试论“3S”技术整合在地质灾害调查评价中的应用

高建营

摘 要：结合三峡库区地质灾害情况，探讨了“3S”技术整合在地质灾害调查评价中的应用策略，主要包括进行数据前期处理、基本地质条件解译、综合评价库岸稳定条件、建立库区三维动态地质信息数据库等内容。实际应用表明，“3S”技术整合可以节约地质工作成本、提高地质工作精度、准确把握不良地质发展趋势、预防并减少地质灾害带来的损失，因而在实际工作中值得推广和应用。

关键词：“3S”技术整合 地质灾害 调查评价 地质条件解译 库岸稳定条件

中图分类号：P694 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）02（b）-0059-03

三峡库区的地质条件复杂，灾害频发，水库蓄水之后加剧了地质灾害发生的频次。因此，为全面掌握三峡库区地质情况，采取有效的技术措施，对库区地质灾害进行调查和评价是必要的。“3S”技术整合是重要的技术措施，在库区地质灾害评价中有着较为广泛的应用。下面将结合三峡库区地质灾害基本情况，就“3S”技术整合的应用策略进行介绍和分析。

1 “3S”技术整合在地质灾害调查评价中的应用策略

“3S”技术整合包括遥感地质解译（RS）、地理信息系统（GIS）、空间定位（GPS）三种技术，通过这三种技术的应用，再结合神经网络分析法，可对库岸的稳定性条件进行全面分析。如图1所示，主要操作步骤为：利用地理信息系统软件，对收集到的数字高程模型数据和卫星影像数据进行预处理和图像增强，结合库区解译标志和基础资料，采用人机交互解译方式对库区基本地质条件进行解译，然后对影响三峡库区库岸稳定性的因素进行量化并综合评价，并将结果作为分析和评价库岸稳定分段的依据[1]。最后通过收集和整理这些资料，构建动态的水库库岸稳定综合分析数据库，为库区稳定性评价工作的有效开展提供指导。具体来说，“3S”技术整合的应用策略包括以下几点。

1.1 进行数据前期处理

确定三峡库区地理范围后，收集1∶5万的地形图和相关数据，利用地形图生成数字高程模型数据，校正和检验之后，得出三峡库区的数字高程模型数据，并将这些数据主要用于地形分析工作[2]。收集三峡库区影像数据，校正后与三峡库区影像数据进行镶嵌处理，作为直接解译对象，将三峡水电站坝址区及附近地段的工程地质测绘成果作为解译标志。收集1∶20万中国地质图、1∶50万湖北省和重庆市地质图作为三峡库区地质研究背景资料。在搜集这些地形图的基础上，利用地形数据和影像数据生成三维地质分析模型，对解译对象进行遥感地质图像增强处理。然后根据三维地质分析模型、坝址布局、地名、水系、增强处理影像等资料，生成三维地质基础信息数据库，为准确和详细进行分析，全面掌握三峡库区地质情况做好准备。

1.2 基本地质条件解译

结合已有解译标志，利用三维地质分析模型，综合采用地理相关分析法、区域区划法、交叉分析法等[3]，对库区基本地质条件进行解译，主要包括以下几个方面的内容。

地形地貌：基于数字高程模拟数据，提取沟谷网格，分析坡度及坡向，对山地、河流、岩溶地貌进行解译。

地质构造：根据地层、构造、水系、地貌、色调、植被、地震活动等信息，判断它们的分布情况、力学性质及活动性。

地层岩性：根据解译标志并结合水系分析法、光谱分析法判断地层岩性，同时区分可溶岩和非可溶岩地层分布。

水文地质条件：根据数字高程模型分析地表水文，同时结合地层岩性分布初步判断地下水赋存形式。

在此基础上，还要对库区不良地质现象进行地形分析、影像分析、三维场景分析、剖面分析等，从而顺利完成库区地質条件解译工作。

1.3 综合评价库岸稳定条件

利用神经网络分析法划分地质灾害危险程度，主要影响因子包括地形、岩性、构造、人类活动、地质灾害。通过对库区地形地质情况进行全面分析和调查，考虑不同影响因子对地质灾害潜在影响的大小，然后确定地质灾害影响综合值，并根据综合值大小，对地质灾害的危险性分区分级。

地形因子包括平坦区、缓坡区、斜坡区、陡坡区、急陡坡区、危险区，数值（1～9）越大，地质灾害越有可能发生。

岩性因子包括岩性的组成地层、岩体完整性、风化程度等，根据岩性不同分别赋值（1～9），分值越大，危险性越大。

构造影响带的重分类系数为9，影响带外为1。

人类活动影响因子分为河滩、植被、水体、阴影、基岩露头、人类活动较强区域等6类，分别赋予不同的重分类值（1～9）。

地质灾害分布区重分类值为9，其他区域分值为1。

在确定权重的基础上，然后利用神经网络分析法进行分析和评价，得出库区地质灾害危险性分区，具体划分为地质灾害危险性大区、地质灾害危险性中等区、地质灾害危险性小区。

1.4 建立库区三维动态地质信息数据库

在上述三项工作的基础之上，结合三峡库区地质情况和研究分析工作需要，建立库区三维动态地质信息数据库。在数据库的支持下，为全面和准确地进行分析，要为不良地质体建立属性表，为开展现场库岸稳定性调查，全面掌握库岸稳定性的基本情况准备资料、创造条件[4]。调查工作完成，获取相关数据资料之后，输入调查结果进行动态更新，增加解译标志数量。同时，采用这种方式进行处理之后，还有利于确保解译标志的质量，对提高地质灾害评估分析效果也具有积极作用。一项解译工作完成之后，接下来进入下一个解译循环，遵循工作步骤，进行数据库解释和分析。同时也有利于确保数据库信息的真实有效，提高数据库资料的真实度和精确度。

2 “3S”技术整合在地质灾害调查评价中的应用效果

三峡库区地质灾害调查评价中，通过“3S”技术整合的应用，不仅推动了技术创新发展，还有效适应和满足地质灾害调查评价具体工作的需要，其应用效果表现在以下几个方面。

2.1 节约地质工作成本

“3S”技术推动地质灾害评价方式转变，转变了传统的“地形图+地面调查”的繁琐工作方式，减少现场工作量，便利工作人员有效开展各项活动。也能减少地质灾害调查评价活动受到不必要干扰，有利于节约库区地质灾害调查评价工作成本。

2.2 提高地质工作精度

通过解译手段的应用，能对地质信息进行宏观把握，是对传统地质灾害调查评价方式的改进，对提高地质工作精度具有积极作用。

2.3 准确把握不良地质发展趋势

三维动态地质信息数据库的建立，方便现场调查，让现场调查变得更有目的性和针对性。同时还可以提高数据库的精度和广度，有效满足实际工作需要，让地质灾害调查评价成果更加清晰，内容更为直观和丰富[5]。进而准确把握不良地质灾害发展趋势，有利于提前采取措施预防并减少地质灾害带来的损失。

3 “3S”技术整合在地质灾害调查评价中的应用不足及完善

虽然“3S”技术整合在具体应用中产生了重要作用，但目前仍然存在不完善的地方，需要采取改进和完善措施。

3.1 存在的不足

“3S”技术在具体应用中虽然发挥了重要作用，但仍然存在一些缺陷。例如：基础资料不够丰富、数据预处理精度不够、方法不合理、一些解譯人员经验不足等。

3.2 完善的对策

在库区地质灾害调查和评价中，应该获取丰富的基础资料，确保资料健全完善。对获取的数据也要做好分析研究工作，认真记录和处理，并确保数据预处理的精度。加强解译人员综合技能培训，提高他们的综合素质，注重学习，善于总结经验，提高解译的可靠性，进而更为全面地评价地质灾害情况，推动“3S”技术有效发挥作用。

4 结语

总之，库区地质灾害调查评价中，应用“3S”技术整合具有重要作用。该文结合三峡库区地质灾害情况，探讨了“3S”技术整合的有效利用，并分析了应用效果，可为实际工作的更好开展提供启示与借鉴。此外，为促进“3S”技术整合得到更为有效的利用，提升应用效果，还应该明确存在的不足，加强研究工作，并在实践中善于总结经验，进而推动技术不断地创新发展，让理论和实践紧密结合起来，促进“3S”技术整合在地质灾害调查评价中更为有效地发挥作用。

参考文献

[1] 赵文彬，武会强.“3S”技术集成及其在地质领域中的应用[J].河北理工大学学报：自然科学版，2009（1）：95-98.

[2] 倪恒，刘翔宇.高山峡谷地区的高精度地质灾害遥感解译方法研究[J].南方能源建设，2016（2）：146-151.

[3] 付小林，黄学斌.“3S”技术整合在地质灾害调查评价中的应用[J].地质力学学报，2004（1）：81-87.

[4] 袁相权.基于“3S”技术的库区地质灾害调查[J].小水电，2013（4）：22-26.

[5] 刘文郁.基于“3S”技术的矿区地质灾害危险性现状评估[J].煤炭科学技术，2016（Z1）：176-179.