、省及重點地質災害防治區的三級數據傳輸系統,支持地質災害調查數據共享和動態數據的快速傳輸。
7)在國土資源信息化標准體系的基礎上,基本完成地質災害防治信息化標准建設,形成較為完整的標准體系,全面支持地質災害防治數據的綜合管理、信息共享和多目標應用服務。
8)在地質災害調查隊伍中廣泛普及信息技術知識,培養出一批既懂信息技術,又有地質災害防治專業知識的復合型人才,初步建成高素質的信息化建設隊伍。
(3)遠期(2020年)目標
在已有信息化建設的基礎上,通過不斷完善和提高信息化在地質災害防治工作中的能力,全面建成支持地質災害防治的綜合數據中心;建立支持地質災害防治數據採集和維護的數據傳輸系統;建立以地質災害防治為最終目標的信息服務和應用系統;建立支持數據傳輸、信息交換和共享的網路支撐體系;建立地質災害防治信息化標准支撐體系。通過實現地質災害防治工作全過程信息化,促使信息技術的創新能力明顯提高,完成各級地質災害防治信息系統建設,建成結構完整、技術先進、高速、大容量的信息交換網路;建立數據良性更新機制;完善地質災害防治管理信息系統並實現系統的整體集成,形成具有區域評價、預警預報等多種分析預測決策支持功能的信息綜合服務體系。
11.3.2 系統建設原則
根據國家社會經濟發展的需求和地質災害防治的目標和任務,遵循國家及國土資源信息化規劃的總方針、總任務,確定地質災害防治信息系統建設的總體原則是:
1)統籌部署、統一規劃、分級分步實施,系統的建設應在國土資源信息化建設、地質環境信息化建設的總體規劃指導下進行,要與地質環境信息化建設相協調,從全局的觀點來設計和規劃系統建設,保證整個系統運行的協調性;
2)充分考慮地質災害防治現狀與特點,在注重應用技術和系統的實用性、易用性的前提下,盡可能跟上信息技術的發展,採用先進的信息技術手段,保證系統的先進性、可持續性;
3)系統建設要依託地質災害防治工作體系,要服從地質災害防治工作的業務流程,要為地質災害防治工作提供有效的服務和技術支持。
② 全國地質災害防治信息系統建設的主要任務
11.5.1 數據綜合一體化管理系統的建設
(1)總體框架
數據綜合一體化管理系統總體框架是:依託地質災害調查、地質災害監測等工作體系和分布式網路體系,各項數據資源按照統一的標准和一體化結構進行綜合,在不同應用功能的管理系統的相互協調下為地質災害防治提供有效的數據和綜合數據的管理能力。在資料庫基礎之上,以地質實體為目標,以統一標準的數據模型或數據組織方式連接各種信息,形成一個在空間和時間上連續分布的綜合信息框架,即盡可能地包含所有信息,包括潛在有用信息,又能方便快速選取。同時,充分考慮「分層」在空間數據組織中的作用,通過開展面向對象的整體數據模型研究,建立面向空間拓撲關系的數據組織方式,建立直接面向空間實體及其空間關系和語義關系的數據模型;建立基於空間實體的空間索引機制;突破傳統的地圖組織模式,以獨立、完整,具有地質意義的實體及空間關系為基本單位進行數據的組織和表達;提供與其他系統的數據交換能力。總體框架如圖11.4所示。
圖11.11 地質災害防治信息快速傳輸網路結構圖
地質災害防治信息傳輸網路以多級分布數據控制體系為原形,是以地理分布為基準,以工作和專業職能為依託,形成分級管理體系。各級系統採用資料庫支持下的應用結構,各系統按照不同的軟、硬體層次級別進行組合,由高速網路系統進行連接,形成層次結構,各級系統按照統一標准存儲和管理數據。信息源所產生的數據先在基層系統按照統一的數據指標體系和標准加工整理,根據需求傳遞給上一層,保證數據快速採集和不斷更新,以便不同的應用系統存儲和應用。
系統網路環境採用成熟和穩定的技術,公用網路和專用網路相結合,在充分保證網路帶寬和網路安全的條件下,建設低成本、易維護、穩定可靠的計算機網路系統。根據信息存儲、管理和應用的需求,對各級網路系統配備不同的設備,以滿足信息網運轉的基本要求。國家級網路中心與省級系統的連接採用專線和公網兩種方式進行,專線連接主要以HDSL寬頻連接,公網方式則根據當地條件以HDSL或靜態IP地址的ADSL或寬頻形式為主。最低保證帶寬要求為2M。通過公網連接的中心考慮數據加密機制和防火牆技術,確保數據傳輸和網路安全。數據中繼站的連接可根據情況以公網和數據保密為基礎,採用衛星通訊、GPRS、ADSL或寬頻等多種形式。監測採集設備入網以GSM、CDMA網或撥號等進行實時數據傳輸。
地質災害防治信息網路中心的主要功能:
1)存儲和管理全國基礎性、戰略性地質環境基礎信息;
2)為國家和政府其他部門提供數據交換平台;
3)通過數據專線連接至國土資源部和中國地質調查局網路中心;
4)連接至各省,成為地質環境信息綜合管理平台;
5)提供地質災害防治綜合評價及預警預報平台;
6)提供地質環境綜合信息發布平台。
省級數據交換中心的主要功能:
1)負責存儲和管理本省范圍內的地質環境信息;
2)匯總本省范圍內地質環境信息;
3)上交國家級及區域性、戰略性地質環境調查數據和地質災害監測數據;
4)提供專項信息、綜合信息發布平台及應用服務節點。
省級數據交換中心的主要功能是依存於現行的動態監測體系,負責採集、整編地質環境基礎數據和調查監測數據,負責按照統一的標准匯交數據。
11.5.8 地質災害防治工作信息化標準的研究和制定
加強地質災害防治標準的研製、貫徹與應用,保證地質災害防治信息系統建設的協調性發展。標准化作為一種有效和必要的現代化管理手段,在保證協調發展,增強科技實力,實現科技成果向生產力轉化等方面的作用越來越顯著。隨著信息時代的到來和發展,其對標准化的依賴程度將越來越大。目前,許多國家不僅十分重視開發利用各種信息和技術資源,同時對標准化的研究和制定也極為重視。
地質災害防治標准化制定的原則是,根據國家信息化發展的要求,圍繞國土資源信息化發展的總體目標,遵循國土資源信息化指導方針,充分吸收國內外先進經驗,在已有國家標准和行業標準的基礎上,建立能夠使地質災害防治工作實現信息化的有效的、操作性強的各項標准,為實現地質災害防治信息系統建設提供強有力的技術支撐。
值得指出的是,在制定地質災害防治工作信息化相關標準的過程中,特別要注意與國土資源部和中國地質調查局相關規程、規范保持一致。對涉及已有標準的交叉數據,應嚴格按有關規定無條件地引用相關標准,以保證國家標準的嚴肅性和一致性。在所涉及的相關專業數據尚無標准或標准中不存在相關內容的,建議應採用下述原則:
1)對無標准專業的相關數據,按標准編制原則制定臨時標准;
2)對有標准而無相關內容的數據,按其給定的擴充原則進行擴充,並通知有關標准化管理部門給予確認。
地質災害防治標准化的制定,應以《國土資源信息化標准指標體系》、《國土資源信息標准參考模型》、《國土資源信息核心元數據標准》、《國土資源信息高層分類編碼及數據文件命名規則》等標准作為指導標准,重點研究和制定以下標准:
1)「地質災害領域數據模型」;
2)「地質災害實體定義規則」;
3)「地質災害防治圖式、圖例表達規則」;
4)「地質災害評價、預警分析指標體系」;
5)「地質災害防治規劃數據格式標准」;
6)「地質災害防治數據存儲、管理規則」;
7)「地質災害防治數據質量控制標准」;
8)「地質災害監測儀器設備數據交換標准」;
9)「地質災害群測群防監測信息採集標准」;
10)各類指導地質災害防治相關資料庫建設的數據格式及工作指南。
③ 哪些建設項目需要做地質災害報告
按照官方說法就是在新征地或地質災害易發區內進行建設,就需要進行地質災害危險性評估,也就是要編制並提交地質災害報告。
這項工作是項目前期必須做的一個工作,或者說就是多一個政府公章,是躲不過去的。
④ 我國地質災害防治工作信息化的回顧
信息化工作在地質災害防治領域得到了比較廣泛地應用,主要是基於空間資料庫的地理信息系統,既包括了地理信息系統的通用功能,同時提供了基於地質災害專業應用的特殊功能,如鑽孔數據綜合管理,地下水資源、環境、災害評價系統,空間信息虛擬三維可視化系統,以及基於網路的空間信息發布系統等。這些功能的開發,大大提高了地質災害信息應用的潛力,為今後進一步的信息開發奠定了基礎,並逐步形成了比較成熟的空間資料庫建設方法、工作流程、文檔編錄和成果表達方法,具備了信息系統建設的綜合能力。通過信息化技術的廣泛應用,不僅促進了地質災害防治工作的進展,而且為今後更好地開展地質災害信息系統建設奠定了堅實的基礎。
11.2.1 主要成果
(1)資料庫建設初見成效,數據資源積累程度逐步提高
近幾年隨著計算機技術的不斷發展,水工環地質信息化工作已經從單一的資料庫建設和簡單的軟體開發,逐步過渡到建立適用於地質專業領域進行多元數據處理和分析的空間資料庫建設和地理信息系統建設。目前已經在全國范圍內逐步開展了1∶500萬~1∶600萬的各類水工環地質專題信息空間資料庫建設、1∶50萬~1∶100萬的分省地質環境空間資料庫建設、1∶5萬全國重點城市和經濟區地質環境綜合空間資料庫的建立工作,以及1∶20萬水文地質圖空間資料庫、地質災害調查資料庫、礦山環境地質調查資料庫和地下水動態監測資料庫等的建設工作。
一大批與地質災害防治工作相關的基礎性地質資料庫已經建立或正在建設,為地質災害防治的信息化工作提供了基礎性地質數據的堅實基礎,如:1∶500萬、1∶250萬、1∶50萬、1∶20萬、1∶5萬數字地質圖空間數據,1∶20萬水文地質空間數據,1∶600萬水文地質、環境地質、工程地質空間數據,全國礦產地數據,全國重砂數據,全國同位素地質測年數據,全國1∶20萬~1∶500萬區域地球化學數據(39~45個元素),全國1∶20萬~1∶100萬區域重力調查數據,全國1∶20萬~1∶100萬航空磁測數據,全國航空電磁數據,全國航空放射性數據,航空遙感影像數據、全國地質工作程度數據,全國礦產儲量數據。
(2)各類應用系統在地質災害防治工作中得到應用
隨著各類環境地質工作項目的開展,與之配套的信息化工作也在逐步深入地進行。正在建設的信息系統有:全國縣(市)地質災害調查資料庫系統,全國區域環境地質調查資料庫系統,地質環境監測資料庫系統,全國礦山環境地質調查信息系統等。在應用系統開發方面,利用各類基礎軟體和工具開發了適用於不同目的的各類系統,如:三峽庫區地質災害預警分析系統,區域地質環境評價系統和多種專項系統,環境地質調查野外數據採集系統,首都地區地下水與環境調查評價信息系統,長江三角洲地區地下水資源和地質災害調查評價資料庫與信息系統等。這些系統的開發和建立,大大提高了信息技術在水工環地質專業領域的應用水平,從某種程度上說,極大地促進了水工環地質工作的發展。遙感技術也在部分重點地區得到了初步應用。
(3)網路建設基礎框架已經形成
在網路系統建設方面,建成了與國際互聯網直接連接的中國地質環境信息網站,初步形成了水工環數據中心的總體框架,對水工環地質領域的信息化工作,起到了有力的基礎支撐作用。
(4)信息標准化工作開始走上正軌
為配合信息化工作的開展,已經新編或修訂了相關的「信息化工作指南」和「數字化標准」,主要包括:《地下水資源數據交換格式標准》、《水文地質鑽孔數據交換格式標准》、《區域水文地質調查空間資料庫建設工作指南》、《區域環境地質調查空間資料庫建設工作指南》、《地質環境監測資料庫格式標准》、《縣(市)地質災害調查資料庫格式標准》、《水工環空間資料庫圖例標准》等。這些文件的推出,為水工環信息化工作的開展奠定了基礎,促進了水工環信息標准化的進程。
11.2.2 存在的主要問題
(1)資料庫建設分散,基礎數據的信息化積累程度仍待進一步提高
與信息技術處於先進地位的國家相比,我國的資料庫系統建設在規模和技術手段上均有一定的差距,尤其是在數據集成和管理方面,先進國家的地學空間信息與其他信息一起,已經進入到大型分布式GIS系統與Internet網路上的應用,實現了空間信息的集成管理和信息共享,而在我國的地學領域則起步較晚,沒有集中統一的數據管理體系和一體化綜合應用模式。
(2)標准化進程緩慢,宣傳貫徹力度不夠
我國的信息標准化工作盡管已經具有一定的基礎,但是仍然沒有形成一個完整的水工環地質信息標准化體系。涉及地質災害防治領域的信息化標准尤為匱乏,在地質災害領域尚沒有統一完善的數據模型和數據應用規則。已有的各項標準是在不同的歷史條件下和不同的項目中制定的,無法滿足今天全國性地質災害防治工作對地質信息進行綜合、集成管理的需求。實現信息綜合、共享的關鍵技術標准依然落後。信息化建設的標准沒有完全融入整個地質災害防治工作的過程中。
(3)數據傳輸網路不健全
目前,用於地質災害防治的信息傳輸網路不夠健全,尚未形成覆蓋全國的地質災害防治數據傳輸網路,地質災害監測數據的自動傳輸也未得到普遍應用,因此地質災害的災情信息、應急調查信息以及預警預報信息無法快速傳遞,使地質災害防治工作在一定程度上受到制約。
(4)信息獲取渠道不順
信息化建設和各類地質項目的實施明顯脫節,信息化建設經常處於滯後狀態,更無法使信息化工作在地質工作全過程中發揮積極促進作用。
(5)低水平重復性工作多
由於信息化人才缺乏,在很多信息化建設項目中無法進行統一規劃和部署,信息復用技術也難於很好地應用,造成很多低水平的重復建設、重復開發,無法形成足以滿足地質災害防治工作需要的專業應用系統。
⑤ 地質災害管理信息系統
地質災害管理信息系統是進行災害管理的重要手段。它是在廣泛收集和整理研究區已有的地質災害調查、勘查、防治信息,社會經濟環境狀況,統計信息等資料的基礎上,形成為決策提供服務的資料庫系統。該系統具有信息錄入功能、檢索查詢功能和列印輸出功能等模塊。
一、系統結構設計
(一)運行環境
1.硬體環境
IBM-PC/XT、AT486以上微機,至少一個高密軟碟機動及一個硬碟,VGA以上顯示方式。
輸出設備為各種型號列印機。
2.軟體環境
DOS環境:6.2以上DOS版本。
漢字環境:25行漢字操作系統,如UCDOS、XSDOS或其它漢字圖形卡。
(二)系統結構
1.系統界面
啟動DZPX後,屏幕上出現系統界面。
2.菜單
在主窗口的頂層,主要由信息錄入、檢索查詢、項目管理、代碼標准、列印輸出等五項主菜單構成(圖10-1)。在每個主菜單,有各自的下拉式菜單。本系統的功能均通過這些菜單完成。
3.下拉菜單的主要內容
信息錄入:信息錄入、信息修改、信息恢復。
檢索查詢:普查查詢、勘查查詢、防治查詢、當年查詢、環境查詢、統計查詢。
項目管理:項目錄入、文檔錄入、項目修改、文檔修改、項目查詢、文檔查詢。
圖10-1地質災害管理信息系統菜單框圖
代碼標准:代碼錄入、代碼修改、代碼查詢。
列印輸出:專用表、匯總表、任意表。
(三)系統功能
DZPX系統的功能設計應當與地質災害的管理需要緊密結合,經設計人員與管理部門的多次蹉商,擬定系統功能如下。
1.功能框架設計
地質災害管理信息系統的幾大模塊為一個整體,其基本結構如圖10-2:
圖10-2地質災害管理信息系統結構圖
2.系統功能
(1)信息錄入功能它主要包括信息錄入、信息修改和信息恢復三個功能模塊。
①信息錄入模塊本系統將地質災害普查信息、勘查信息、防治信息、當年地質災害發生信息、重要地災點評價信息、重要地災區域評價信息、社會經濟環境狀況信息和地災統計、地災分布數統計、地災災種分布統計、地災分級數統計、地災頻次統計、地災項目數統計、地災項目類型統計、地災項目災種統計共八種統計信息錄入,需要錄入的管理數據還有地災項目管理數據、地災文檔管理數據、圖例代碼、圖形代碼、信息代碼等資料庫。
②信息修改模塊在對以上信息錄入的數據進行檢查時,若發現錄入的信息有誤或需追加一些內容,可用此模塊根據屏幕對數據進行操作。
③信息恢復模塊為保證數據存貯的安全性,該系統對數據實行備份和恢復操作。
a.數據備份可以對資料庫逐個備份或成批備份。
b.數據恢復將備份文件恢復到指定資料庫中,指定資料庫將被覆蓋。
(2)檢索查詢功能可以進行單筆記錄查詢和多筆記錄同屏查詢。查詢條件可以是單一條件也可以是復合條件。
(3)列印輸出功能系統提供了兩種數據輸出方式:
①屏幕顯示輸出屏幕顯示輸出是數據輸出的一種最基本的形式,為用戶提供隨機查詢和瀏覽查詢兩種方式。
②報表列印輸出數據信息的列印輸出按預先設計好的報表格式輸出。
二、資料庫設計
地質災害管理信息資料庫建庫的主要目的是為地質災害的管理提供基礎資料。所以,在資料庫的設計過程中要充分考慮系統對信息資源的要求。
(一)地質災害管理的數據信息
在進行地質災害宏觀管理、預測防治的研究中,需要大量的信息數據作決策支持。下面按地質災害的管理、預測、防治來分析所需要的數據信息資料,將信息源共分為七大類:
1.行政區劃資料
包括所在省(市)的城市規劃(居民用地、工礦用地、交通用地等)、社會經濟概況(工農業經濟、人口、國民總產值等)資料。
2.地質背景資料
包括地質災害體的物質成分、結構、構造、地層等方面的基礎地質資料。
3.氣象資料
指氣象觀測站觀測的年平均降水、年平均溫度、氣候類型等氣象資料。
4.水文地質資料
包括河流的水文觀測資料、地下水類型及水位隨季節的變化特徵,為地質災害防治研究過程中水的優化管理提供基礎數據。
5.各災種的地質資料
指發生的為何種災害;災害體形態、估算面積、體積、范圍及其成因;災害發生後如何處理、穩定性分析、適宜性評價及防治建議等資料。
6.各種統計資料
包括:①全國、各省地質災害數量的統計;②災種分布(種類、面積、體積、數量等)統計;③災害分級數量統計(大中、一般災害的比例);④全國、各省地災發生頻次的統計(發生次數,所佔比例);⑤全國、各省所立項目數統計;⑥全國普查、勘查、防治項目費用及所佔比例的統計;⑦各災種項目費及所佔比例的統計。
7.項目、文檔資料
(二)地質災害資料庫的建立
在確定系統數據信息源基礎之上,我們本著反映地質災害屬性(自然屬性、社會屬性)、時間(歷史災害、正在發生和尚未發生災害)、空間(點或區域性災害)、災害防治工作流程(普查-勘查-防治)幾個方面特徵的設計原則,建立如下17個災害體資料庫。即:①地質災害普查信息資料庫;②地質災害勘查信息資料庫;③地質災害防治信息資料庫;④當年地質災害發生信息資料庫;⑤重要地質災害點評價信息資料庫;⑥重要地質災害區域評價信息資料庫;⑦社會經濟環境狀況信息資料庫;⑧地質災害統計資料庫;⑨地質災害分布統計資料庫;⑩地質災害災種分布統計資料庫;⑩地質災害分級數統計資料庫;(12)地質災害頻次統計資料庫;⑩地質災害項目數統計資料庫;⑩地質災害項目類型統計資料庫;⑩地質災害項目災種統計資料庫;⑩地質災害項目管理資料庫;(17)地質災害文檔管理資料庫。
除上述資料庫外,根據資料庫系統的需要,還建立了信息代碼、圖形代碼、圖例代碼等資料庫。
(三)地質災害資料庫的結構
在反復醞釀,不斷修改的基礎上,以盡量簡單,減少庫中多餘數據,方便數據檢索為原則,給出了20個資料庫的庫結構,包括有欄位名稱、欄位類型、欄位寬度、小數位數等內容。各資料庫結構一方面要與實際相結合,合理地確定各欄位名稱、欄位類型、欄位寬度、小數位數;更為重要的是,設計各庫結構時必須反映出該資料庫為方便實用於災害管理所必須包括的欄位內容。從這兩個方面出發,我們確定出各資料庫的結構。限於篇幅,僅以地質災害普查資料庫為例(表10-5)。
表10-5地質災害普查資料庫數據結構設計表
三、系統實現
利用雅奇MIS Ver 3.0及Fox25B FOR DOS(中文版)實現上述功能設計和資料庫設計。按照設計,通過多級下拉菜單分次實現各功能,各數據也按預先設定內容及格式建立。在此基礎上,我們錄入了部分實際資料進行系統測試。
四、應用示範研究
在建立地質災害信息資料庫的基礎上,我們以重慶市為實例,進行了初步的應用。錄入了五個資料庫的信息資料。
(一)地質災害普查信息資料庫
在這個庫中,根據調查所填的卡片,對重慶市各區縣所發生的共計86個災害的災害種類、形態、估算面積、估算體積、地質背景、災體成因、規劃情況、穩定性分析、適宜性評價及建議措施等信息進行了摘錄、整理。
(二)地質災害勘查信息資料庫
本庫根據重慶醪糟坪滑坡的勘查錄入了勘查范圍及面積、形態,災害面積、體積、穩定性評價和防治措施。
(三)地質災害防治信息資料庫
在本資料庫中,摘錄了四川重慶醪糟坪泥石流、滑坡群的防治原則及防治方案,防治效果論證,以及防治所帶來的經濟效益和環境效益分析。
(四)社會經濟環境狀況信息資料庫
根據重慶95年統計年鑒,對重慶市共計20個區縣的國民經濟、社會發展情況資料進行了整理,錄入了重慶市各區縣的自然地理情況,土地、耕地面積、居民、工礦、交通用地、人口、人口密度、企業數及工農業總產值、固定資產投資等信息數據。
(五)地質災害統計信息資料庫
根據對重慶市各區縣災害的統計卡片,記錄了重慶各區縣所發生的地質災害共計627處。統計了地質災害的災害類型、面積、體積、主要特徵、穩定性及建築適宜性。
以上幾個資料庫基本上覆蓋了運用該系統進行災害管理的主要內容。在此基礎上,我們對系統功能進行了全方位的測試,認為該系統具備以下幾個特點:①針對地質災害管理的需要,設計出合理而充實的資料庫系統;②各資料庫結合當今地質災害調查的實際情況,結構設計合理;③系統功能完備,運行流暢,基本能滿足地質災害管理的需要;④整系統界面具備較好的用戶友好性。
⑥ 全國地質災害防治信息系統建設的總體框架
11.4.1 系統的組成
地質災害防治工作是一個復雜的系統工程,因此地質災害防治信息系統的建設必須貫穿整個地質災害防治工作的全過程,信息系統的建設支持地質災害調查、地質災害治理、地質災害監測預警等地質災害防治工作,形成一個從監測數據採集、信息高效傳輸到提供社會化信息服務的規范化工作流程,實現對地質災害的有效監控、預警和防治,並為各級政府及有關部門制定減災防災預案和為突發性地質災害防治決策提供支撐。
地質災害防治信息系統由數據綜合一體化管理系統、地質災害數據採集系統、地質災害防治決策支持系統、地質災害防治管理信息系統和地質災害數據傳輸系統5個子系統組成(圖11.1)。
圖11.1 地質災害防治信息系統的組成圖
1)數據綜合一體化管理系統:是地質災害防治信息系統的核心,為整個系統中的其他子系統提供一體化綜合數據支持。
2)地質災害數據採集系統:該系統是實現野外地質災害調查與監測信息化的重要手段。它可以方便地協助地質人員完成野外數據採集、室內數據處理、成果管理和輸出。該系統的有效應用將提高地質災害調查與監測工作的效率和精度,並為整個系統提供持續、有效的動態數據和基礎調查數據。該系統主要由地質災害調查信息系統和地質災害監測信息系統兩個次一級子系統組成。
3)地質災害防治決策支持系統:主要由地質災害評價系統及地質災害預警預報系統兩個次一級子系統組成,該系統是地質災害防治信息系統的主要應用系統。
4)地質災害防治管理信息系統:主要由地質災害防治規劃信息管理系統、地質災害防治實施計劃管理信息系統和地質災害防治工程管理信息系統組成,主要提供對防治規劃、實施計劃及防治工程的動態跟蹤管理,為各級地質災害管理部門提供地質災害防治基礎信息、決策信息和防治工程信息。
5)地質災害數據傳輸系統:該系統主要為整個地質災害防治信息系統提供快速數據傳輸和數據共享交換功能,主要包括地質災害調查和監測數據的傳輸、應急調查數據的傳輸,以及地質災害預警預報信息的發布。該系統是其他子系統數據傳輸的重要基礎支持系統。
11.4.2 系統的總體框架
地質災害防治信息系統由上述5個子系統組成,各子系統都要按照總體目標的要求,完成各自不同的系統功能。但是,各子系統並不是獨立存在的,而是在完整的領域數據模型、統一的信息技術平台、統一的協同工作機制下,實施完成各自的目標,因而各子系統之間是相互協調、相互支持的。
在所有的子系統中,數據綜合一體化管理系統是所有地質災害防治信息數據的綜合匯總系統和交換平台,因而是其他功能系統的核心,也是其他功能系統的基礎。數據採集系統是保證信息系統數據源,保證系統中數據的完整性、實效性的重要系統。系統的數據主要來源於專業監測、群測群防監測、區域地質災害調查、突發地質災害應急調查和遙感調查監測。防治決策支持系統、預警預報系統、電子會商系統、規劃管理信息系統等,是為地質災害防治工作提供的有效、快捷、實用的輔助工具系統。
地質災害防治信息系統建設的總體框架如圖11.2所示。
圖11.3 地質災害防治信息系統的分級體系圖
地質災害防治信息系統的建立,主要以大型地理信息系統(GIS)為基礎平台,按照多層體系結構,建立決策支持系統及預警預報系統,各級系統由具有不同功能的應用伺服器組成,它可以調用多個應用伺服器提供的功能,而這些應用伺服器可以是針對某個專題的專用伺服器,也可以是針對多應用目標的集成伺服器;應用伺服器與不同的專題資料庫伺服器相連接,根據要求獲取、更新專題資料庫中的數據,並實現相應的功能。
⑦ 地質災害信息系統
整理集成全國地質環境與地質災害調查、監測和研究成果,編制全國地質災害氣象預警預報信息圖層30個,建立全國地質災害氣象預警預報信息系統。
5.2.1 信息圖層編制原則
在地質災害氣象預警信息圖層編制過程中,充分考慮到影響地質災害發生的各種地質環境背景條件因子、歷史地質災害點分布、社會經濟條件、人類工程設施等因素。依據如下幾個原則:
1)全面性。將目前能夠收集到的影響地質災害發生的各種因素,盡可能地考慮全面,至於每種因素的影響貢獻大小在權重計算部分考慮。
2)時效性。每個信息圖層的編制中,盡可能以最新最翔實的數據資料為基礎,從而保證對最新資料信息和研究成果的及時利用和更新。
3)適用性。收集到的數據資料,根據全國地質災害氣象預警預報的具體工作實際需要,進行相應的改編處理。
4)最大可能使用數據。全國地質災害氣象預警預報的基本比例尺定位為1∶100萬,一些關鍵的圖層數據,如地理底圖、地質底圖、土地利用底圖均可達到1∶100萬的比例尺需求,但部分信息圖層無法達到1∶100萬的比例尺,本項目本著最大可能使用數據的原則,暫且採用小比例尺的圖層直接投影變換代替,以後工作中再逐步更新。
5.2.2 信息圖層概況
信息圖層的投影參數如下:
比例尺:1∶100萬
投影類型:亞爾博斯等積圓錐投影坐標系;坐標單位:mm
第一標准緯度:25°00༼″;第二標准緯度:47°00༼″
中央子午線經度:105°00༼″;投影原點緯度:0°00༼″
地質災害氣象預警預報信息圖層基本情況見表5.1。
5.2.3 信息圖層說明
各信息圖層編制按照各因子的分布特點進行分級。
5.2.3.1 年均雨量
全國年均雨量分為11個級別,各級別年均雨量分段:<50mm,50~100mm,100~200mm,200~400mm,400~600mm,600~800mm,800~1000mm,1000~1200mm,1200~1600mm,1600~2000mm,>2000mm。
5.2.3.2 年均氣溫
根據《中國自然地理圖集》(2004),將全國年均氣溫分為9個級別,各級別年均氣溫分段如下:<-4℃,-4~0℃,0~4℃,4~8℃,8~12℃,12~16℃,16~20℃,20~24℃,>24℃。
5.2.3.3 年蒸發量
根據《地下水資源與環境圖集》(2004),將全國年蒸發量分為10個級別,各級別分段如下:<500mm,500~600mm,600~800mm,800~1000mm,1000~1200mm,1200~1400mm,1400~1600mm,1600~2000mm,2000~2400mm,>2400mm。
表5.1 全國地質災害氣象預警預報信息圖層簡表
5.2.3.4 年乾燥度
乾燥度,又稱乾燥指數或乾燥因子。描述氣候乾燥程度的指數,與濕潤系數互為倒數,一般用水分的可能消耗量與收入量的比值表示。它是表徵一個地區干濕程度的指標。
根據《地下水資源與環境圖集》(2004),將全國年乾燥度分為12個級別,各級別分段如下:<0.5,0.5~0.75,0.75~1.0,1.0~1.5,1.5~2.0,2.0~3.0,3.0~5.0,5.0~10,10~25,25~50,50~100,>100。
5.2.3.5 地震烈度
採用第三代《中國地震烈度區劃圖》(1990),將全國地震烈度按5級區劃:Ⅴ度區、Ⅵ度區、Ⅶ度區、Ⅷ度區、Ⅸ度區。
5.2.3.6 歷史地震點
來源於科學數據共享工程,中國地震局共享數據網,近年來(1999年1月1日至2006年11月2日)的已發地震點數據,共203個。
5.2.3.7 地層岩性
根據「中國地質科學院地質研究所,1∶100萬地質圖」重新進行編制劃分。
(1)劃分原則
地質災害的產生與地層岩性關系密切。地層岩性是地質災害形成的內在因素,對地質災害的產生起著主導和控製作用,岩性及其組合特徵的控製作用決定著地質災害的區域分布。從沿海向內陸,地層岩石由火成岩為主變為變質岩、碎屑岩相間分布,進而變為碳酸鹽岩、碎屑岩、變質岩相間分布。
斜坡岩土體的性質及其結構是形成滑坡、崩塌的物質基礎。一般易形成滑坡、崩塌的岩體,大都是碎屑岩、軟弱的片狀變質岩,岩性多為泥岩、頁岩、板岩、含碳酸鹽類軟弱岩層、泥化層、構造破碎岩層。這些軟弱岩層經水的軟化作用後,抗剪強度降低,容易出現軟弱滑動面,形成崩滑體。
黏性土滑坡在四川分布密集,在中南、閩、浙、晉西、陝南、河南等地也較密集,在長江中下游、東北等地也有一定分布;半成岩類粘土岩滑坡在青海、甘肅、川滇地帶、山西幾個斷陷盆地中分布密集;黃土滑坡在黃河中游、青海等省較密集;泥岩、千枚岩、砂質板岩形成的滑坡在湖南、湖北、西藏、雲南、四川、甘肅等地十分發育。
泥石流主要發育在變質岩區和黃土區,火成岩區和碎屑岩地區次之,碳酸鹽岩地區泥石流相對不發育。
根據全國地質災害發育的普遍規律並結合不同地區地質災害發育的特殊性,主要考慮以下幾個方面的原則劃分地質災害敏感性岩組。
1)地層岩性與地質災害分布的關系;
2)地層岩性的成因、物質組成與空間分布特徵;
3)地層岩性的時代;
4)岩土體(不同時代地層)的工程地質性質;
5)水岩相互作用的敏感性;
6)1∶100萬中國地質圖的精度。
(2)劃分方案
根據地質災害發育的普遍規律以及地層岩性對地質災害的敏感程度,將地質災害敏感性岩組劃分為10種類型。敏感性指數值越高,則相應的岩組對地質災害的發生也越敏感。
Ⅰ類:主要為水體、粉砂質食鹽、食鹽殼、鹽鹼殼、風積物砂等區域,這些區域不會發生滑坡、崩塌、泥石流等地質災害。
Ⅱ類:主要是火成岩類。岩性為閃長岩、石英閃長岩、輝長岩、花崗岩、輝綠岩等,岩性堅硬,力學強度大,是很好的地基和建築材料。
Ⅲ類:主要是火成岩類。岩性為鉀長花崗岩、二長花崗岩、鹼長花崗岩、片麻狀花崗岩、斜長花崗岩、紫蘇花崗岩、正長岩、石英正長岩、煌斑岩、白崗岩、花崗閃長岩、英雲閃長岩、輝石閃長岩、輝長閃長岩、花崗斑岩、英安斑岩、輝綠岩、橄欖岩、橄欖輝綠岩、玄武岩、橄欖玄武岩、苦橄玄武岩、石英二長岩、石英二長斑岩、輝石岩、角閃正長岩、閃長玢岩、英安玢岩、輝綠玢岩、苦橄玢岩、安山玢岩、超基性岩、安山岩、鹼性岩、英安岩、粗面岩、科馬提岩、雲輝二長岩、白榴岩、霓霞岩、碎斑熔岩、細碧岩、石英鈉長斑岩、霏細斑岩、輝長蘇長岩等,岩性堅硬,力學強度較大。
Ⅳ類:主要是變質岩類和部分火成岩及沉積岩。岩性為白雲質灰岩、灰岩、白雲岩、黑雲母花崗岩、白雲母花崗岩、黑雲斜長花崗岩、二雲母花崗岩、流紋岩、變粒岩、片麻岩、角閃岩、砂礫岩、礫岩、變質橄欖輝長岩、糜棱岩、蛇紋岩、大理岩、珍珠岩、硅質岩、蛇綠岩、淺粒岩、岩溶角礫岩、鋁鐵岩系、黑雲角閃閃長岩、斑狀雲母橄欖岩、榴輝岩、黑雲母霞石白榴岩、霏細岩等,岩性較堅硬,力學強度較大。
Ⅴ類:主要是沉積岩類。岩性為頁岩、夾頁岩、火山碎屑岩、生物碎屑岩、片岩、千枚岩、板岩、砂岩、粉砂岩、碳酸鹽岩、凝灰岩、糜棱岩等,半堅硬岩組,力學強度較低,易風化,遇水軟化,是地質災害較易發生的地層。
Ⅵ類:主要是沉積岩類。岩性為泥岩、鈣質泥岩、泥灰岩、夾泥岩、粘土岩、泥頁岩、煤系、泥質粉砂岩、冰磧泥礫岩等,半堅硬岩組,力學強度低,遇水泥化,是地質災害容易發生的地層。
Ⅶ類:岩性為黃土、黃土狀土,黃土的地層年代為Q1p,Q2p,滲透性弱、抗剪強度高。
Ⅷ類:主要為沖海積物、海積物、沖湖積、湖積、沼澤堆積、石英斑岩風化層、花崗斑岩風化層等鬆散層。
Ⅸ類:主要是沖積物、沖洪積物、洪沖積物、殘坡積物、坡沖積物、冰磧物、苦橄玄武岩風化層、輝綠岩風化層、花崗岩風化層、冰積物等鬆散堆積物,是產生地質災害的主要物源。
Ⅹ類:岩性為黃土,地層年代為Q3p,Qh,疏鬆、大孔隙,垂直節理發育,滲透性強、抗剪強度低、具濕陷性(表5.2)。
5.2.3.8 斷裂分布
根據「中國地質科學院地質研究所,1∶100萬地質圖」編制。考慮到網格單元的大小和斷層斷裂的影響范圍,計算時採用網格區內斷層斷裂的密度進行計算。
5.2.3.9 第四系成因時代
根據1∶250萬第四紀地質圖編制,將第四系的成因時代分為7類:N2-Q1p,Q,Qp,Q1p,Q2p,Q3p,Qh。
5.2.3.10 岩土體類型
來源於1∶400萬岩土體類型圖,將岩土體類型分為7類:火成岩、變質岩、碎屑岩、碳酸鹽岩、砂質土、黃土、其他土。
5.2.3.11 第四系成因類型
根據1∶250萬第四紀地質圖編制,將第四系成因類型分為19類:冰磧、冰水沉積、冰水-洪積、冰水-湖積、洪積、殘積、殘坡積、沖積、沖積-洪積、沖積-湖積、寒凍風化殘坡積、紅土化殘積、黃土堆積、風積、湖積、坡積、岩溶化殘坡積、火山堆積、海陸交互相及海相堆積。
表5.2 中國工程地質岩組劃分表
5.2.3.12 水文地質類型
將水文地質類型分為5大類、18亞類:
1)鬆散沉積孔隙水(濱河平原沖海積層孔隙水、堆積平原沖洪積層孔隙水、黃土高原黃土層孔隙水、內陸盆地沖洪積層孔隙水、沙漠風積沙丘孔隙水、山間盆地沖積層孔隙水);
2)基岩裂隙水(丘陵高原碎屑岩裂隙水、熔岩孔隙裂隙水、山地丘陵岩漿岩裂隙水、山地變質岩裂隙水);
3)多年凍土凍結層上水(高緯度山地基岩凍結層上水、中低緯度高原基岩凍結層上水、中低緯度高原鬆散沉積凍結層上水);
4)碳酸鹽岩裂隙溶洞水(峰叢峰林裂隙溶洞水、岩溶丘陵裂隙溶洞水、岩溶山地裂隙溶洞水);
5)其他(湖泊、雪被)。
5.2.3.13 海拔高度
從1∶100萬地理地貌底圖中提取,將海拔高程分為6類:極高海拔(>6000m)、高海拔(4000~6000m)、中高海拔(2000~4000m)、中海拔(1000~2000m)、低海拔(<1000m)、其他(非山地丘陵)。
5.2.3.14 起伏程度
從1∶100萬地理地貌底圖中提取,將地形起伏分為6類:極大起伏(>2500m)、大起伏(1000~2500m)、中起伏(500~1000m)、小起伏(200~500m)、丘陵(<200m)、其他(非山地丘陵)。
5.2.3.15 地貌類型
從1∶100萬地理地貌底圖中提取,並重新歸類,將地貌類型分為11類:山地、黃土梁峁、黃土台塬、黃土塬、風蝕地貌、台地、平原、沖積扇平原、低河漫灘、現代冰川、湖泊。
5.2.3.16 土壤侵蝕
根據「中國土壤侵蝕圖」,將土壤侵蝕類型及侵蝕強度分為3大類、15亞類:
1)水力侵蝕(劇烈侵蝕、極強度侵蝕、強度侵蝕、中度侵蝕、輕度侵蝕、無明顯侵蝕、微度侵蝕);
2)凍融侵蝕及冰川侵蝕(強度侵蝕、中度侵蝕、輕度侵蝕、微度侵蝕);
3)風力侵蝕(極強度侵蝕、強度侵蝕、中度侵蝕、輕度侵蝕)。
5.2.3.17 水系
從1∶100萬地理底圖中提取的線形河流。實際計算時,採用網格單元內水系密度參加計算。
5.2.3.18 植被
從1∶100萬地理地貌底圖中提取,將植被覆蓋分為6類:紅樹林灘、森林、經濟林與竹林、灌木林、草地、其他。
5.2.3.19 土地利用
根據「1∶100萬土地利用類型圖」編制,將土地利用類型分為6大類、13亞類。分別是:①耕地(水田、旱地);②林地(有林地、灌木林、疏林地、其他林地);③草地(高覆蓋度草地、中覆蓋度草地、低覆蓋度草地);④水域;⑤城鄉工礦居民用地(城鎮用地、農村居民點、其他建設用地);⑥未利用土地。
5.2.3.20 公路
從1∶100萬地理底圖中提取的線形公路,又分為5類,即高速公路、主要公路、一般公路、大路、小路。實際計算時,採用網格單元內所有公路密度參加計算。
5.2.3.21 鐵路
從1∶100萬地理底圖中提取的線形鐵路,補充青藏鐵路線路。實際計算時,採用網格單元內鐵路密度參加計算。
5.2.3.22 礦山點
全國礦山調查點共11萬多個。
5.2.3.23 分縣人口密度
根據2003年人口普查數據,分縣計算人口密度,分為5類:>750,450~750,150~450,50~150,<50。單位:人/km2。
5.2.3.24 水壩分布
從1∶100萬地理底圖中提取,水壩工程點共885個。
5.2.3.25 塔廟宇文化要素分布
從1∶100萬地理底圖中提取,包括塔、廟宇和其他文化設施,計193個點。
5.2.3.26 災害點—滑坡
2005年以前的數據來源於700個縣市調查數據,2004~2007年數據來源於地質災害氣象預警收集的較大的滑坡災害點數據。合計45917個點。隨著更新的數據成果,將繼續更新。
5.2.3.27 災害點—泥石流
2005年以前的數據來源於700個縣市調查數據,2004~2007年數據來源於地質災害氣象預警收集的較大的泥石流災害點數據。合計9253個點。隨著更新的數據成果,下一步將繼續更新。
5.2.3.28 災害點—崩塌
2005年以前的數據來源於700個縣市調查數據,2004~2007年數據來源於地質災害氣象預警收集的較大的崩塌災害點數據。合計13094個點。隨著更新的數據成果,下一步將繼續更新。
5.2.3.29 地震動參數
根據「中國地震動參數圖GB18306-2001」,分為7個級別:≥0.40,0.30,0.20,0.15,0.10,0.05,<0.05。單位:g。
5.2.3.30 中國第四紀岩性圖
根據1∶250萬第四紀地質圖編制,將第四系岩性分為11類:
礫質土;砂質土;黏質土;黃土類土;鹽類為主;礫質土、黃土類土;黏質土、砂質土、礫質土;砂質土、黏質土;黏質土、礫質土;砂質土、礫質土。