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地质灾害应急制图模型研究.docx
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地质灾害应急制图模型研究.docx
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浙江省是中国地质灾害易发和多发的省份之一。受地形地貌、地质构造、气象条件与
人类强烈工程活动的影响,平原区地面沉降发育迅速; 山区受梅汛期、台汛期强降雨影
响,容易诱发滑坡、崩塌、泥石流等突发性地质灾害
[1-2]
。
在地质灾害防治与应急处置过程中,应急专题图是应急测绘地理信息保障服务最普遍
的测绘成果表现形式。国内学者针对应急专题图制作模式、制作技术等方面开展了一系列
研究
[3-13]
。现有成果主要围绕提升灾后应急制图的时效性展开,能够避免出现“人等图”的现
状,但依旧处于被动式制图状态,在制图内容上缺乏对灾害应急制图全过程场景的覆盖,
在制图方法上缺乏对全部可视化变量制图模式的解析。因此,本文以地质灾害这一单一灾
种为例,从构建地质灾害孕育、发生、发展到消亡全过程的地理场景模型入手,逐一解析
了不同情景中的应急制图用户需求模型,提出了针对不同的可视化变量的应急制图模型,
设计了一套满足应用需求的多场景地质灾害专题制图方案,并以浙江省地质灾害防治和应
急中的测绘地理信息保障服务工作为例进行了验证。
1. 地质灾害地理场景建模
情景可以表述为是对未来可能发生的事物在它发生发展的整个过程中的趋势和态势的
一个全面描述,它并不是预测,而更倾向于是通过对该事物在过去发生的大量案例的总结
和分析而产生的一种合理的期望
[14-15]
。对情景建模就是对某特定情景进行不同维度和不同
层次的分析,使它从一个抽象概念具化为一组参数或要素的集合
[16]
,成为一个可以以清晰
化、逻辑化的方式用不同属性描述和表达的对象。
中国作为一个地质灾害较为严重的国家,有效的防灾减灾应急响应工作对于人民的安
全生存与健康发展、国家的社会和谐稳定繁荣都具有重要意义
[17]
。对地质灾害进行情景建
模可为灾害的认识和理解提供理论支持,也可为灾害发生时应急响应工作的开展提供依
据,提高应急响应能力,减少灾害带来的损失。
根据目前已开展工作的经验积累和总结,可从突发事件的“分类”“分级”“分期”3 个维度
构建地质灾害的全过程情景。表达式为:
G(I)={C,L,T}G(I)={C,L,T}
式中,G(I)指代特定的一个地质灾害;I 是对其标识信息的编号;C 表示地质灾害的类
别,主要的地质灾害有崩塌、滑坡、泥石流、不稳定斜坡、地面塌陷等几种类型;T 表示
地质灾害的发生阶段,有地质灾害孕育(灾前)、地质灾害发生(灾中)、地质灾害后
(灾后)3 个阶段。L 表示地质灾害的级别,按照地质灾害的危害程度和规模大小可分
为:(1)特大型地质灾害险情和灾情(Ⅰ级):需搬迁转移人数 > 1 000 人或潜在经济
损失 > 1 亿元或死亡人数 > 30 人或直接经济损失 > 1 000 万元;(2)大型地质灾害险
情和灾情(Ⅱ级):需搬迁转移人数为 500~1 000 人或潜在经济损失为 5 000 万元~1 亿
元或死亡人数为 10~30 或直接经济损失为 500~1 000 万元;(3)中型地质灾害险情和灾
情(Ⅲ级):需搬迁转移人数为 100~500 人或潜在经济损失为 500~5 000 万元或死亡人
数为 3~10 人或直接经济损失为 100~500 万元;(4)小型地质灾害险情和灾情(Ⅳ
级):需搬迁转移人数 < 100 人或潜在经济损失 < 500 万元或死亡人数 < 3 人或直接经
济损失 < 100 万元。以这 3 个属性为一组即可完成对某一个地质灾害的情景构建和特定表
达。
情景的发生是和特定的地理空间相关的,这个地理空间就构成了地质灾害的地理场景
[13]
,它的本质是由一条条不同类型的地理信息组成的,从特定场景中总结普遍性规律,对
其中的地理信息类型进行抽取、分析、概括的过程就是对它的建模过程,也可以理解为是
将地质灾害应急处置全过程中包含的地理领域的知识、信息和数据构建为地理本体
[18]
。应
急制图的过程就是对这个地理本体快速描述的过程。
为了描述地质灾害处置全过程的地理场景模型,选择“信息”“范围”“时态”“载体”4 个维
度进行构建。其中,“信息”是指地理场景描述中涉及的各类基础和专题地理空间信息,主
要包括以下 4 种:(1)背景信息,指与地质灾害应急处置全过程相关的地形地貌、自然
资源、应急资源等背景信息。这类信息通常应在日常工作中搜集并提前准备好。(2)历
史信息,指地质灾害应急处置过程的回溯信息。这类信息通常应在灾害发生后整理形成。
(3)现场信息,指地质灾害孕育、发生阶段从现场实时监测或者报送的各类信息。这类
信息的获取通常需要提前建立监测网络或者报送网络。(4)评估信息,指基于前面 3 种
信息,利用各种模型计算加工后形成的各类预警预报、评估评价信息。这类信息通常需要
通过实时计算获得。“范围”是指地理场景描述的空间单元,可分为“小场景”和“大场景”。“小
场景”是指地理场景中“信息”的承载区域为灾害发生地周围的空间单元;“大场景”是指地理
场景中“信息”的承载区域为应急管理所覆盖全区域的空间单元。“时态”是指地理场景表达的
时态性,可分为“静态”和“动态”。“静态”是指地理场景中的“信息”在应急处置过程中不会随
时间而变化;“动态”指地理场景中的“信息”在应急处置过程中会随时间而变化。“载体”是指
地理场景表达的媒体形式,分为“纸质”和“电子”。根据这个模型,地质灾害孕育、发生发
展、消亡等 3 个阶段的地理场景模型建模结果如表 1 所示。
表 1 地质灾害地理场景建模
Table 1. Geological Disaster Geographical Scene Modeling
阶段
地理场景模型
地理场景模型实例
信息
范围
时态
载体
环境监测
历史地质灾害分布图
地质灾害隐患点分布图
台风路径图
气象监测图
地质风险防范区一张图
背景信息
历史信息
现场信息
大场景
静态
动态
纸质
电子
地质灾害孕育
预警预报
气象风险预报图
台风路径地质灾害风险分析图
突发性地质灾害风险预报图
突发性地质灾害风险实时预警图
背景信息
评估信息
大场景
动态
电子
阶段
地理场景模型
地理场景模型实例
信息
范围
时态
载体
静态信息展示
灾区位置图
灾区地形图
水电油气通信管线分布图
灾区危险源分布图
应急安置点分布图
医疗救援点分布图
背景信息
大场景
静态
纸质
电子
动态信息展示
受损交通路线分布图
灾区实时遥感影像图
灾情信息分布图
救援人员动态分布图
安全保障范围图
背景信息
现场信息
小场景
大场景
动态
电子
评估分析
预计地质灾害影响范围分布图
次生灾害隐患点及次生灾害分布图
背景信息
评估信息
小场景
动态
电子
地质灾害发生、发展
决策结果展示
避让搬迁区域分布及路线图
应急救援/受困人员撤离推荐路线图
背景信息
评估信息
小场景
静态
纸质
电子
变化比对
灾后水电油气通信线路受损情况分布图
灾后植被覆盖变化图
灾后次生灾害隐患点分布图
背景信息
现场信息
评估信息
大场景
动态
电子
地质灾害消亡
静态信息展示
人员伤亡分布图
灾后交通分布图
灾后受损建筑物分布图
经济损失分布图
治安保障分布图
公共卫生事件及隐患分布图
背景信息
评估信息
小场景大场景
静态
纸质
电子
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| 显示表格
2. 地质灾害应急制图用户建模
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