土地利用綜合防災(zāi)規(guī)劃及其空間決策支持系統(tǒng)研究.pdf

1、城市綜合防災(zāi)規(guī)劃的特點體現(xiàn)在多災(zāi)種性和多系統(tǒng)性。基于研究與實踐的經(jīng)驗，構(gòu)建了城市綜合防災(zāi)規(guī)劃的體系結(jié)構(gòu)，其首要環(huán)節(jié)即為土地利用綜合防災(zāi)規(guī)劃?；谕恋乩镁C合防災(zāi)規(guī)劃的概念、作用、特點等的分析，歸納出這項研究主要包括兩大部分內(nèi)容：第一為結(jié)合各個土地單元的單災(zāi)種危險性分析結(jié)果與土地屬性，進(jìn)行抗該災(zāi)種的用地適宜性評價(例如土地抗震適宜性評價)；第二為綜合各個災(zāi)種的危險性分析結(jié)果、土地屬性以及土地承載體(整個城市系統(tǒng))的多方面屬性，研究土地利用

2、綜合災(zāi)害風(fēng)險。在這些研究內(nèi)容中所處理的數(shù)據(jù)基本上為空間數(shù)據(jù)；所涉及的因素有明顯的隨機(jī)性和非線性的特點；并且涵蓋的時空范圍廣、數(shù)據(jù)量大，是一項十分復(fù)雜的非結(jié)構(gòu)化問題。隨著空間科技(ST)和信息科技(IT)的快速發(fā)展，空間分析數(shù)學(xué)模型和空間決策支持系統(tǒng)(SDSS)的構(gòu)建過程更加專業(yè)化、模塊化、智能化。本文結(jié)合土地利用綜合防災(zāi)規(guī)劃的理論分析與空間決策支持技術(shù)，在以下幾個方面進(jìn)行了研究： 1.著重研究了土地利用綜合防災(zāi)規(guī)劃中地震這一災(zāi)種

3、，研究目標(biāo)歸納為建設(shè)用地抗震適宜性評價?；趯Τ鞘锌拐鸱罏?zāi)規(guī)劃、地震災(zāi)害預(yù)測等相關(guān)領(lǐng)域的理論研究和實踐經(jīng)驗，構(gòu)建了建設(shè)用地抗震適宜性評價的四個影響指標(biāo)(場地類別指標(biāo)、液化指標(biāo)、地震危險性指標(biāo)以及地面穩(wěn)定性指標(biāo))的計算模型及其綜合評價模型。 1.1 場地類別指標(biāo)的計算模型是基于土層等效剪切波速和覆蓋層厚度這兩個區(qū)域化變量的趨勢面擬合和變異函數(shù)統(tǒng)計的地統(tǒng)計學(xué)分析方法，對離散鉆孔點的數(shù)據(jù)進(jìn)行空間分布模擬。然后分別通過確定性方法和模糊綜

4、合評價法求得場地類別劃分的柵格。以項目數(shù)據(jù)為算例闡述了上述過程。 1.2 液化指數(shù)指標(biāo)的計算模型改進(jìn)了規(guī)范中傳統(tǒng)的確定性方法，采用了基于統(tǒng)計模擬方法(蒙特卡洛模擬法)的概率模型計算鉆孔點對不同液化等級的概率值。再通過地統(tǒng)計學(xué)的分析模型進(jìn)行空間模擬，得到不同液化等級的概率分布柵格。 1.3 在研究地震危險I生分析國內(nèi)外現(xiàn)有方法的基礎(chǔ)上，提出了適用于城市抗震防災(zāi)規(guī)劃及綜合防災(zāi)規(guī)劃的基于模糊數(shù)學(xué)理論和空間分析過程的地震危險性分

5、析方法，F(xiàn)SHASA。該方法的基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)庫包括了斷層、歷史地震、地質(zhì)、布格重力異常等：模型庫包括了FSHASA的11個評價指標(biāo)的空間分析數(shù)學(xué)模型，以及這些指標(biāo)的模糊綜合評價模型；方法庫包括了確定指標(biāo)權(quán)重的層次分析法、函數(shù)擬合的麥夸特法等。最后選取6個地區(qū)進(jìn)行了FSHASA法的測試。 1.4 以區(qū)別于地殼穩(wěn)定性和地基穩(wěn)定性，首先界定了地面穩(wěn)定性的概念，并構(gòu)建了地面穩(wěn)定性分析的多層評價指標(biāo)體系。目標(biāo)層包括構(gòu)造、歷史地質(zhì)災(zāi)害、人類工

6、程活動、地形地貌這四個指標(biāo)。并采用多層模糊綜合評價的方法分析該多層評價指標(biāo)體系。 在這四個建設(shè)用地抗震適宜性評價指標(biāo)分析的基礎(chǔ)上，用層次分析法對這四個指標(biāo)的結(jié)果柵格進(jìn)行了綜合分析，并且考慮到最低因子限制率理論，用修正柵格對綜合評價結(jié)果進(jìn)行了修正。通過工程實例對該計算過程進(jìn)行了說明。 2.土地利用綜合防災(zāi)規(guī)劃的第二個研究內(nèi)容即為土地利用綜合災(zāi)害風(fēng)險分析。很多城市在進(jìn)行綜合防災(zāi)規(guī)劃工作之前，已經(jīng)具備了各個災(zāi)種的危險性區(qū)劃結(jié)果

7、，因此需要特別研究的是基于這些結(jié)果，綜合土地因素、城市環(huán)境及其它相關(guān)社會因素，分析不同土地區(qū)塊的潛在災(zāi)害風(fēng)險。綜合考慮災(zāi)害的致災(zāi)因子、孕災(zāi)環(huán)境、承災(zāi)體等因素，構(gòu)建了計算土地利用綜合災(zāi)害風(fēng)險指數(shù)的多層指標(biāo)體系。該體系為3層，目標(biāo)層包括5個指標(biāo)(用地功能、直接危險性、次生危險性、承災(zāi)體、防災(zāi)減災(zāi)措施)，第三層包括38個指標(biāo)。這些指標(biāo)中，大多數(shù)為定性指標(biāo)，最佳的評定辦法為專家評價。為了避免人為因素帶來的偏差，選用多層模糊綜合評價法為評價模型，

8、開發(fā)專家評分系統(tǒng)模塊支持專家評價過程。將專家評價的分散信息處理為隸屬度向量；結(jié)合層次分析法確定的指標(biāo)權(quán)重以及加權(quán)平均型模糊算子得到各個研究單元對不同土地利用綜合災(zāi)害風(fēng)險等級的隸屬度；按照最大隸屬原則，判定各個評價單元的綜合災(zāi)害風(fēng)險等級。 3.上述研究內(nèi)容中計算模型的構(gòu)建與GIS技術(shù)、DSS技術(shù)以及SDSS技術(shù)緊密聯(lián)系。本文分析了SDSS技術(shù)在土地利用綜合防災(zāi)規(guī)劃中各個環(huán)節(jié)的應(yīng)用優(yōu)勢。通過UML統(tǒng)一建模語言及ArcGIS 9.0平