一種縣域尺度上的地質(zhì)災(zāi)害精細(xì)化預(yù)警系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公布了一種縣域尺度上的地質(zhì)災(zāi)害精細(xì)化預(yù)警系統(tǒng)。首先通過1∶5萬小比例尺野外調(diào)查、1∶2.5萬中比例尺野外調(diào)查、1∶1萬大比例尺野外調(diào)查和>1∶5千超大比例尺野外調(diào)查，分別進(jìn)行全縣區(qū)域、城區(qū)、新開發(fā)區(qū)、重點(diǎn)城鎮(zhèn)、重點(diǎn)坡段、單體滑坡的不同精度的地質(zhì)災(zāi)害區(qū)劃。接著將各比例尺精度的地質(zhì)災(zāi)害區(qū)劃結(jié)果集成到系統(tǒng)中。然后開發(fā)一個(gè)降雨量插值軟件，實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)雨量信息的隨意獲取。本發(fā)明通過縮小單個(gè)預(yù)警靶區(qū)面積的方法來實(shí)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害的精細(xì)化預(yù)警，解決了如何在縣域尺度上提高地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警精度的問題，使得行政部門可以有針對(duì)性地進(jìn)行臨災(zāi)處置，有效減少地質(zhì)災(zāi)害的損失。
【專利說明】一種縣域尺度上的地質(zhì)災(zāi)害精細(xì)化預(yù)警系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于區(qū)域性地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警領(lǐng)域，尤其涉及一種在區(qū)域上進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害精細(xì)化預(yù)警的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]利用一個(gè)地區(qū)的滑坡易發(fā)區(qū)劃，結(jié)合降雨臨界值，可以設(shè)定不同的預(yù)警級(jí)別，在區(qū)域內(nèi)布設(shè)一定數(shù)量的雨量站，監(jiān)測(cè)雨量加上預(yù)報(bào)雨量，就可進(jìn)行滑坡預(yù)警預(yù)報(bào)。無論是國(guó)外還是國(guó)內(nèi)的區(qū)域性降雨型滑坡監(jiān)測(cè)預(yù)警大體都是這個(gè)思路和做法。如中央電視臺(tái)或省級(jí)電視臺(tái)在汛期會(huì)有地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)，其預(yù)報(bào)結(jié)果往往是“ X X省X X部發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的可能性較大，請(qǐng)相關(guān)部門做好預(yù)防。”該方法在對(duì)公眾進(jìn)行警示方面，尤其當(dāng)有極端氣候條件出現(xiàn)時(shí)，起到了良好效果。但由于預(yù)警的范圍太大，在具體的小區(qū)域或單點(diǎn)防治上，難以有針對(duì)性地采取臨災(zāi)措施。
[0003]從2003年起開展的國(guó)家級(jí)地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報(bào)預(yù)警，將全國(guó)劃分為74個(gè)靶區(qū)進(jìn)行預(yù)報(bào)預(yù)警，其預(yù)報(bào)單元面積太大。省級(jí)的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警范圍也很大，如陜西省是將全省劃分為23個(gè)靶區(qū)進(jìn)行預(yù)報(bào)，單個(gè)預(yù)警靶區(qū)面積幾千至幾萬平方公里；云南省是將全省劃分為128個(gè)預(yù)報(bào)單元，相當(dāng)于每個(gè)縣級(jí)行政區(qū)為一個(gè)預(yù)警靶區(qū)，其單個(gè)預(yù)警區(qū)面積大約在上千平方公里。到了縣一級(jí)的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警，單個(gè)預(yù)警靶區(qū)面積仍舊很大，如陜西省合陽縣劃定為8個(gè)預(yù)警區(qū)，其單個(gè)靶區(qū)面積近200平方公里；延安市寶塔區(qū)劃分為11個(gè)預(yù)警區(qū)，其單個(gè)靶區(qū)面積超過300平方公里。從以上預(yù)警靶區(qū)的尺度可以看出來，全國(guó)分為幾十個(gè)區(qū)，一個(gè)省分為幾十個(gè)區(qū)，一個(gè)縣分為十來個(gè)區(qū)，無論從國(guó)家級(jí)、省級(jí)、還是縣級(jí)來看，其單個(gè)預(yù)警靶區(qū)的面積都很大，很難做到精細(xì)化預(yù)報(bào)預(yù)警，從而難以有力地支撐地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防工作。
[0004]我國(guó)幅員遼闊，縣級(jí)是我們國(guó)家最基本的行政管理層次，地質(zhì)災(zāi)害的防治主要依靠縣級(jí)國(guó)土資源主管部門來落實(shí)，我們提供的預(yù)警區(qū)應(yīng)該具備可管理性。如果單個(gè)預(yù)警靶區(qū)面積過大，政府除了能夠提請(qǐng)公眾注意，將無法進(jìn)行細(xì)致管理；而如果預(yù)警靶區(qū)面積足夠小，則管理部門就可以有針對(duì)性采取諸如疏散群眾、應(yīng)急工程治理等措施，從而有效防治災(zāi)害的威脅。因此，本發(fā)明要解決的問題就是如何提高縣域尺度上的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警精度，并開發(fā)一套供縣政府主管部門使用的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警信息系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決【背景技術(shù)】中的問題，本發(fā)明提出了地質(zhì)災(zāi)害精細(xì)化預(yù)警的思想，主要通過縮小單個(gè)預(yù)警靶區(qū)的面積來實(shí)現(xiàn)精細(xì)化預(yù)警。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0007]—種縣域尺度上的地質(zhì)災(zāi)害精細(xì)化預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)的方法是:
[0008]步驟1、通過1: 5萬小比例尺野外調(diào)查、I: 2.5萬中比例尺野外調(diào)查、I: I萬大比例尺野外調(diào)查和>1: 5千超大比例尺野外調(diào)查，分別進(jìn)行全縣區(qū)域、城區(qū)、新開發(fā)區(qū)、重點(diǎn)城鎮(zhèn)、重點(diǎn)坡段、單體滑坡的不同精度的地質(zhì)災(zāi)害區(qū)劃。
[0009]步驟2、將各比例尺精度的地質(zhì)災(zāi)害區(qū)劃結(jié)果通過ARC-GIS平臺(tái)集成到監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)中。
[0010]步驟3、使用克里金法開發(fā)一個(gè)降雨量插值軟件，實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)雨量信息的隨意獲取。
[0011]步驟4、利用降雨監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，分別計(jì)算日降雨量、當(dāng)日及前15日降雨量、滑坡發(fā)生概率這三個(gè)預(yù)警指標(biāo)。
[0012]步驟5、利用計(jì)算所得的預(yù)警指標(biāo)，根據(jù)設(shè)定好的預(yù)警判據(jù)來進(jìn)行預(yù)警級(jí)別的判定，形成預(yù)警結(jié)果圖。
[0013]步驟6、利用Web發(fā)布模塊進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害的公眾預(yù)警功能。
[0014]步驟7、利用應(yīng)急管理模塊進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害的行政管理功能。
[0015]由于采用了上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的有益效果:
[0016]本發(fā)明通過縮小單個(gè)預(yù)警靶區(qū)的面積來實(shí)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警精度和水平的提高:全縣采用1: 5萬小比例尺區(qū)劃結(jié)果預(yù)警(單個(gè)預(yù)警靶區(qū)面積100?300平方公里)；城區(qū)、新開發(fā)區(qū)、重點(diǎn)城鎮(zhèn)等采用1: 2.5萬中比例尺區(qū)劃結(jié)果預(yù)警(單個(gè)預(yù)警靶區(qū)面積I?10平方公里)；一些重點(diǎn)坡段采用1:1萬大比例尺區(qū)劃結(jié)果預(yù)警(單個(gè)預(yù)警靶區(qū)面積0.1?I平方公里)；單體滑坡采用>1: 5千的超大比例尺區(qū)劃結(jié)果結(jié)合監(jiān)測(cè)曲線來進(jìn)行預(yù)警(單個(gè)預(yù)警靶區(qū)面積〈0.1平方公里)。這樣，基于縣域尺度，就得到了不同管理層次下的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警結(jié)果。因?yàn)閱蝹€(gè)的預(yù)警靶區(qū)足夠小，就可以有針對(duì)性地進(jìn)行臨災(zāi)處置，有效減少災(zāi)害損失。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明一種實(shí)施例的系統(tǒng)構(gòu)成及流程圖；
[0018]圖2為使用原方法完成的某縣全區(qū)地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警結(jié)果圖。
[0019]圖3為使用本發(fā)明完成的某縣城區(qū)地質(zhì)災(zāi)害精細(xì)化預(yù)警結(jié)果圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方法和過程進(jìn)行詳細(xì)的說明。
[0021]如圖1所示，一種縣域尺度上的地質(zhì)災(zāi)害精細(xì)化預(yù)警系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)庫(kù)、模型庫(kù)、產(chǎn)品庫(kù)三大部分。
[0022]1、數(shù)據(jù)庫(kù)是該系統(tǒng)的基礎(chǔ)，主要包括9類數(shù)據(jù)。
[0023](I)自然地理數(shù)據(jù)。包括行政區(qū)劃、交通位置、地表水系、城鎮(zhèn)村落基礎(chǔ)設(shè)施以及DEM數(shù)據(jù)等，主要為一些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，提供管理的背景條件，并用于Web信息發(fā)布的地理底圖。
[0024](2)地質(zhì)災(zāi)害及隱患點(diǎn)數(shù)據(jù)。主要有各類地質(zhì)災(zāi)害及隱患點(diǎn)的信息，包括地質(zhì)災(zāi)害及隱患點(diǎn)分布圖、遙感解譯圖、防治規(guī)劃圖等，用于區(qū)劃評(píng)價(jià)模型計(jì)算和Web信息發(fā)布等。
[0025](3)承災(zāi)體數(shù)據(jù)。主要有居住戶數(shù)、人口數(shù)量，房屋類型、資產(chǎn)價(jià)值、易損性大小，基礎(chǔ)設(shè)施類型、數(shù)量、估價(jià)等。
[0026](4)區(qū)劃結(jié)果數(shù)據(jù)。包括大、中、小不同比例尺的地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性、危險(xiǎn)性、風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃結(jié)果數(shù)據(jù)，用于預(yù)警級(jí)別計(jì)算。
[0027](5)降雨監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。包括全區(qū)的自動(dòng)雨量站分布圖、各站點(diǎn)坐標(biāo)信息等、歷史和實(shí)時(shí)雨量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等，用于三類預(yù)警指標(biāo)的計(jì)算，同時(shí)雨量信息也用于授權(quán)的Web發(fā)布。
[0028](6)滑坡專業(yè)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。主要包括寶塔山地質(zhì)災(zāi)害的深部位移、含水量、降雨量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，以及趙家岸地質(zhì)災(zāi)害的深部位移、孔隙水壓力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。分別由遠(yuǎn)程自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集軟件采集并傳輸，主要用于授權(quán)的Web發(fā)布、瀏覽、查詢等。此外，還包括監(jiān)測(cè)點(diǎn)的情況說明、滑坡平、剖面圖、監(jiān)測(cè)技術(shù)方法介紹等內(nèi)容。
[0029](7)簡(jiǎn)易監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。主要是裂縫伸縮儀和報(bào)警器的分布圖、監(jiān)測(cè)點(diǎn)信息(責(zé)任人、安裝位置等)和反饋信息文檔，這部分?jǐn)?shù)據(jù)為管理者查詢所用，同時(shí)也是監(jiān)測(cè)的重要內(nèi)容。
[0030](8)人工巡查數(shù)據(jù)。主要是各責(zé)任人每年汛期前或不定期地對(duì)轄區(qū)內(nèi)的地質(zhì)變化情況、隱患點(diǎn)變化情況等做的巡查記錄，還包括群測(cè)群防點(diǎn)分布圖、各級(jí)責(zé)任人聯(lián)系方式一覽表等。與上述簡(jiǎn)易儀器監(jiān)測(cè)一樣，這部分?jǐn)?shù)據(jù)為管理者查詢所用，同時(shí)也是監(jiān)測(cè)的重要內(nèi)容。
[0031](9)綜合文檔數(shù)據(jù)。包括簡(jiǎn)介、成果報(bào)告、多媒體等。
[0032]2、模型庫(kù)是該系統(tǒng)的核心，主要有3大模型。
[0033](I)地質(zhì)災(zāi)害區(qū)劃模型
[0034]災(zāi)點(diǎn)查詢、圖形管理、屬性管理、空間分析、柵格疊加等功能都是在地理和地質(zhì)信息基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，與空間位置信息緊密相關(guān)，這就決定了系統(tǒng)應(yīng)該以空間數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，通過空間數(shù)據(jù)引擎進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和管理，現(xiàn)有的GIS軟件能夠較好地解決這個(gè)問題，采用ArcGIS9.3平臺(tái)，基于ArcGIS Engine框架進(jìn)行模型開發(fā)，主要進(jìn)行單元格劃分和柵格的空間分析計(jì)算功能，包括大、中、小比例尺地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià)模塊的開發(fā)和應(yīng)用。
[0035](2)監(jiān)測(cè)信息集成模型
[0036]這是一個(gè)集成模塊，包括降雨量監(jiān)測(cè)、滑坡專業(yè)監(jiān)測(cè)、簡(jiǎn)易監(jiān)測(cè)、人工巡查四部分監(jiān)測(cè)內(nèi)容，其中滑坡專業(yè)監(jiān)測(cè)又包括兩個(gè)不同地點(diǎn)的滑坡的深部位移、含水量、孔隙水壓力監(jiān)測(cè)信息。由于監(jiān)測(cè)設(shè)備的不同和數(shù)據(jù)采集軟件的不同，使得上述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)形成多種數(shù)據(jù)源，既有Access數(shù)據(jù)源,也有PostgreSQL數(shù)據(jù)源,還有SQL Server數(shù)據(jù)源,為了在統(tǒng)一的平臺(tái)上集成這些數(shù)據(jù)，需采用基于服務(wù)的數(shù)據(jù)集成技術(shù)，為數(shù)據(jù)應(yīng)用層提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口和數(shù)據(jù)調(diào)用，實(shí)現(xiàn)多源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的集成。
[0037](3)預(yù)警模型
[0038]將降雨臨界值研究結(jié)果轉(zhuǎn)化為滑坡預(yù)警指標(biāo)，則三種模式的降雨臨界值表達(dá)式均應(yīng)成為預(yù)警指標(biāo)，且之間是“或”的關(guān)系，即只要滿足其中之一即可判定預(yù)警級(jí)別，并且以先達(dá)到者先預(yù)警。第一類預(yù)警指標(biāo)Rtl為當(dāng)日降雨量，其預(yù)警值為10mm、30mm、50mm;第二類預(yù)警指標(biāo)R總為當(dāng)日及前15日累計(jì)雨量，其預(yù)警值為10mm、43mm、100mm;第三類預(yù)警指標(biāo)P為滑坡發(fā)生概率，其預(yù)警值為25%、50%、75%。根據(jù)1: 5萬地質(zhì)災(zāi)害區(qū)劃結(jié)果和預(yù)警值，設(shè)定1、I1、II1、IV、V共5級(jí)預(yù)警級(jí)別，其中需要向公眾發(fā)布的是I級(jí)和II級(jí)預(yù)警。根據(jù)I: 2.5000萬地質(zhì)災(zāi)害區(qū)劃結(jié)果和預(yù)警值，設(shè)定1、I1、II1、IV、V、V1、VII共7級(jí)預(yù)警級(jí)別，其中需要向公眾發(fā)布的是I級(jí)、II級(jí)和III級(jí)預(yù)警。根據(jù)1:1萬地質(zhì)災(zāi)害區(qū)劃結(jié)果和預(yù)警值，設(shè)定1、I1、II1、IV、V、VI共6級(jí)預(yù)警級(jí)別，其中需要向公眾發(fā)布的是I級(jí)和II級(jí)預(yù)
m
目O
[0039]3、產(chǎn)品庫(kù)是該系統(tǒng)的最終用戶使用的業(yè)務(wù)產(chǎn)品，主要有兩個(gè)產(chǎn)品:
[0040](I)、Web 發(fā)布模塊
[0041]系統(tǒng)本身運(yùn)行于縣級(jí)國(guó)土局內(nèi)網(wǎng)，用于內(nèi)部地質(zhì)災(zāi)害管理之需，但同時(shí)需開發(fā)基于外部通訊網(wǎng)絡(luò)的Web信息發(fā)布模塊，完成地質(zhì)災(zāi)害信息的外網(wǎng)發(fā)布系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)頁的瀏覽、搜索和查詢功能，以利更好地進(jìn)行群測(cè)群防工作。可向公眾發(fā)布各隱患點(diǎn)信息、監(jiān)測(cè)信息、兩卡信息及防災(zāi)綜合信息，當(dāng)預(yù)警結(jié)果為I級(jí)、II級(jí)、或III級(jí)時(shí)，也屬發(fā)布之列，并授權(quán)瀏覽查詢有關(guān)專業(yè)滑坡監(jiān)測(cè)和區(qū)域降雨監(jiān)測(cè)方面的有關(guān)信息。
[0042](2)、應(yīng)急管理模塊
[0043]除日常的地質(zhì)災(zāi)害管理所用之外，當(dāng)汛期來臨時(shí)應(yīng)有專人值守，隨時(shí)根據(jù)降雨量進(jìn)行預(yù)警級(jí)別的分析計(jì)算。當(dāng)計(jì)算結(jié)果為I級(jí)、II級(jí)、或III級(jí)預(yù)警時(shí)，應(yīng)及時(shí)通過外網(wǎng)發(fā)布預(yù)警靶區(qū)，同時(shí)啟動(dòng)相應(yīng)的行政管理程序。在區(qū)域預(yù)警的同時(shí)要確定各預(yù)警靶區(qū)內(nèi)的地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)，啟動(dòng)短信群發(fā)功能模塊，向各級(jí)相應(yīng)責(zé)任人發(fā)送預(yù)警信息。由于中大比例尺的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃更為精細(xì)，那么每個(gè)預(yù)警靶區(qū)的范圍就大大縮小了，這樣預(yù)警就更加有針對(duì)性。通過區(qū)域上的警示功能，加之點(diǎn)上的預(yù)防功能，盡量做到地質(zhì)災(zāi)害的有效防范。
[0044]如圖2所示，是使用原來的區(qū)劃和預(yù)警方法獲得的延安市寶塔區(qū)全區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警結(jié)果圖?？偯娣e為3556平方公里，單個(gè)預(yù)警靶區(qū)面積在200?300平方公里。因此對(duì)寶塔區(qū)政府來說，無法將兩三百平方公里內(nèi)的居民全部進(jìn)行搬遷避讓或采取其它臨災(zāi)措施，這樣的難度和不確定性都太大。
[0045]如圖3所示，是使用該系統(tǒng)對(duì)延安市寶塔區(qū)城區(qū)2013年11月15日20:00點(diǎn)至16日20:00點(diǎn)的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)情況進(jìn)行的1: 2.5萬中比例尺精度的預(yù)警。其總面積約120平方公里，單個(gè)預(yù)警靶區(qū)面積I?10平方公里，比原有的單個(gè)預(yù)警靶區(qū)面積200?300平方公里縮小了 90%以上，做到了精細(xì)化預(yù)警，從而可以有針對(duì)性地開展地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防工作。
【權(quán)利要求】
1.一種縣域尺度上的地質(zhì)災(zāi)害精細(xì)化預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)的方法是: 步驟1、通過1: 5萬小比例尺野外調(diào)查、I: 2.5萬中比例尺野外調(diào)查、I: I萬大比例尺野外調(diào)查和大于1: 5千超大比例尺野外調(diào)查，分別進(jìn)行全縣區(qū)域、城區(qū)、新開發(fā)區(qū)、重點(diǎn)城鎮(zhèn)、重點(diǎn)坡段、單體滑坡的不同精度的地質(zhì)災(zāi)害區(qū)劃； 步驟2、將各比例尺精度的地質(zhì)災(zāi)害區(qū)劃結(jié)果通過ARC-GIS平臺(tái)集成到監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)中； 步驟3、使用克里金法開發(fā)一個(gè)降雨量插值軟件，實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)雨量信息的隨意獲??； 步驟4、利用降雨監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，分別計(jì)算日降雨量、當(dāng)日及前15日降雨量、滑坡發(fā)生概率這三個(gè)預(yù)警指標(biāo)； 步驟5、利用計(jì)算所得的預(yù)警指標(biāo)，根據(jù)設(shè)定好的預(yù)警判據(jù)來進(jìn)行預(yù)警級(jí)別的判定，形成預(yù)警結(jié)果圖； 步驟6、利用Web發(fā)布模塊進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害的公眾預(yù)警功能； 步驟7、利用應(yīng)急管理模塊進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害的行政管理功能。
【文檔編號(hào)】G08B25/00GK104200614SQ201410366265
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月28日
【發(fā)明者】唐亞明, 薛強(qiáng), 畢俊擘, 李林, 陳社斌, 裴贏, 李珂 申請(qǐng)人:中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心