CN104200614A - 一种县域尺度上的地质灾害精细化预警系统 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种县域尺度上的地质灾害精细化预警系统。首先通过1∶5万小比例尺野外调查、1∶2.5万中比例尺野外调查、1∶1万大比例尺野外调查和>1∶5千超大比例尺野外调查，分别进行全县区域、城区、新开发区、重点城镇、重点坡段、单体滑坡的不同精度的地质灾害区划。接着将各比例尺精度的地质灾害区划结果集成到系统中。然后开发一个降雨量插值软件，实现区域内各点雨量信息的随意获取。本发明通过缩小单个预警靶区面积的方法来实现地质灾害的精细化预警，解决了如何在县域尺度上提高地质灾害预警精度的问题，使得行政部门可以有针对性地进行临灾处置，有效减少地质灾害的损失。

Description

一种县域尺度上的地质灾害精细化预警系统

技术领域

本发明属于区域性地质灾害预警领域，尤其涉及一种在区域上进行地质灾害精细化预警的方法。

背景技术

利用一个地区的滑坡易发区划，结合降雨临界值，可以设定不同的预警级别，在区域内布设一定数量的雨量站，监测雨量加上预报雨量，就可进行滑坡预警预报。无论是国外还是国内的区域性降雨型滑坡监测预警大体都是这个思路和做法。如中央电视台或省级电视台在汛期会有地质灾害预报，其预报结果往往是“××省××部发生地质灾害的可能性较大，请相关部门做好预防。”该方法在对公众进行警示方面，尤其当有极端气候条件出现时，起到了良好效果。但由于预警的范围太大，在具体的小区域或单点防治上，难以有针对性地采取临灾措施。

从2003年起开展的国家级地质灾害气象预报预警，将全国划分为74个靶区进行预报预警，其预报单元面积太大。省级的地质灾害预警范围也很大，如陕西省是将全省划分为23个靶区进行预报，单个预警靶区面积几千至几万平方公里；云南省是将全省划分为128个预报单元，相当于每个县级行政区为一个预警靶区，其单个预警区面积大约在上千平方公里。到了县一级的地质灾害预报预警，单个预警靶区面积仍旧很大，如陕西省合阳县划定为8个预警区，其单个靶区面积近200平方公里；延安市宝塔区划分为11个预警区，其单个靶区面积超过300平方公里。从以上预警靶区的尺度可以看出来，全国分为几十个区，一个省分为几十个区，一个县分为十来个区，无论从国家级、省级、还是县级来看，其单个预警靶区的面积都很大，很难做到精细化预报预警，从而难以有力地支撑地质灾害的预防工作。

我国幅员辽阔，县级是我们国家最基本的行政管理层次，地质灾害的防治主要依靠县级国土资源主管部门来落实，我们提供的预警区应该具备可管理性。如果单个预警靶区面积过大，政府除了能够提请公众注意，将无法进行细致管理；而如果预警靶区面积足够小，则管理部门就可以有针对性采取诸如疏散群众、应急工程治理等措施，从而有效防治灾害的威胁。因此，本发明要解决的问题就是如何提高县域尺度上的地质灾害预警精度，并开发一套供县政府主管部门使用的地质灾害预警信息系统。

发明内容

为解决背景技术中的问题，本发明提出了地质灾害精细化预警的思想，主要通过缩小单个预警靶区的面积来实现精细化预警。

本发明的技术方案是：

一种县域尺度上的地质灾害精细化预警系统，其特征在于：该系统的方法是：

步骤1、通过1∶5万小比例尺野外调查、1∶2.5万中比例尺野外调查、1∶1万大比例尺野外调查和>1∶5千超大比例尺野外调查，分别进行全县区域、城区、新开发区、重点城镇、重点坡段、单体滑坡的不同精度的地质灾害区划。

步骤2、将各比例尺精度的地质灾害区划结果通过ARC-GIS平台集成到监测预警系统中。

步骤3、使用克里金法开发一个降雨量插值软件，实现区域内各点雨量信息的随意获取。

步骤4、利用降雨监测数据和预报数据，分别计算日降雨量、当日及前15日降雨量、滑坡发生概率这三个预警指标。

步骤5、利用计算所得的预警指标，根据设定好的预警判据来进行预警级别的判定，形成预警结果图。

步骤6、利用Web发布模块进行地质灾害的公众预警功能。

步骤7、利用应急管理模块进行地质灾害的行政管理功能。

由于采用了上述技术方案，与现有技术相比较，本发明的有益效果：

本发明通过缩小单个预警靶区的面积来实现地质灾害预警精度和水平的提高：全县采用1∶5万小比例尺区划结果预警(单个预警靶区面积100～300平方公里)；城区、新开发区、重点城镇等采用1∶2.5万中比例尺区划结果预警(单个预警靶区面积1～10平方公里)；一些重点坡段采用1∶1万大比例尺区划结果预警(单个预警靶区面积0.1～1平方公里)；单体滑坡采用>1∶5千的超大比例尺区划结果结合监测曲线来进行预警(单个预警靶区面积<0.1平方公里)。这样，基于县域尺度，就得到了不同管理层次下的地质灾害预警结果。因为单个的预警靶区足够小，就可以有针对性地进行临灾处置，有效减少灾害损失。

附图说明

图1为本发明一种实施例的系统构成及流程图；

图2为使用原方法完成的某县全区地质灾害预警结果图。

图3为使用本发明完成的某县城区地质灾害精细化预警结果图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方法和过程进行详细的说明。

如图1所示，一种县域尺度上的地质灾害精细化预警系统主要包括数据库、模型库、产品库三大部分。

1、数据库是该系统的基础，主要包括9类数据。

(1)自然地理数据。包括行政区划、交通位置、地表水系、城镇村落基础设施以及DEM数据等，主要为一些基础数据，提供管理的背景条件，并用于Web信息发布的地理底图。

(2)地质灾害及隐患点数据。主要有各类地质灾害及隐患点的信息，包括地质灾害及隐患点分布图、遥感解译图、防治规划图等，用于区划评价模型计算和Web信息发布等。

(3)承灾体数据。主要有居住户数、人口数量，房屋类型、资产价值、易损性大小，基础设施类型、数量、估价等。

(4)区划结果数据。包括大、中、小不同比例尺的地质灾害易发性、危险性、风险区划结果数据，用于预警级别计算。

(5)降雨监测数据。包括全区的自动雨量站分布图、各站点坐标信息等、历史和实时雨量监测数据等，用于三类预警指标的计算，同时雨量信息也用于授权的Web发布。

(6)滑坡专业监测数据。主要包括宝塔山地质灾害的深部位移、含水量、降雨量监测数据，以及赵家岸地质灾害的深部位移、孔隙水压力监测数据。分别由远程自动化数据采集软件采集并传输，主要用于授权的Web发布、浏览、查询等。此外，还包括监测点的情况说明、滑坡平、剖面图、监测技术方法介绍等内容。

(7)简易监测数据。主要是裂缝伸缩仪和报警器的分布图、监测点信息(责任人、安装位置等)和反馈信息文档，这部分数据为管理者查询所用，同时也是监测的重要内容。

(8)人工巡查数据。主要是各责任人每年汛期前或不定期地对辖区内的地质变化情况、隐患点变化情况等做的巡查记录，还包括群测群防点分布图、各级责任人联系方式一览表等。与上述简易仪器监测一样，这部分数据为管理者查询所用，同时也是监测的重要内容。

(9)综合文档数据。包括简介、成果报告、多媒体等。

2、模型库是该系统的核心，主要有3大模型。

(1)地质灾害区划模型

灾点查询、图形管理、属性管理、空间分析、栅格叠加等功能都是在地理和地质信息基础上实现的，与空间位置信息紧密相关，这就决定了系统应该以空间数据库为基础，通过空间数据引擎进行数据交换和管理，现有的GIS软件能够较好地解决这个问题，采用ArcGIS9.3平台，基于ArcGIS Engine框架进行模型开发，主要进行单元格划分和栅格的空间分析计算功能，包括大、中、小比例尺地质灾害评价模块的开发和应用。

(2)监测信息集成模型

这是一个集成模块，包括降雨量监测、滑坡专业监测、简易监测、人工巡查四部分监测内容，其中滑坡专业监测又包括两个不同地点的滑坡的深部位移、含水量、孔隙水压力监测信息。由于监测设备的不同和数据采集软件的不同，使得上述监测数据形成多种数据源，既有Access数据源，也有PostgreSQL数据源，还有SQL Server数据源，为了在统一的平台上集成这些数据，需采用基于服务的数据集成技术，为数据应用层提供统一的数据接口和数据调用，实现多源监测数据的集成。

(3)预警模型

将降雨临界值研究结果转化为滑坡预警指标，则三种模式的降雨临界值表达式均应成为预警指标，且之间是“或”的关系，即只要满足其中之一即可判定预警级别，并且以先达到者先预警。第一类预警指标R₀为当日降雨量，其预警值为10mm、30mm、50mm；第二类预警指标R_总为当日及前15日累计雨量，其预警值为10mm、43mm、100mm；第三类预警指标P为滑坡发生概率，其预警值为25％、50％、75％。根据1∶5万地质灾害区划结果和预警值，设定I、II、III、IV、V共5级预警级别，其中需要向公众发布的是I级和II级预警。根据1∶2.5000万地质灾害区划结果和预警值，设定I、II、III、IV、V、VI、VII共7级预警级别，其中需要向公众发布的是I级、II级和III级预警。根据1∶1万地质灾害区划结果和预警值，设定I、II、III、IV、V、VI共6级预警级别，其中需要向公众发布的是I级和II级预警。

3、产品库是该系统的最终用户使用的业务产品，主要有两个产品：

(1)、Web发布模块

系统本身运行于县级国土局内网，用于内部地质灾害管理之需，但同时需开发基于外部通讯网络的Web信息发布模块，完成地质灾害信息的外网发布系统，实现网页的浏览、搜索和查询功能，以利更好地进行群测群防工作。可向公众发布各隐患点信息、监测信息、两卡信息及防灾综合信息，当预警结果为I级、II级、或III级时，也属发布之列，并授权浏览查询有关专业滑坡监测和区域降雨监测方面的有关信息。

(2)、应急管理模块

除日常的地质灾害管理所用之外，当汛期来临时应有专人值守，随时根据降雨量进行预警级别的分析计算。当计算结果为I级、II级、或III级预警时，应及时通过外网发布预警靶区，同时启动相应的行政管理程序。在区域预警的同时要确定各预警靶区内的地质灾害隐患点，启动短信群发功能模块，向各级相应责任人发送预警信息。由于中大比例尺的风险区划更为精细，那么每个预警靶区的范围就大大缩小了，这样预警就更加有针对性。通过区域上的警示功能，加之点上的预防功能，尽量做到地质灾害的有效防范。

如图2所示，是使用原来的区划和预警方法获得的延安市宝塔区全区的地质灾害预警结果图。总面积为3556平方公里，单个预警靶区面积在200～300平方公里。因此对宝塔区政府来说，无法将两三百平方公里内的居民全部进行搬迁避让或采取其它临灾措施，这样的难度和不确定性都太大。

如图3所示，是使用该系统对延安市宝塔区城区2013年11月15日20:00点至16日20:00点的地质灾害风险情况进行的1∶2.5万中比例尺精度的预警。其总面积约120平方公里，单个预警靶区面积1～10平方公里，比原有的单个预警靶区面积200～300平方公里缩小了90％以上，做到了精细化预警，从而可以有针对性地开展地质灾害预防工作。

Claims (1)

1.一种县域尺度上的地质灾害精细化预警系统，其特征在于：该系统的方法是：

步骤1、通过1∶5万小比例尺野外调查、1∶2.5万中比例尺野外调查、1∶1万大比例尺野外调查和大于1∶5千超大比例尺野外调查，分别进行全县区域、城区、新开发区、重点城镇、重点坡段、单体滑坡的不同精度的地质灾害区划；

步骤2、将各比例尺精度的地质灾害区划结果通过ARC-GIS平台集成到监测预警系统中；

步骤3、使用克里金法开发一个降雨量插值软件，实现区域内各点雨量信息的随意获取；

步骤4、利用降雨监测数据和预报数据，分别计算日降雨量、当日及前15日降雨量、滑坡发生概率这三个预警指标；

步骤5、利用计算所得的预警指标，根据设定好的预警判据来进行预警级别的判定，形成预警结果图；

步骤6、利用Web发布模块进行地质灾害的公众预警功能；

步骤7、利用应急管理模块进行地质灾害的行政管理功能。