基于GIS的滑坡三维可视化及危险性评价研究

论文摘要

随着全球变暖、气候恶化、地震频发和人类活动等多种因素的持续变化,地质灾害活动也随之频繁发生。地质灾害影响着我国国民经济生产活动、“一带一路”建设等,尤其是滑坡灾害,发生时具有不确定性、影响范围大、破坏力强等特点。本文利用MATLAB二次开发设计出能够计算滑坡稳定系数的功能模块,并可搜索出滑坡的最危险滑动面,在此基础上利用ArcScene平台实现滑坡的三维模拟和危险性评价。确定滑坡的稳定系数和最危险滑动面是分析滑坡稳定性所面临的两个主要问题。为解决这两个问题,本文基于MATLAB软件进行二次开发,设计出能计算滑坡稳定系数,并对滑坡实现可视化的拓展模块。采用M语言将瑞典条分积分法编辑成function函数文件,编辑搜索最危险滑动曲线的程序,最后利用axes控件及内置函数编程绘制滑坡的几何形状,实现滑坡几何外观的可视化。应用GIS、RS技术,在分析现场勘查资料的基础上,对四川省金沙江流域内的巨型滑坡及其附近区域进行滑坡危险性评价,在评价过程中重点考虑了6个滑坡影响因素。本文引用层次分析法（AHP）和区间粗糙数层次分析法（IRN-AHP）确定各因素对滑坡发生的影响程度,将每个因素按照权重值进行组合,最终得到滑坡危险度。利用ArcGIS软件,以危险度作为像元值制作滑坡危险性评价栅格图,研究区分为低危险性、较低危险性、中危险性、较高危险性和高危险性5个等级。ROC曲线检验结果表明,GIS技术结合区间粗糙数层次分析法对该区滑坡预测有较高的准确率。

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摘要

ABSTRACT

1 绪论

1.1 选题依据

1.2 研究意义

1.3 研究现状

1.3.1 滑坡三维可视化国内外研究现状

1.3.2 滑坡灾害危险性评价国内外研究现状

1.4 主要研究内容及方法

1.4.1 研究内容

1.4.2 技术路线

2 滑坡三维建模及可视化理论

2.1 GIS发展与应用

2.1.1 GIS介绍

2.1.2 ArcScene介绍

2.2 三维可视化原理

2.2.1 C#编程语言

2.2.2 面向对象技术

2.3 三维数据模型

2.3.1 面元模型

2.3.2 体元模型

2.3.3 混合模型

2.4 空间插值

2.4.1 反距离加权法

2.4.2 克里金插值法

2.5 总结

3 滑坡稳定性计算

3.1 概述

3.2 MATLAB软件介绍

3.3 常用方法

3.3.1 其他方法

3.3.2 瑞典条分法

3.4 滑坡稳定性计算模块

3.4.1 计算稳定系数

3.4.2 绘制滑坡的几何形状

3.4.3 导出数据

3.4.4 工程应用

3.5 总结

4 滑坡三维建模及可视化的实现

4.1 滑坡概况

4.1.1 基本特征

4.1.2 现状变形特征

4.1.3 形成机制分析

4.2 滑动面确定

4.2.1 数据预处理

4.2.2 插值计算

4.3 模型建立

4.3.1 冯家坪滑坡实体模型

4.3.2 冯家坪滑坡滑体模型

4.4 总结

5 滑坡危险性评价理论与方法

5.1 影响因素

5.1.1 地形因素

5.1.2 岩性

5.1.3 河流

5.1.4 道路

5.2 滑坡危险性评价理论

5.2.1 评价原则

5.2.2 评价方法

5.3 层次分析法

5.3.1 划分层次结构

5.3.2 构造判断矩阵

5.3.3 一致性检验

5.4 区间粗糙数层次分析法

5.4.1 构造区间粗糙数判断矩阵

5.4.2 一致性检验

5.4.3 计算区间权重

5.5 两种方法对比

5.5.1 结果对比

5.5.2 结果检验

5.6 总结

6 结论与展望

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文

参考文献

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 刘红枫

导师: 李小根

关键词: 滑坡,稳定系数,危险性评价

来源: 华北水利水电大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑,信息科技

专业: 自然地理学和测绘学,地质学,地质学,工业通用技术及设备,计算机软件及计算机应用

单位: 华北水利水电大学

分类号: P642.22;P208

总页数: 71

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