基于德尔菲法和GIS的天津临港经济区地质环境安全性预警系统研究

发布时间：2017-04-07 16:02

  本文关键词：基于德尔菲法和GIS的天津临港经济区地质环境安全性预警系统研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：地质环境友好是生态文明建设的基础，天津临港经济区是天津滨海新区重要功能区之一，其地质环境的安全性的重要性不言而喻。本论文的研究内容是将以天津市临港经济区的地质环境为研究对象，分析并建立了地质环境安全性预警预报模型，利用信息技术等实现了地质环境安全性预警预报系统，研究成果在预先指导临港经济区发展战略优化，因地制宜制定防灾减灾措施，合理布局生产建设和构建防灾减灾体系等方面具有重要的实践价值与应用前景。 本论文基于研究区内地质环境条件实际情况，通过分析得出影响地质环境安全性的主要环境问题是浅层地下水的腐蚀性、软土（淤泥质土）震陷、饱和砂（粉）土液化、地面沉降与边坡稳定性等六大类要素。充分考虑研究区地质环境条件，结合可操作性、模型的简易性、已有数据的情况和应用成熟度，本次评价体系确定采用德尔菲法评价模型作为临港经济区地质环境安全性预警评价的数学模型。按照临港经济区的地质环境条件，认为评价模型由背景安全性影响因子和安全性胁迫影响因子组成，而每个影响因素分为三个层次，即类型层、因素层和状态层三类。根据实际，建立了4个类型层，10个因素层，40个状态层，由专家综合评分确定了各级因子的指标值。 论文对预警预报系统的组成和开发关键技术进行了描述，并据此实现了系统研发。预警系统功能模块包括预警模型构建模块、预警预报模型、地图属性查询与浏览模块、空间数据库管理模块和安全性预警结果发布模块等。利用UML设计了相关的类，主要采用了GIS技术并耦合OOP思想、UML建模语言、.Net技术、串行通信、数据库技术等，基于.Net2012并结合VC++6.0混合编程，实现了临港经济区地质环境安全性预警系统的研发。 基于建立的预警预报系统，有关课题组进行了研究区地质环境安全性预警预报应用。完成了地壳稳定性分区图等11个图层组成的空间数据库的建设工作；建立了地面沉降监测数据库；实现了预警模型的实例化构建；基于实际数据，实现了地质环境安全性预警评价与分级。通过预警系统的预报与应用，将整个研究区的安全性划分为三级即相对安全、较安全和较不安全，在空间分布上，主要以分布于东北和西南区域的较不安全为主，且所占面积为65%。这与填海造陆的次序有较大的关系，愈早则填土固结程度较好，地面沉降速率较低，因此早期的地区安全性较好，反之则差。制作了预警产品，实现了预警信息通过手机短信的发布。 若利用本系统对研究区地质环境的安全性进行提前预警预报，将预先指导人们进行经济区的防灾避灾，并为政府管理部门调整产业布局提供辅助决策信息，具有显著的经济效益和社会效益。
【关键词】：
【学位授予单位】：中国地质大学（北京）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X141;P208
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-24
• 1.1. 地质环境与安全的概念11-12
• 1.2. 课题研究背景和意义12-13
• 1.3. 区域地质环境预警系统国内外研究现状13-21
• 1.3.1. 区域地质环境评价模型研究进展14-16
• 1.3.2. GIS 技术应用情况概述16-17
• 1.3.3. 国内外地质环境预警系统研究现状17-21
• 1.4. 本文主要研究的内容与技术路线21-24
• 1.4.1. 研究的内容21-23
• 1.4.2. 技术路线23-24
• 第2章 研究区地质环境概况24-40
• 2.1. 研究区范围24-25
• 2.2. 自然地理概况25
• 2.2.1. 地形地貌25
• 2.2.2. 气象水文25
• 2.3. 基础地质条件25-29
• 2.3.1. 地层岩性25-27
• 2.3.2. 地质构造条件概况27-29
• 2.4. 环境水文地质条件29-31
• 2.5. 岩体结构及工程地质特征31-32
• 2.6. 影响安全性的主要的环境地质问题32-38
• 2.6.1. 浅层地下水的腐蚀性32-33
• 2.6.2. 浅层土壤的腐蚀性33
• 2.6.3. 软土（淤泥质土）震陷33-34
• 2.6.4. 饱和砂（粉）土液化34-35
• 2.6.5. 地面沉降35-37
• 2.6.6. 边坡稳定性37-38
• 本章小结38-40
• 第3章 地质环境安全性评价体系的研究40-79
• 3.1. 概述40
• 3.2. 安全性评价体系研究的内容40-41
• 3.3. 安全性评价体系建设流程41-42
• 3.4. 评价模型的研究42-47
• 3.4.1. 逻辑信息法42-43
• 3.4.2. 判别分析法模型43
• 3.4.3. 信息量模型43-44
• 3.4.4. 模糊综合评判法44
• 3.4.5. 综合评价法44-45
• 3.4.6. 指数平滑法45
• 3.4.7. 回归分析法45-46
• 3.4.8. 神经网络法46-47
• 3.4.9. 德尔菲法47
• 3.5. 预警模型的确定与构建方法47-55
• 3.5.1. 各评价模型的优缺点与适用范围47-48
• 3.5.2. 预警评价模型的确定48-49
• 3.5.3. 预警评价模型的构建方法49-55
• 3.6. 临港经济区地质环境安全性预警评价因子体系确立55-62
• 3.6.1. 影响因子选取原则55-56
• 3.6.2. 影响因子选取方法56
• 3.6.3. 临港经济区地质环境背景安全性影响因子选取56-59
• 3.6.4. 临港经济区地质环境安全性胁迫影响因子选取59-60
• 3.6.5. 影响因子指标值与权重的确定60-62
• 3.7. 基于 GIS 的评价方法62-73
• 3.7.1. 网格剖分法63-65
• 3.7.2. 空间叠加分析65-68
• 3.7.3. 指标值面积加权算法68
• 3.7.4. 数据分类法68-71
• 3.7.5. 空间插值算法71-73
• 3.8. 空间数据库的建设方法73-77
• 3.8.1. 资料准备73-74
• 3.8.2. 图件预处理74
• 3.8.3. 图层划分与属性结构设计74-76
• 3.8.4. 地面沉降观测值数据库建立76-77
• 本章小结77-79
• 第4章 预警预报系统建设79-103
• 4.1. 预警预报系统组成79
• 4.2. 关键技术79-82
• 4.2.1. OOP 思想79-80
• 4.2.2. UML 建模语言80
• 4.2.3. GIS 技术80-81
• 4.2.4. .NET 技术81
• 4.2.5. 串行通信技术81-82
• 4.2.6. 数据库技术82
• 4.3. 系统研发方法82-86
• 4.3.1. 开发原则82-83
• 4.3.2. 研发方法83-85
• 4.3.3. 开发环境的搭建85
• 4.3.4. 编码原则85-86
• 4.4. 系统架构86-87
• 4.5. 系统功能87-92
• 4.5.1. 地质环境安全性预警模型构建模块88-89
• 4.5.2. 地质环境安全性预警预报模块89-90
• 4.5.3. 地图与属性浏览查询模块90-92
• 4.5.4. 地质环境空间数据库管理92
• 4.5.5. 地质环境安全性预警结果发布模块92
• 4.6. 系统主要组件设计92-99
• 4.6.1. GSGWGIS.Org 命名空间94-95
• 4.6.2. GeoPre.Org 命名空间95-96
• 4.6.3. GeoTraceContours 类96
• 4.6.4. GeoRiskAssessor 类96-98
• 4.6.5. FTPClient 类98
• 4.6.6. Classdb 类98-99
• 4.6.7. MapView 类99
• 4.6.8. Dial 短信通信类99
• 4.7. 系统测试99-101
• 4.8. 系统的实现101-102
• 本章小结102-103
• 第5章 研究区地质环境安全性预警预报与应用103-116
• 5.1. 安全性预警预报103-112
• 5.1.1. 空间数据库建设103-104
• 5.1.2. 地面沉降数据库建设104-105
• 5.1.3. 预警系统安装105
• 5.1.4. 模型构建实例105-108
• 5.1.5. 安全性预警108-112
• 5.2. 预警预报结果分析112-114
• 5.3. 系统的应用114-115
• 本章小结115-116
• 第6章 结论与展望116-119
• 6.1. 结论116-118
• 6.2. 展望118-119
• 致谢119-120
• 主要的参考文献120-123

【参考文献】

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