基于MAPGIS的国家高速公路网与公路工程地质灾害叠加图的研究与应用.pdf

基于MAPGIS的国家高速公路网与 公路工程地质灾害叠加图的研究与应用 3 赵 丽1 焦伟赟1 彭思义2 李 斌1 交通部公路科学研究院,国家智能交通系统工程技术研究中心1 北京100088 交通部基本建设质量监督总站2 北京100013 摘 要 基于全国县市地质灾害调查成果1999～2005年及全国单灾种地质灾害易发分区图,利 用MAPGIS 6. 5软件,研究建立1∶1 800万的国家高速公路网7918网与公路工程地质灾害叠加图 查询系统,提出路线层面和区域层面2种应用模式。 关键词 国家高速公路网;地质灾害;叠加;MAPGIS 中图分类号U491 文献标志码B 引 言 基于中国地质环境监测院组织实施的1999 ～2005年全国700个县市地质灾害调查成果 数据与地质灾害易发分区图,以地理信息系统软 件平台MAPGIS 6. 5作为[122]基础平台,笔者建 立了国家高速公路网7918网与滑坡崩塌、 泥石 流、 地面塌陷、 地面沉降及地裂缝几大类公路工程 地质灾害的叠加图查询系统。 系统构成 1. 1 系统物理构成 系统由计算机硬件、 操作系统软件、 二次开发 工具、 公路工程地质灾害数据信息、7918网数据 信息等组成。 计算机硬件环境 PC机CPU主频 350 MHz ,内存64 M以上 , 硬盘可用空间2. 0 G以 上,彩显等;输入设备键盘、 鼠标、 扫描仪、 数字化 仪等;输出设备打印机、 绘图仪、 光盘刻录机等。 操作系统软件Windows9X/ N T/ 2000/ XP。 二次开发工具 MAPGIS 6. 5 ,Visual Basic 6. 0 ,Visual C 6. 0。 1. 2 系统基础数据 本系统所涉及的基础数据包括空间矢量数 据和属性数据。 1 空间矢量数据。指系统涉及到的公路工程 收稿日期2008203210 3 交通部科研院所社会公益研究专项项目批准号 2005DIB2J080资助 地质灾害易发分区和7918网的GIS图形数据, 要求数据符合系统提供的矢量数据接口标准,并 形成相应的电子数据。具体是对7918网图像进 行数字化转换,获得栅格图形数据,然后以现有的 1∶1 800万的公路工程地质灾害易发分区矢量 图为基准,对栅格图形数据进行矢量化处理,分别 生成首都放射线、 纵线、 横线、 联络线纵、 联络线 横和地区环线6个矢量化图层,供系统调用。 2 属性数据。指矢量数据的属性,包括灾害 类型、 灾害等级、 灾害位置、 高速公路类型等,存储 在矢量数据的属性表格中,供系统调用。 系统设计与实现 本系统结构图如图1所示,通过在公路工程 地质灾害易发分区图的底图上追加一个或多个图 层,完成叠加图的绘制。 图1 叠加图查询系统结构图 通过对6个图层的追加,则可得到7918网与 公路工程地质灾害叠加图,其中的地面塌陷输出 示意如图2所示,通过电脑不同颜色的面状区分 别表示高、 中、 低、 非易发4个等级,各等级以每单 位体积的灾害易发数目为标准予以界定;不同颜 色的线型分别表示首都放射线、 纵线、 横线等6种 高速公路类型。 731基于MAPGIS的国家高速公路网与公路工程地质灾害叠加图的研究与应用 赵 丽 焦伟赟 彭思义 等 此时,所有高速公路与公路工程地质灾害的 空间信息坐标已经匹配,根据用户不同需求,能够 实现如下主要查询与显示功能指定高速公路的 公路沿线灾害类型与易发等级,指定灾害类型和 灾害等级的易发区所包含的高速公路信息,指定 省份所包含的高速公路与公路沿线灾害类型和等 级信息。 图2 7918网与公路工程地质灾害地面塌陷 叠加图示意比例尺1∶1 800万 叠加图在网建设中的应用 分析 根据7918网与公路工程地质灾害叠加图查 询系统的功能,提出叠加图的应用思路,从高速公 路路线和区域2个角度进行分析,同时辅之以县 市节点地质灾害统计数据,如图3所示。 图3 7918网与公路工程地质灾害叠加图的应用思路图 3. 1 按路线分析 按路线分析是指,针对7918网中的某条高速 公路选线进行的工程可行性分析,为高速公路建 设管理者选择施工技术方案以及确定地质灾害处 置方法服务。 目前在公路建设预可、 工可阶段,国内大多数 工程勘察设计院的技术人员一般根据1∶5万或 1∶10万的航测地形图、 地质水文等电子图资料, 运用CAD、 路线大师等软件进行选线[3]。 作为公路选线的辅助决策支持资料之一, 7918网与公路工程地质灾害叠加图在使用时,可 参照如下流程 1 了解规划节点,确定路线大致走向; 2 在MAPGIS中改变所要研究的高速公路 的属性,以筛除其余公路,然后导出电子图,根据 需要可放大某些县市比例尺至1∶10万; 3 将尽可能大的大比例地形图、 电子图导入 CAD[4],综合考虑高速公路节点、 节点与节点之 间沿线易发的工程地质灾害类型、 分布、 易发等级 信息,同时参考地形、 地质水文等图,进行预可和 工可研究,评价工程难易程度与造价,确定道路走 廊带; 4 路线比选,确定最优路线走廊,为下一步 施工图设计奠定基础。 此外,全国县市节点地质灾害统计数据包 括各等级地质灾害所占行政区域的面积比和灾害 数目作为叠加图的补充,共同辅助决策。 以连云港-霍尔果斯高速公路为例进行说 明。根据叠加图查询系统、 县市节点地质灾害 统计数据库可得滑坡崩塌在洛阳、 西安、 宝鸡、 天 水、 兰州,泥石流在宝鸡、 天水、 兰州,地面塌陷在 徐州,地面沉降及地裂缝在宝鸡和西安均为高易 发等级,工程选线中可酌情避让或在施工中采取 适当有效的处置措施;同时,不同类型与不同等级 的地质灾害在高速公路各节点所占面积比例也可 由数据库检索查得,参见图4。 3. 2 按区域分析 按区域分析是指,以省级行政区域或公路工 程地质灾害易发区域为单元的统计分析,便于国 家级或省级公路规划与建设管理者全局把握区域 特性,以实现全省国家高速公路网的线位规划、 建 设资金的统筹分配,根据需要也可放大叠加图中 某些县市比例尺至1∶10万。 1 按行政区域。从7918网与公路工程地质 灾害叠加矢量图中直接提取省级行政区域边界信 息图,可直观地获取途径该省的国家高速公路信 息,该省各类工程地质灾害易发等级、 分布范围信 息,以及高速公路与工程地质灾害的相互关联信 息,为公路规划建设管理部门进行规划与战略决 策提供支持。 2 按灾害易发等级区域。 从公路工程地质灾 831交通与计算机 2008年第3期 第26卷 总142期 图4 连云港-霍尔果斯高速公路地质灾害所占节点行政区域的面积比数据库统计图 表1 7918网与途径的滑坡崩塌易发区对照表 易发程度分布范围地质环境背景及地质灾害发育状况国家高速公路名称所经省份 高易发区 湘西 黔西区 地貌为高中山、 中山,地形切割强烈, 降水丰富,岩石以碳酸盐岩及碎屑岩 为主,断裂发育 纵线 横线 联络线纵 二连浩特-广州 包头-茂名 兰州-海口 杭州-瑞丽 上海-昆明 厦门-成都 长沙-张家界 ① 湖南省;② 贵州省;③重 庆市 中易发区天山区 天山新构造上升强烈,断裂发育,变质 岩和岩浆岩分布广泛,山麓地带有黄土状 土分布。滑坡、 崩塌以中小型、 土质为主, 滑坡以冰川融化诱发和暴雨诱发为主, 40. 75 人为工程活动诱发 首都放射线 横线 联络线横 北京-乌鲁木齐 连云港-霍尔果斯 吐鲁番-库尔勒-库车 -阿克苏-喀什-和田 ①新疆维吾 尔自治区 低易发区 青藏高原、 阿尔泰山 位于我国大地貌的第一阶梯和第二阶 梯。属中～新生代强烈隆起区,平均海拔 3 000 m以上,气候寒冷。活动断裂发育 较广,活动断裂活动强烈,一般水平位移 速率多在6 mm/ a以上,有的大于10 mm/ a ,地震活动频度高、 强度大、 其活动 程度仅次于台湾地区 首都放射线 横线 联络线横 北京-乌鲁木齐 北京-拉萨 连云港-霍尔果斯 柳园-敦煌-格尔木 吐鲁番-库尔勒-库车 -阿克苏-喀什-和田 奎屯-克拉玛依-阿勒泰 奎屯-克拉玛依- 塔城-巴克图口岸 ① 青海省;② 甘肃省;③新 疆维吾尔自 治区;④内蒙 古自治区;⑤ 西藏自治区 害高、 中、 低易发角度,本研究将区域地质灾害与 区域内所包含的高速公路结合起来进行分析,依 托叠加图查询系统,完成了7918网与途径的工程 地质灾害易发区统计对照表,并移植入系统数据 库,表1仅对滑坡崩塌的高、 中、 低易发区各列举 一例,阐述7918网与途径的滑坡崩塌易发区的对 照情况。 使用对照表时,以灾害等级为索引,权衡把握 931基于MAPGIS的国家高速公路网与公路工程地质灾害叠加图的研究与应用 赵 丽 焦伟赟 彭思义 等 易发区内各段高速公路的布局信息,有利于国家 公路建设管理部门以区域为单位对同种易发程 度、 同种地质背景状况下的地质灾害制定切实有 效的建设处置指导方案,统一推广新技术新工艺, 加快工程进度,节省工程前期可研阶段的投资;为 经过相同或相似地质灾害的高速公路规划建设部 门提供了信息交流的平台,实现资源共享。 结 论 本文提出了7918网与公路工程地质灾害叠 加的概念,研究完成7918网与公路工程地质灾害 的矢量叠加图查询系统,并从路线层面与区域层 面研究分析了叠加图的应用模式,进一步丰富完 善了7918网在工程建设可研阶段的资料输入,并 能够更好地辅助公路建设管理者的规划与决策。 为了有效使用叠加图,建议① 与地质水文等 矢量图结合使用,为公路工程选线阶段提供更加 翔实的参考资料;② 由于单灾种地质灾害数据库 尚在完善中,地质灾害底图的精度仍有待提高,待 2008年第2轮1588个县市地质灾害调查结束 后,将绘制出1∶600万的高精度叠加图,其中某 些县市的比例尺可放大至1∶10万。 参考文献 [1] 关昌余,肖春阳,杨文银,等.国家高速公路网规划 [R].北京交通部规划研究院,2004 [2] 张 梁,殷坤龙,雷明党,等.全国地质灾害风险区 划研究报告[ R].北京中国国土资源经济研究院, 中国地质大学;武汉,北京中国地质科学院岩溶地 质研究所,国土资源部实物地质资料中心,2002 [3] 雷 伟.浅谈道路工程设计时所应具备的计算机能 力[J ].交通标准化,2006 ,6 1082110 [4] 廉永海,王 晖.基于Map GIS和AutoCAD的GIS 与CAD图形数据共享的探讨[J ].测绘与空间地理 信息,2006 ,294 1122114 Superposition Images on Highway Engineering Geologic Disasters and National Expressway Net Based on MAPGIS ZHAO Li1 JIAO Weiyun1 PENG Siyi2 LI Bin1 N ational Center of I TS Engineering geologic disasters; superposition; MAPGIS 上接第107页 Design of a Taxi Close Quarters Calling System WANG Xuehui CHEN Xin DINGLibo YANGShengfang N anjing University of Science and Technology , N anjing210094, China Abstract A new taxi calling system was put forward in this paper. Requirement is sent from the calling set at the station. The taxis within a certain range can respond it respectively. The ination of the selected taxi will be send to the passenger through the calling set at the station. Without control center , this system can realize dispatching the taxis quickly , which has a bright future. Key words taxi ; close quarters; calling 041交通与计算机 2008年第3期 第26卷 总142期