唐山市岩溶塌陷易发性分析探讨Word文档下载推荐.docx
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（二）研究的意义
唐山市为河北省重要工业城市，它座落在开平向斜西北翼一狭长型地垒构造上，本研究区基底经燕山运动褶皱形成褶皱和断裂，称为唐山市基底构造骨架。
并经太长期的构造运动最终形成一系列与开平向斜轴部平行的次一级断裂和褶皱，研究区地处碳酸岩散布区，地下岩溶发育较成熟，岩溶塌陷已成为唐山市城市进展面临的主腹地质灾害，严峻制约着城市的建设与进展。
例如，唐山市运动场自从l988年出现岩溶塌陷以来，塌陷一直在继续进展，严峻影响城市工程建设计划。
岩溶塌陷具有时刻上的突发性与空间上的隐蔽性，如何预测和防范岩溶塌陷的发生是具有国际性的最突出的前沿课题。
岩溶塌陷的易发性评价的研究具有重要的意义。
本论文通过借鉴唐山市岩溶区发生塌陷的历史案例数据和水文地质数据，基于GIS技术提取属性数据、制作影响因素属性专题图，运用层次分析成立岩溶塌陷的评价模型，对唐山岩溶塌陷危险性进行定量评价。
最后利用AreGis壮大的空间分析功能基于AHP肯定各个影响因素的权重值进行多元耦合叠加耦合叠加，最终实现研究区岩溶塌陷易发性分区显示。
为管理人员对岩溶塌陷的防治和城市计划提供重要参考和建议。
（三）国内外研究现状
八十年代以来，国内外许多学者针对岩溶塌陷的发育规律、触发原因、成因机制、防治原则、定量预测预报等方面作出了有利的研究和探讨。
在国内，由于社会经济的迅速进展，国内岩溶发育地域岩溶塌陷频繁发生，严峻危害和要挟人们的生命财产安全，如唐山运动场的塌陷；
泰安铁路车站及京广铁路部份地段，因岩溶塌陷引发列车停运，因此岩溶塌陷的研究愈来愈受到重视。
可是，岩溶塌陷的研究仍是一个较新的领域，在成因机制的研究、定量化预测方面还很不成熟。
最近几年，通过专家学者的一路尽力，仍是取得了必然的功效。
对于岩溶塌陷的评估和预测，最近几年来，国内研究人员采用模糊综合评判法、多元慢慢回归求解临界压场法、叠置分析方式进行定量评估，为岩溶塌陷定量化预测研究积累了宝贵的经验。
在国外，普遍学者以为，岩溶塌陷通常发育于地下岩溶发育地域，是地貌天然演变形成的，是溶洞及隐形土洞中，土体地下水完全带走的进程，那个自然演变的进程很长，可是由于人类的活动，使得这进程被加速。
国外在岩溶塌陷预测的勘探方式上仍然以为钻井资料最靠得住，但由于其本钱太高，且布孔的随机性可能会歪曲地下岩溶地貌，因此尝试利用地球物理勘探及烟感方式来预测地下岩溶，以提高预测的准确性。
（四）论文研究思路
本论文在基于通过基于AreGis与AHP耦合技术，成立研究区的岩溶塌陷易发性评估模型，并别离计算出至陷的各主控因素的权重值，利用AreGis生成各至岩溶塌陷因素的矢量数据图与AHP的评价模型肯定的各个影响因素权重值的进行多元耦合叠加处置，为研究人员提供一个直观地观察，对市区的计划和建设提供一些有价值的参考。
对决策者提出相应的防治岩溶塌陷办法具有重要的意义。
本文主要采用ArcMap的制图和分析功能，采用成立点、线、面图层来绘制属性图，这些数据便于GIS应用系统的管理和操作，采用AHP模型定性的分析各个影响因素对研究区岩溶塌陷的影响程度，是方便管理人员直观的获取岩溶塌陷的信息和研究各影响因素之间的关联。
AreGis技术的运用为人们熟悉、了解地理信息提供强有力的工具，随着地面岩溶塌陷研究的不断深切，冲破传统思维形成了GIS技术和层次分析模型相结合的综合研究方式。
这种方式为进一步研究和解决唐山市岩溶塌陷的防治问题提供了新思路。
研究线路如图所示，具体步骤如下：
（1）基础资料的搜集，包括地理地貌环境资料，地质构造资料，唐山市岩溶塌陷散布图和反映地下水深埋程度的等值线图层等。
（2）依照分析模型思路所要求的方式对唐山市研究区的基岩地质构造图、第四系厚度图、水位埋深等值线图、岩溶塌陷散布图断裂带散布图和唐山岩溶塌陷地质图进行矢量化处置。
（3）基于矢量化数据利用AreMap进行设置缓冲区、CLIP等技术处置，成立各个影响因素的属性专题图。
（4）通过层次分析法成立层次评价模型，肯定不同层次不同影响因子的权重。
（5）基于GIS的空间叠置计算功能，将各个影响因素的属性值归一化结果与AHP肯定的影响因素权重值进行多元耦合叠加叠置，最终实现岩溶塌陷易发性显现。
（6）按照显现图针对岩溶塌陷严峻程度的考虑对研究区进行岩溶塌陷易发性分区，目的是为了给研究人员与决策者提供直观的数据和参考。
图研究线路
二、岩溶塌陷易发性分区显现模型的成立
（一）基于ArcMap成立属性专题图
本文运用ArcMap的缓冲区、叠加、空间分析等功能，对覆盖层厚度图、发育程度图、地下水水位埋深图、基岩地质构造图、唐山断裂带与周边第四系散布图、岩溶灾害现状图进行矢量化处置，成立各个影响因素的属性专题图。
1数据的处置
基于专题图成立的需求，第一利用ARCMAP成立点图层，线图层，面图层。
然后将图层放入Layers栏目下，再把需要作为提取数据的原图也放入左侧Layers下面，这是制作专题图的预备工作部份。
接下来就开始用到配准工具对原图进行坐标配准，有些原图有坐标标注，这种直接依照标注进行配准；
没有坐标标注的原图，需要基于已经配准坐标的原图进行配准。
配准工作结束以后。
然后是对原图进行数据提取的编辑工作，主如果利用编辑工具里面的贝萨尔弧线工具、描点工具、自动追踪工具等，按照需求进行数据矢量化。
为了取得矢量化数据图层，有些图层还需要成立缓冲区，设置缓冲区范围。
在成立发育程度的专题图中每一个发育点的缓冲区为300米。
图层矢量化以后，需要对矢量化数据进行归一化处置。
最后就是对图层进行分区显示，本文将按程度的不同，数据大小等用不同的颜色代表的特定的范围对图层进行显示，如图所示别离为影响岩溶塌陷的六个影响因素专题图。
（二）基于AHP的各因素权重值的肯定
1成立层次分析模型
通过对研究区地质、水文和岩溶环境的充分研究，可将影响岩溶塌陷的主控因子分为目标层、准则层和决策层的层次模型，其中目标层为岩溶塌陷危险性评价，中间准则层分为彼此独立且各具有与其相关因素的岩溶因素、覆盖层因素、构造因素三个主控因素层，最后由岩溶发育程度、地下水埋深、覆盖层厚度、基岩岩性、断层带状散布、褶皱轴带状散布六个影响因素组成模型的大体决策层，见图所示。
图层次分析模型
2分层次构造判断矩阵、权重的肯定及一致性查验
基于岩溶塌陷的易发性评价的AHP层次结构中各主控因素的分析，查阅大量的文献并咨询指导老师的的意见总结，依据T.L.SAATY创建的1~9标度方式对目标层的主控因素评价打分。
这时，第一应事前肯定好的主控因子列成表，依据专家意见和研究区实测经验对每一个因子的作用对目标层成立条件的影响大小进行评价，并具体给出量化分值，基于各因素的得分累计和总分比较，构建唐山岩溶塌陷易发性的判断矩阵，并计算单排序权值。
为了方便我用数学字母来代表因素。
其中A代表容颜塌陷易发性评估；
B1代表岩溶条件；
B2代表覆盖层条件，B3代表构造条件；
C1代表岩溶发育程度；
C2代表地下水埋深；
C3代表覆盖层厚度；
C4代表基岩岩性；
C5代表断层带状散布；
C6代表皱褶轴带状散布。
如下表所示：
表准则层岩溶因素的判断矩阵
B1
C1
C2
权重
1
2
1/2
λmax=CI=0CR=不存在
表准则层覆盖层因素判断矩阵
B2
C3
C4
3
1/3
λmax=2,CI=0,CR=不存在
表准则层构造因素判断矩阵
B3
C5
C6
λmax=2CI=0CR=不存在
表目标层判断矩阵
A
3/2
`
2/3
λmax=,CI=,CR=<
由以上的数据可知判断矩阵具的一致性大体能够通过查验过一致性查验。
基于上述目标层的权重值和各影响因素相对与各条件层的权重值能够取得各影响因素对目标层的权重。
如表所示：
表影响因素权重值
影响因素（M）
岩溶发育程度
地下水埋深
覆盖层厚度
基岩岩性
断层带状分布
皱褶轴带状分布
权重值（w）
（三）AHP与GIS耦合易发性显示
1矢量化数据的归一化处置
鉴于属性数据功效表中的数据存在数据格式和量纲不统一，为便于数据信息的系统分析和相对化和使数据更有可比性与统计意义，利用公式（）数据进行归一化处置，如下：
如此做能够消除各主控因子量纲对评价结果的影响。
下图10是覆盖层厚度进行图示说明：
图覆盖层厚度归一化
2AHP与ARCGIS耦合操作技术
研究区岩溶塌陷易发性可视化的显现是本文的重要内容，是为研究人员提供直观全面的参考，其操作技术是利用ARCGIS的分析功能和AHP的影响因素的权重值二者进行加权耦合，耦合是利用公式（）进行的，如下：
N=∑Xi*Wi
其中：
X表示各个影响因素的属性值；
W表示各个影响因素的权重值
其操作方式是基于ARCGIS的union工具将六个影响因素两两叠置，最后叠合成岩溶塌陷危险性分区显现图，将该图与权重值利用FieldCalculator工具相耦合（图），
最终合成岩溶塌陷易发性显示图，达到岩溶塌陷易发性分区显现的效果。
图利用计算公式耦合
（四）岩溶塌陷易发性分区
结合ARCGIS技术与AHP技术通过计算公式相耦合生成的岩溶塌陷易发性显现图，是按照计算结果，把同一隶属度范围的单元划分为同一级别，进过对唐山岩溶塌陷各个因素综合考虑，本文将研究区域分为4个级别的岩溶塌陷区。
别离是稳固区、次易塌区、易塌区、极易塌区。
再结合岩溶塌陷易发性显现图，将绿色区域划为稳固区；
浅绿色区域划为次易塌区；
黄色区域划为易塌区；
红色区域划为极易塌区。
如图所示。
图研究区危险性分区图
结论
1本文基于ARCMAP与AHP相结合的技术思路。
打破传统的预测分析模式，成立岩溶塌陷危险性评估模型，充分发挥层次分析法的优势，结合专家评分和主客观因素的综合分析，对各层影响因素进行科学打分，使各影响因素
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