專利名稱：地裂縫評價的“三圖法”的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種地質(zhì)災(zāi)害評價的方法，尤其是一種地裂縫地質(zhì)災(zāi)害評價的"三圖法"。
背景技術(shù)：
地裂縫作為一種由內(nèi)、外營力以及人類活動等因素的作用引發(fā)的表生地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象，與地質(zhì)歷史上的斷裂構(gòu)造相比，它是人們能直接觀測到的構(gòu)造斷裂活動，在世界許多國家普遍存在，其災(zāi)害發(fā)生頻率與規(guī)模逐年加劇，已成為一種區(qū)域性地質(zhì)災(zāi)害的主要災(zāi)種。對它們的研究，可反演地質(zhì)歷史中老構(gòu)造的活動軌跡，為減輕人們的生命財產(chǎn)損失做出貢獻，具有重要的理論意義和實用價值。我國區(qū)域性地裂縫災(zāi)害相當(dāng)嚴(yán)重，在冀、晉、陜、吉、魯、豫、皖、湘、黔、贛、粵、桂、川共13省均有其造成破壞的報道，據(jù)王景明統(tǒng)計估算，截止至1998年初，全國由地裂縫災(zāi)害所造成的經(jīng)濟損失為91. 3億元。因而，盡早查清地裂縫災(zāi)害的分布特征，搞清地裂縫形成機理，了解地裂縫的活動規(guī)律，評價地裂縫的危險性與承災(zāi)區(qū)的易損性，全面認(rèn)識地裂縫的危害性，對制定減災(zāi)規(guī)劃，部署防治工程，提高災(zāi)害管理水平具有十分重要的理論指導(dǎo)意義和實用價值。 國外對地裂縫研究最多的國家是美國，主要形成了三種觀點。最初Leonard在1929年提出了地裂縫的構(gòu)造成因說，他從地震角度分析了 1927. 9. 12出現(xiàn)于亞利桑納州Picacho城附近的地裂縫及相距13km的Ei Tiro Mine的地面異常破裂的成因，認(rèn)為是1927. 9. 11發(fā)生于亞利桑納州東南部Tucso城附近的地震活動導(dǎo)致了地層破裂或誘發(fā)了已有破裂面的重新復(fù)活。五十年代起提出了地下水開采成因觀點，被大多數(shù)地裂縫研究者所接受，并先后提出了許多不同的成因機理解釋，其中具有代表性的有Feth在1951年提出的不均勻沉降機理。Fletcher (1954)等提出的滲透應(yīng)力拖曳機理、Neal等(1968)提出的失水收縮機理和Bouwer(1977)提出的剛性折裂機理；七十年代末以來，Holzer等提出了地裂縫的構(gòu)造與地下水開采復(fù)合成因觀點，隨著研究的深入及大量長期觀測資料的積累，人們在比較普遍接受地裂縫的構(gòu)造及地面沉降復(fù)合成因觀點的同時，也深深認(rèn)識到地裂縫成因機理的多樣性和復(fù)雜性。 我國區(qū)域性地裂縫災(zāi)害主要發(fā)生于汾渭地塹、郯廬斷裂帶、華北平原及大別山北
麓斷裂系等幾個新構(gòu)造活動區(qū)域。其中汾渭地塹是我國地裂縫災(zāi)害最嚴(yán)重的區(qū)域，其發(fā)生
時間和空間分布的區(qū)域性特點最為典型，對這一地區(qū)的研究工作做的也較多。有關(guān)西安、大
同、臨汾地裂縫災(zāi)害的綜合研究(陜西地礦局等，1987， 1990 ;劉玉海等，1991 ;國家地震局
地質(zhì)研究所，1992，中國礦業(yè)大學(xué)，1998)顯示，作為一種構(gòu)造區(qū)域內(nèi)的共生地質(zhì)現(xiàn)象，汾渭
地塹地裂縫區(qū)域構(gòu)造背景是明顯的，地裂縫的發(fā)生與區(qū)域性構(gòu)造活動的強化相伴生，地裂
縫的分布和力學(xué)形態(tài)也反映出基底構(gòu)造的主控作用。另一方面，汾渭地塹地裂縫也與人類
活動的加劇(地下水過量開采)及發(fā)育的特殊環(huán)境等表現(xiàn)有普遍性關(guān)聯(lián)特性。 災(zāi)害評價作為災(zāi)害研究領(lǐng)域中一門新的邊緣學(xué)科，是為了滿足政府和保險等減災(zāi)
行業(yè)對掌握各種災(zāi)害風(fēng)險程度的迫切需要而開始出現(xiàn)的，是近幾十年來隨著災(zāi)害損失的日CN 101726750 A 益嚴(yán)重和相關(guān)學(xué)科的迅速發(fā)展而興起的。地質(zhì)災(zāi)害，通常指由于地質(zhì)作用引起的人民生命財產(chǎn)損失的災(zāi)害。地質(zhì)災(zāi)害按照我國的定義劃分，可劃分為6種類型。據(jù)統(tǒng)計，每年全世界因災(zāi)害造成的直接和間接經(jīng)濟損失達850 1200億美元。我國是世界上災(zāi)害最嚴(yán)重的國家之一。90年代以來，我國每年災(zāi)害造成的直接經(jīng)濟損失高達數(shù)百億元至數(shù)千億元，相當(dāng)國民生產(chǎn)總值(GNP)的3% 6%，造成數(shù)千至1萬人的死亡。因此地質(zhì)災(zāi)害已成為嚴(yán)重制約地區(qū)地方經(jīng)濟及社會發(fā)展的重要因素，甚至嚴(yán)重影響了中國經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。
地質(zhì)災(zāi)害評價的基本任務(wù)是分析地質(zhì)災(zāi)害活動程度、破壞損失程度、減災(zāi)效益及災(zāi)害的可防治性，地質(zhì)災(zāi)害評價內(nèi)容可概括為4個方面危險性評價、易損性評價、破壞損失評價、防治工程評價。危險性評價和易損性評價是災(zāi)情評估的基礎(chǔ)。地質(zhì)災(zāi)害危險性評價是正確認(rèn)識地質(zhì)災(zāi)害的危險性背景，地質(zhì)災(zāi)害形成的影響因子，主控因子及發(fā)生頻率和危險性分區(qū)，是地質(zhì)災(zāi)害自然屬性特征的體現(xiàn)；而揭示的是地質(zhì)災(zāi)害承災(zāi)區(qū)的社會經(jīng)濟屬性。
近年來，在國家支持下，有關(guān)部門和專家開始進行地質(zhì)災(zāi)害評價方面的工作，從理論和實踐上為地質(zhì)災(zāi)害評價提供了有益的經(jīng)驗。1998年張梁等探索建立了地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情評估系統(tǒng)，利用人口密度、土地價值損失、建筑物破壞三項指標(biāo)，對西安地裂縫和大同地裂縫災(zāi)害災(zāi)情進行初步評估。但由于目前尚難找出符合當(dāng)?shù)貙嶋H狀況的各項損失指標(biāo)，因此計算出的地裂縫災(zāi)害經(jīng)濟損失，與當(dāng)?shù)氐亓芽p災(zāi)害的實際損失和前人估算的損失相關(guān)較遠。如張梁等用自行確定的三項損失指標(biāo)估算的大同地裂縫現(xiàn)實總損失為4000萬元；確定西安地裂縫的建筑和土地兩項損失為6220萬元，是前者估算的7. 5倍；據(jù)彭建兵等(1992年)估算西安地裂縫總損失為9. 75億元，是前者估算值的15. 7倍，各方估算損失相差懸殊，表明目前所有地裂縫災(zāi)害災(zāi)情評估方法尚不成熟，有待深入探尋可行方法。
多年來對地裂縫研究已經(jīng)取得了許多可喜的成果，特別是在地裂縫的幾何學(xué)與運動學(xué)特征、地質(zhì)背景及其地球物理與地球化學(xué)特征、古地裂縫與地震的關(guān)系、斷層活動與過量抽汲深層承壓水等致裂因素以及地裂縫活動性規(guī)律的預(yù)報預(yù)測等問題方面，進行了深入的研究和探討，但仍存在以下問題 1.雖然人們對地裂縫的成因進行了大量的研究，并取得了多方面成果，但對在致
裂成因中構(gòu)造活動和抽汲深層承壓水何者為主導(dǎo)因素的認(rèn)識上尚未統(tǒng)一，而且對具體的形
成機理研究還處于分析推理階段。對于眾多專家提出的各種成因機理，采取什么樣的方法
加以驗證，這是地裂縫研究的一個必不可少的方面，也是地裂縫減災(zāi)防災(zāi)措施制訂的基礎(chǔ)。 2.地裂縫及其所處環(huán)境是一個非線性動力系統(tǒng)，具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，它的演化過程
是一個自組織臨界過程，地裂縫的形成和發(fā)展受到構(gòu)造、地下水、地層和地貌等多種因素的
影響，不表現(xiàn)為線性函數(shù)的關(guān)系。過去對地裂縫的定量描述以及預(yù)測預(yù)報工作中多只考慮
單一因素，而在近年來對地裂縫的多因素影響研究則主要采用線性方法，無法對影響地裂
縫的各種因素之間的關(guān)系進行準(zhǔn)確的描述，更不能保證其預(yù)報結(jié)果的可靠性。 3.在地質(zhì)災(zāi)害評價方面，雖然單獨進行了一些地質(zhì)災(zāi)害的危險性和承災(zāi)區(qū)易損性
的評價工作，但主要以定性或半定量評價工作為主，無法充分反映災(zāi)害的自然和社會屬性，
無法根據(jù)災(zāi)害的危險性和易損性評價結(jié)果，綜合定量地評價地質(zhì)災(zāi)害對人類生存環(huán)境所造
成的危害，而且由于各人選取的評價因子和評價模型的不同，所得出的結(jié)果也各不相同。 現(xiàn)有技術(shù)的上述單獨進行的地質(zhì)災(zāi)害的危險性和承災(zāi)區(qū)易損性的評價工作，主要
以定性或半定量評價工作為主，無法充分反映災(zāi)害的自然和社會屬性，無法根據(jù)災(zāi)害的危
6險性和易損性評價結(jié)果綜合定量地評價地質(zhì)災(zāi)害對人類生存環(huán)境所造成的危害性；而且由于各人選取的評價因子和評價模型的不同，所得出的結(jié)果相差懸殊，表明目前所有地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情評估方法尚不成熟，有待深入探尋可行方法。 地質(zhì)災(zāi)害定量評價是實施防災(zāi)、減災(zāi)工作的基礎(chǔ)依據(jù)。長期以來，政府和保險等減
災(zāi)行業(yè)迫切需要綜合定量地評價地質(zhì)災(zāi)害對人類生存環(huán)境所造成的危害。 經(jīng)過長期的研究和實踐，本發(fā)明滿足了上述政府和保險等減災(zāi)行業(yè)的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的之一在于，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠綜合反映地裂縫災(zāi)害的自然和社會屬性、綜合定量地評價地裂縫災(zāi)害對人類生存環(huán)境所造成的危害的地裂縫災(zāi)害評價方法。 本發(fā)明進一步的目的在于，提供一種地裂縫成因的室內(nèi)相似材料物理仿真模擬試驗方法。 本發(fā)明更進一步的目的還在于，提供一種地裂縫受構(gòu)造、地下水、地層、地貌、地震等多因素影響的非線性評價研究方法。 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案地裂縫評價的"三圖法"，包括以下步驟 1.進行地裂縫危險性評價與區(qū)劃，形成地裂縫危險性分區(qū)圖； 危險性評價是地質(zhì)災(zāi)害自然屬性特征的體現(xiàn)。因此，進行地裂縫危險性評價，首先
要進行地裂縫成因及發(fā)育環(huán)境的研究，定性分析并提出地裂縫成因機制概念模型。 其次，設(shè)計物理模擬試驗?zāi)Ｐ?，進行室內(nèi)相似材料物理仿真模擬，以驗證上述的地
裂縫成因機制概念模型。 再次，進行地裂縫發(fā)育系統(tǒng)的非線性分形研究。采用箱形覆蓋法，計算地裂縫和構(gòu)
造、地貌、地震的分維值，判斷地裂縫、地震、地貌的形成與構(gòu)造活動的關(guān)系。 最后，應(yīng)用地理信息系統(tǒng)(GIS)與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)耦合技術(shù)，定量研究地裂縫
災(zāi)害的自然屬性。
所述的地裂縫危險性評價與區(qū)劃，劃分為三個區(qū)域危險區(qū)、過渡區(qū)、安全區(qū)；應(yīng)
用GIS的輸出模塊加以整理，可得地裂縫危險性分區(qū)圖。
2.進行地裂縫易損性評價與區(qū)劃，形成地裂縫易損性分區(qū)圖； 易損性評價是地裂縫災(zāi)害社會屬性特征的體現(xiàn)。因此，進行地裂縫易損性評價，首先要進行承災(zāi)體的損失估計。 其次，選取易損性評價指標(biāo)。通過對承災(zāi)區(qū)地裂縫災(zāi)害調(diào)查研究，根據(jù)承災(zāi)體分布特征和當(dāng)?shù)厣鐣?、?jīng)濟、環(huán)境和城市建設(shè)發(fā)展?fàn)顩r，確定涉及社會和經(jīng)濟發(fā)展的易損性評價指標(biāo)。 再次，應(yīng)用地理信息系統(tǒng)(GIS)與層次分析法(AHP)耦合理論與方法，定量研究地裂縫災(zāi)害發(fā)生的社會屬性。 最后，根據(jù)地理信息系統(tǒng)(GIS)與層次分析法(AHP)耦合模型運算的結(jié)果，按照頻數(shù)分布找出閾值(分組臨界值)，然后利用空間操作與分析功能，對研究區(qū)進行地裂縫災(zāi)害易損性分區(qū)，編制易損性分區(qū)圖。
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3.形成地裂縫危害性分區(qū)圖，進行地裂縫危害性評價與區(qū)劃。 應(yīng)用地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)，根據(jù)多源地學(xué)信息復(fù)合疊加原理，綜合地裂縫的自然和社會屬性，綜合定量地評價地裂縫危害性。 地質(zhì)災(zāi)害危害性(hazardness)是一個地區(qū)在一定時期內(nèi)可能發(fā)生的某種地質(zhì)災(zāi)害活動所造成的損害程度的綜合反映。所述的地裂縫危害性是一個地區(qū)在一定時期內(nèi)可能發(fā)生的地裂縫災(zāi)害活動所造成的損害程度的綜合反映。 一個地區(qū)一定時期內(nèi)是否會發(fā)生地裂縫災(zāi)害，即決定于地裂縫災(zāi)害的危險性，即災(zāi)害密度、規(guī)模和頻次等特征，又取決于承災(zāi)區(qū)的易損性，即承災(zāi)區(qū)密度和抗災(zāi)能力等。 地裂縫災(zāi)害危害性研究綜合考慮這兩方面因素，災(zāi)害危害性=危險性*易損
'性"….。 所述的應(yīng)用地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)，根據(jù)多源地學(xué)信息復(fù)合疊加原理，綜合地裂縫災(zāi)害的自然和社會屬性，綜合定量地評價地裂縫災(zāi)害危害性，是疊加上述的地裂縫災(zāi)害的危險性分區(qū)圖與易損性分區(qū)圖，形成地裂縫災(zāi)害危害性分區(qū)圖，進行危害性評價與區(qū)劃。 由于采用了上述的地裂縫評價的"三圖法"技術(shù)方案，本發(fā)明具有的有益效果在于 1.克服了現(xiàn)有技術(shù)主要以定性或半定量評價工作為主，無法充分反映災(zāi)害的自然和社會屬性，無法根據(jù)災(zāi)害的危險性和易損性評價結(jié)果綜合定量地評價地裂縫災(zāi)害的缺陷，首次定義了地質(zhì)災(zāi)害危害性(hazardness)的概念，首次提出了進行地質(zhì)災(zāi)害危害性評價的觀點。災(zāi)害危害性評價綜合全面地定量反映了地質(zhì)災(zāi)害的自然和社會經(jīng)濟屬性，對全面認(rèn)識地質(zhì)災(zāi)害程度，制定減災(zāi)規(guī)劃，部署防治工程，提高災(zāi)害管理水平具有十分重要的意義。 2.提供了一種地裂縫成因的室內(nèi)相似材料物理仿真模擬試驗方法，再現(xiàn)了地裂縫
形成發(fā)育的基本規(guī)律和主控因素，表明地下水超采與構(gòu)造活動都會在地表形成拉張應(yīng)力，
引起地裂縫產(chǎn)生與發(fā)展，而構(gòu)造活動對地裂縫的影響相對地下水開采的影響要大。 3.首次以非線性思想研究了地裂縫和構(gòu)造、地貌、地震的結(jié)構(gòu)特征——分形特征，
通過計算它們的分維值，發(fā)現(xiàn)了地裂縫、地震、地貌的形成都與構(gòu)造活動有密切關(guān)系。 4.首次將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)和地理信息系統(tǒng)(GIS)耦合技術(shù)應(yīng)用在地裂縫危險
性評價中。在采用GIS技術(shù)對榆次地裂縫致災(zāi)因子進行量化的基礎(chǔ)上，建立了四輸入、一輸
出和一個隱含層的反向傳播BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，以期更準(zhǔn)確的描述地裂縫各影響因子對地
裂縫形成的影響。利用該模型進行了榆次地裂縫災(zāi)害危險性評價，并利用GIS將研究區(qū)按
照危險性系數(shù)分區(qū)。


附圖1 ，本發(fā)明的地裂縫評價的"三圖法"工作流程圖。
附圖2，本發(fā)明的某地地裂縫分布示意圖。 附圖3，本發(fā)明的某地地裂縫構(gòu)造成因力學(xué)機制概念模型示意圖。
附圖4，本發(fā)明的模型I。
附圖5，本發(fā)明的模型I1。
附圖6，本發(fā)明的斷層量化子專題層圖。
附圖7，本發(fā)明的地下水流場量化子專題層圖。
附圖8，本發(fā)明的地層量化子專題層圖。
附圖9，本發(fā)明的地貌流場量化子專題層圖。
附圖IO，本發(fā)明的BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。
附圖ll，本發(fā)明的危險性評價分區(qū)圖。 附圖12，本發(fā)明的某地地裂縫易損性評價層次結(jié)構(gòu)模型示意圖。
附圖13，本發(fā)明的某地地裂縫易損性評價分區(qū)圖
附圖14，本發(fā)明的某地地裂縫危害性評價分區(qū)圖
圖中 10-斷陷盆地，11-一級塬面，12-二級塬面，13-隱伏斷層A， 14-隱伏斷層B， 15-隱伏斷層C， 16-隱伏斷層D， 17-地表破裂，18-工礦居民點。
20-第四系，21-斷層，22-基巖，23-含水層，24- 土體。
30-輸入層，31-隱含層，32-輸出層。
40-危險區(qū)，41-過渡區(qū)，42-安全區(qū)。 50-危險性小且易損性小區(qū)，51-危險性小易損性中等區(qū)，52-危險性小但易損性大區(qū)，53-危險性中等易損性小區(qū)，54-危險性中等且易損性中等區(qū)，55-危險性中等但易損性大區(qū)，56-危險性大但易損性小區(qū)，57-危險性大易損性中等區(qū)，58-危險性大且易損性大區(qū)。
具體實施例 下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細(xì)描述。
實施例1 : 參照附圖l，本發(fā)明一種地裂縫評價的"三圖法"的具體實施技術(shù)方案包括以下步驟 1.進行地裂縫危險性評價分區(qū)，形成地裂縫危險性分區(qū)圖； 危險性評價是地質(zhì)災(zāi)害自然屬性特征的體現(xiàn)。因此，進行地裂縫危險性評價，首先
要進行地裂縫成因及發(fā)育環(huán)境的研究，定性分析并提出地裂縫成因機制概念模型。 所述的進行地裂縫成因及發(fā)育環(huán)境的研究，包括承災(zāi)區(qū)構(gòu)造條件、地下水開采和
介質(zhì)環(huán)境等方面的研究。 所述的構(gòu)造條件的研究，包括區(qū)域構(gòu)造和基底構(gòu)造的研究。 所述的區(qū)域構(gòu)造的研究，包括地震活動和地殼形變的研究。 所述的基底構(gòu)造的研究，包括基底斷裂分布和基底斷裂活動性質(zhì)的研究。 所述的地下水開采的研究，包括地下水位和降落漏斗的研究。 所述的介質(zhì)環(huán)境的研究，包括地層特征和地貌特征的研究。 其次，設(shè)計物理模擬試驗?zāi)Ｐ停M行室內(nèi)相似材料物理仿真模擬，以驗證上述的地裂縫成因機制概念模型。 所述的物理模擬試驗?zāi)Ｐ停▋蓚€模型I和模型II。
所述的模型I模擬地下水超采漏斗與地裂縫關(guān)系；
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所述的模型II模擬斷裂構(gòu)造錯動與地裂縫關(guān)系。通過對兩次模擬試驗結(jié)果對比 分析，探討地裂縫的形成機理。 再次，進行地裂縫發(fā)育系統(tǒng)的非線性分形研究。采用箱形覆蓋法，計算地裂縫和構(gòu)
造、地貌、地震的分維值，判斷地裂縫、地震、地貌的形成與構(gòu)造活動的關(guān)系。 最后，應(yīng)用地理信息系統(tǒng)(GIS)與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)耦合技術(shù)，定量研究地裂縫
災(zāi)害的自然屬性。 所述的應(yīng)用地理信息系統(tǒng)(GIS)與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)耦合技術(shù)，定量研究地裂
縫災(zāi)害的自然屬性，是運用地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)建立地學(xué)信息的各個子專題層圖，然
后耦合以工程技術(shù)手段模擬人腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和功能特征的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Artificial
NeuralNetwork， ANN)技術(shù)，構(gòu)建出地裂縫災(zāi)害非線性評價模型。 所述的地學(xué)信息的各個子專題層圖，是各個主要致災(zāi)因子的量化圖。 所述的各個主要致災(zāi)因子，是指影響地裂縫災(zāi)害的各因子，包括斷層，地下水流
場，地層及地貌類型等。 所述的各個主要致災(zāi)因子的量化圖，包括斷層量化子專題層圖，地下水流場量化 子專題層圖，地層量化子專題層圖及地貌類型量化子專題層圖等。 所述的地裂縫災(zāi)害非線性評價模型，選用BP網(wǎng)絡(luò)模型，該BP網(wǎng)絡(luò)模型包括輸入 層、隱含層和輸出層三層。 將研究區(qū)構(gòu)造、水位、地層和地貌數(shù)字量化專題層結(jié)果輸入模型，啟動模擬評價系
統(tǒng)，計算出地裂縫危險性指數(shù)(FC)，將模型輸出值FC按照頻數(shù)分布找出閾值(分組臨界
值)，然后利用空間操作與分析功能可得地裂縫危險性評價分區(qū)。 所述的地裂縫危險性評價分區(qū)，劃分為三個區(qū)域危險區(qū)、過渡區(qū)、安全區(qū)。 應(yīng)用GIS的輸出模塊加以整理，可得地裂縫危險性分區(qū)圖。
2.進行地裂縫易損性評價分區(qū)，形成地裂縫易損性分區(qū)圖； 易損性評價是地裂縫災(zāi)害社會屬性特征的體現(xiàn)。因此，進行地裂縫易損性評價，首 先要進行承災(zāi)體的損失估計。 所述的承災(zāi)體的損失估計，至少包括按成本價值損失核算的土地價值損失、建筑 物破壞損失、城市道路破壞損失以及企業(yè)減停產(chǎn)損失等。 其次，選取易損性評價指標(biāo)。通過對承災(zāi)區(qū)地裂縫災(zāi)害調(diào)查研究，根據(jù)承災(zāi)體分布 特征和當(dāng)?shù)厣鐣?、?jīng)濟、環(huán)境和城市建設(shè)發(fā)展?fàn)顩r，確定涉及社會和經(jīng)濟發(fā)展的易損性評價 指標(biāo)。 所述的易損性評價指標(biāo)，至少包括土地、建筑物、城市道路和交通線路(鐵路或公 路)等。 再次，應(yīng)用地理信息系統(tǒng)(GIS)與層次分析法(AHP)耦合理論與方法，定量研究地 裂縫災(zāi)害發(fā)生的社會屬性。 應(yīng)用地理信息系統(tǒng)(GIS)建立上述的各個評價指標(biāo)的量化子專題層圖，包括土 地價值損失、建筑物破壞損失、城市道路損失和交通線路(鐵路或公路)損失量化子專題層 圖；然后應(yīng)用層次分析法(AHP)，確定上述的易損性各評價指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)；最后，經(jīng)過與 實際情況的擬合分析，建立地裂縫災(zāi)害易損性評價的評價決策模型。 最后，根據(jù)地理信息系統(tǒng)(GIS)與層次分析法(AHP)耦合模型運算的結(jié)果，按照頻數(shù)分布找出閾值(分組臨界值)，然后利用空間操作與分析功能，對研究區(qū)進行地裂縫災(zāi)害 易損性分區(qū)，繪制易損性分區(qū)圖。 3.形成地裂縫危害性分區(qū)圖，進行地裂縫危害性評價與區(qū)劃。 應(yīng)用地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)，根據(jù)多源地學(xué)信息復(fù)合疊加原理，綜合地裂縫的 自然和社會屬性，綜合定量地評價地裂縫危害性。 地質(zhì)災(zāi)害危害性(hazardness)是一個地區(qū)在一定時期內(nèi)可能發(fā)生的某種地質(zhì)災(zāi) 害活動所造成的損害程度的綜合反映。所述的地裂縫危害性是一個地區(qū)在一定時期內(nèi)可能 發(fā)生的地裂縫災(zāi)害活動所造成的損害程度的綜合反映。 一個地區(qū)一定時期內(nèi)是否會發(fā)生地 裂縫災(zāi)害，即決定于地裂縫災(zāi)害的危險性，即災(zāi)害密度、規(guī)模和頻次等特征，又取決于承災(zāi) 區(qū)的易損性，即承災(zāi)區(qū)密度和抗災(zāi)能力等。 地裂縫災(zāi)害危害性研究綜合考慮這兩方面因素，災(zāi)害危害性=危險性*易損
'性"….。 所述的應(yīng)用地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)，根據(jù)多源地學(xué)信息復(fù)合疊加原理，綜合地 裂縫災(zāi)害的自然和社會屬性，綜合定量地評價地裂縫災(zāi)害危害性，是疊加上述的地裂縫災(zāi) 害的危險性分區(qū)圖與易損性分區(qū)圖，形成地裂縫災(zāi)害危害性分區(qū)圖，進行地裂縫危害性評 價與區(qū)劃。 所述的疊加上述的地裂縫災(zāi)害的危險性分區(qū)圖與易損性分區(qū)圖，形成地裂縫災(zāi)害 危害性分區(qū)圖，進行地裂縫危害性評價與區(qū)劃，是假定在危險性評價分區(qū)圖中劃分出兩個 區(qū)域，即有兩個空間對象，分別為危險區(qū)和安全區(qū)；在易損性評價分區(qū)圖中也劃分出兩個區(qū) 域，分別為易損區(qū)、安全區(qū)；應(yīng)用GIS的多源信息復(fù)合疊加功能，將危險性分區(qū)圖與易損性 分區(qū)圖疊加，生成四個新的空間對象，形成危害性分區(qū)圖。 在危害性分區(qū)圖中，每個對象有三個基本屬性危險性、易損性和危害性，它們分 別為當(dāng)危險性高，易損性也高時，危害性為最高；危險性高，易損性低時，危害性為較高； 危險性低，易損性高時，危害性較低；危險性為低，易損性也低時，危害性最低。
實施例2: 參照附圖2-7，下面以某地地裂縫為例，詳細(xì)論述本發(fā)明地裂縫評價的"三圖法"的 具體實施技術(shù) 1.進行地裂縫危險性評價分區(qū)，形成地裂縫危險性分區(qū)圖； 首先要進行地裂縫成因及發(fā)育環(huán)境的研究，定性分析并提出地裂縫成因機制概念 模型。 所述的進行地裂縫成因及發(fā)育環(huán)境的研究，包括承災(zāi)區(qū)構(gòu)造條件、地下水開采和 介質(zhì)環(huán)境等方面的研究。 該地地處斷陷盆地10的邊緣地帶，以西、西北是地勢較高的一級塬面11和二級塬 面12，所以區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造的主要特征是隱伏斷層發(fā)育。目前查明的隱伏斷層有4條隱伏斷 層A13、隱伏斷層B14、隱伏斷層C15、隱伏斷層D16。 隱伏斷層A13是斷陷盆地10東北邊界上的邊界斷裂，呈N麗-SSE方向延伸穿越兩 條鐵路線的交匯地帶(圖中未示出)，該隱伏斷層A13全長約34km，斷層面西傾，傾角較大， 為西盤下降的正斷層，斷層落差北段較大，最大達800m以上，向南逐漸變小，最小處僅為數(shù) 十米。上盤以南端為中心，呈樞紐狀下沉。該隱伏斷層A13的空間展布位置主要依據(jù)上下盤基巖面埋藏深度的急劇變化來確定。作為邊界斷裂的隱伏斷層A13，上盤的下降幅度很 大，因此對下盤的牽引、拖曳作用也很強，從而形成了斷層下盤中的NWW-SEE方向的引張應(yīng) 力場。根據(jù)新生界底板(N2)在邊山階地相對高程為400米和盆地新生界底板埋深達600米 的勘探數(shù)據(jù)，可以推斷，隱伏斷層A13的累積斷距為1000米，其平均活動速率為0. 07毫米/年。 隱伏斷層B14，走向N麗，全長約20km。斷層面傾向西，為西盤下降的正斷層。據(jù)鉆 孔揭露，斷層?xùn)|盤(下盤)25m深處，見上新統(tǒng)頂面，西盤(上盤)上新統(tǒng)頂面的埋藏深度達 125m，表明該隱伏斷層B14落差在100m以上，并說明該隱伏斷層B14在上新世之后仍有活 動。 隱伏斷層Cl5，走向N麗，傾向SWW，全長約4km，為為西盤下降的隱伏正斷層，落差 120m。隱伏斷層C15以東為一級塬面11和二級塬面12，在三疊系下統(tǒng)基巖之上普遍有上 新統(tǒng)地層分布，局部有更新統(tǒng)地層。隱伏斷層C15以西逐漸過渡為洪積傾斜平原，海拔高程 800 860m，為相對沉積區(qū)，地勢平坦，沖溝不發(fā)育。 隱伏斷層D16走向NE30° ，位于隱伏斷層A13與隱伏斷層B14兩斷層之間的斷塊
上。初步估計落差僅數(shù)十米，是隱伏斷層A13、隱伏斷層B14順時扭動的派生產(chǎn)物。 該地地裂縫分布區(qū)，其平面展布呈斷續(xù)狀，具有一定的分帶性和嚴(yán)格的方向性。就
其延展的方向性而言，以近南北向為主，北東向次之，東西向為少數(shù)，且基本上與研究區(qū)的
主要斷裂構(gòu)造平行。出露的地表破裂17以張裂為特征，并組合呈平行狀排列，未發(fā)現(xiàn)水平
或垂向的位錯痕跡。同時，地表破裂17僅在淺表發(fā)育，屬于無根破裂，破裂尖滅的深度一般
為2 3m，最深不超5 6m。地裂縫的形成與發(fā)展具有一定的周期性。在一年的連續(xù)觀測中，
多數(shù)觀測點的變化呈緩慢張開_緩慢合攏過程，張開量在0. 5 0. 2mm。即在冬季，隨著溫度
的降低裂縫緩慢張開，相反在夏季，隨著溫度的升高裂縫又緩慢的合攏。 該地所處的地塹系是由一系列右行斜列的斷陷盆地構(gòu)成的，盆地之間都有一條
"傳遞帶"，使盆地相互溝通。"傳遞帶"的作用是使斷陷盆地的縱向延伸突然中輟，然后把伸
展運動傳遞到相鄰的盆地中。隱伏斷層A13斷層就屬于"傳遞帶"的組成部分，它一方面截
斷了斷陷盆地IO，使斷陷盆地10不能繼續(xù)向NE方向延伸，另一方面把斷陷盆地10的伸展
運動傳遞到相鄰的盆地中。這種作用，除使隱伏斷層A13具有較強的左旋傾滑特性外，上盤
的強烈斷陷，又使下盤受到了較強烈的SWW—NEE方向的牽引、拉伸，隱伏斷層A13下盤基巖
面向NWW方向傾斜和N麗向的階梯狀正斷層(，隱伏斷層C15)就是這一地應(yīng)力產(chǎn)生的構(gòu)造
形跡。這些構(gòu)造變動又進一步控制了新生界的堆積與分布，以及地形、地貌特征。 隱伏斷層A13的左旋傾滑運動，使隱伏斷層A13與隱伏斷層B14兩斷層之間的斷
塊受到了左旋扭動作用，在此應(yīng)力作用下，斷塊上極易產(chǎn)生與隱伏斷層A13、隱伏斷層B14
斜交的張斷裂。隱伏斷層D16便是這種應(yīng)力作用的產(chǎn)物。 在基底扭動運動情況下，受其拖曳作用，上覆的第四系20松散地層將產(chǎn)生扭動拉 張變形。根據(jù)類似力學(xué)過程的模擬實驗結(jié)果及相應(yīng)的構(gòu)造作用過程的力學(xué)解析觀點，受基 底扭動作用，上部地層最容易形成的破裂變形將是張破裂。 目前查明的地裂縫密集帶，主要分布在隱伏斷層B14與隱伏斷層D16的上盤靠近 斷層線的部位，地裂縫帶的延展方向以南北向為主，北東向次之，與斷層走向平行。我們認(rèn) 為局部地應(yīng)力場及其引起的構(gòu)造活動是控制地裂縫形成的重要因素之一，隱伏斷層A13的
12左旋走滑運動引起了地裂縫的產(chǎn)生，其成因機制概念模型如附圖3所示。 通過對該地地裂縫發(fā)育規(guī)律的研究，我們認(rèn)為局部地應(yīng)力場及其形成的地質(zhì)構(gòu)造
是控制該地地裂縫形成的重要因素，地下水超采是地裂縫產(chǎn)生與發(fā)展的誘發(fā)因素，地層和
地貌是該地地裂縫的主要影響因子。 設(shè)計物理模擬試驗?zāi)Ｐ?，進行室內(nèi)相似材料物理仿真模擬，以驗證上述的地裂縫 成因機制概念模型。物理模擬試驗?zāi)Ｐ桶▋蓚€模型I和模型II。模型I模擬地下水超 采漏斗與地裂縫關(guān)系；模型II模擬斷裂構(gòu)造錯動與地裂縫關(guān)系。通過對兩次模擬試驗結(jié)果 對比分析，探討地裂縫的形成機理。 試驗中模型的變形破裂過程與實際情況基本吻合，證明了構(gòu)造活動與地下水開采 對地裂縫的形成和發(fā)展具有重要的影響，通過兩次試驗結(jié)果對比可以看出，當(dāng)?shù)靥厥獾牡?質(zhì)條件對地裂縫出現(xiàn)位置具有較大的影響，地下水開采造成的裂縫在寬度與發(fā)育速度上相 對較小，斷層活動對地裂縫產(chǎn)生的影響相對較大。試驗結(jié)果說明，室內(nèi)相似材料物理仿真模 擬試驗是地裂縫研究的 一個確實可行的實驗方法。 分形是一種局部與整體之間存在的某種相似的形，反映了自然界中很廣泛一類物 質(zhì)的基本屬性。分形的突出特點是無特征尺度，分形的核心是自相似性。
采用箱形覆蓋法，可以計算出該地地裂縫和構(gòu)造、地貌、地震的分維值分別為 1. 1659、1. 1975U.2154和1. 7916，發(fā)現(xiàn)地裂縫、地震、地貌的形成都與構(gòu)造活動有密切 關(guān)系；將地裂縫的分維值與構(gòu)造分維值相比較，可以得出以下結(jié)論(l)地裂縫分維值 (1. 1659)與斷層分維值(1. 1975)非常接近，與地裂縫形態(tài)和斷層形態(tài)在空間上的相似特 征相一致，同屬于剪切走滑性質(zhì)，進一步反映構(gòu)造條件對地裂縫形成的影響；(2)地裂縫分 維值小于斷層分維值，說明地裂縫的復(fù)雜程度和活動性都小于斷層。 該地地裂縫的形成與當(dāng)?shù)氐膽?yīng)力場的變化有著密切的關(guān)系，它與地震的關(guān)系也 是密不可分的。以分形理論對地裂縫與地震的關(guān)系進行了研究，計算了 1978、1979、1982、 1989、 1993、 1996和1997地裂縫產(chǎn)生前后地震分維值的變化，發(fā)現(xiàn)在1978、 1979、 1982、 1996 和1997年地裂縫出現(xiàn)前地震分維值產(chǎn)生了降維的現(xiàn)象，并且地裂縫出現(xiàn)后地震分維值升 高；只有在1989和1993年不符合這一特征。因此認(rèn)為地震分維值的變化與地裂縫產(chǎn)生時 間具有一定的聯(lián)系，可以利用地震分維值的變化來預(yù)測地裂縫的產(chǎn)生。
最后，應(yīng)用地理信息系統(tǒng)(GIS)與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)耦合技術(shù)，定量研究地裂 縫災(zāi)害的自然屬性。運用地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)建立地學(xué)信息的各個子專題層圖，然 后耦合以工程技術(shù)手段模擬人腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和功能特征的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Artificial Neural Network, ANN)技術(shù)，構(gòu)建出地裂縫災(zāi)害非線性評價模型。 這些地學(xué)信息的各個子專題層圖，是指影響地裂縫災(zāi)害的各因子，包括斷層，地
下水流場，地層及地貌類型等，其量化圖包括斷層量化子專題層圖(附圖6，圖中數(shù)字為
量化值)，地下水流場量化子專題層圖(附圖7，其中數(shù)字為量化值)，地層量化子專題層圖
(附圖8，圖中數(shù)字為量化值)及地貌類型量化子專題層圖(附圖9，圖中數(shù)字為量化值) 等。 根據(jù)對該地地裂縫災(zāi)害的綜合研究，選用BP網(wǎng)絡(luò)模型(附圖10)，包括三層即輸 入層、隱含層和輸出層。由于三層網(wǎng)絡(luò)中引入了中間隱含層，每個隱含神經(jīng)元可以按不同的 方法來劃分輸入空間，它能夠抽取輸入空間中包含的某些特征，從而形成更為復(fù)雜的分類區(qū)域，這就大大提高了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的分類能力。模型仿真模擬識別的計算參數(shù)見表1。 表1人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬識別的參數(shù)
參數(shù)J = 1J = 2J = 3J = 4
-9.302644979967-16.679688791697-29.435276044219-41.687649440928
14. 300488110297-19.486698697923.814471945064-17.712228440687
-75.351356076339103.27846659083328.638411751431-52.270693665768
w4j-4. 064020009095-1.770943768163-2.025587023532-4.050806233685
7.733460525636-1.1439945439595.546384014609-53.252873251031 將研究區(qū)構(gòu)造、水位、地層和地貌數(shù)字量化專題層結(jié)果輸入模型，啟動模擬評價 系統(tǒng)，計算出地裂縫危險性指數(shù)(FC)，將模型輸出值FC按照頻數(shù)分布找出閾值(分組臨 界值)，然后利用空間操作與分析功能可得地裂縫危險性評價分區(qū)，劃分為三個區(qū)域危險 區(qū)、過渡區(qū)、安全區(qū)。應(yīng)用GIS的輸出模塊加以整理，可得地裂縫危險性分區(qū)圖(附圖ll)。
2.進行地裂縫易損性評價分區(qū)，形成地裂縫易損性分區(qū)圖； 易損性評價是地裂縫災(zāi)害社會屬性特征的體現(xiàn)。因此，進行地裂縫易損性評價，首 先要進行承災(zāi)體的損失估計。該地地裂縫承災(zāi)體主要是土地、建筑物和城市道路，其內(nèi)部財 產(chǎn)的損失和人員傷亡極少，可忽略不計。因此，對地裂縫災(zāi)害經(jīng)濟損失值按成本價值損失核 算，計算土地價值損失為9323. 728萬元、建筑物破壞損失為3688. 6萬元、城市道路破壞損 失102. 6萬元和由于建筑物破壞導(dǎo)致的企業(yè)減停產(chǎn)損失2331萬元，總計為1. 5446億元。
通過對該地地裂縫災(zāi)害調(diào)查研究，我們確定了土地價值損失、建筑物破壞損失、城 市道路損失和鐵路損失四項易損性評價指標(biāo)。 應(yīng)用地理信息系統(tǒng)(GIS)建立上述的各個評價指標(biāo)的量化子專題層圖，包括土 地價值損失、建筑物破壞損失、城市道路損失和鐵路損失量化子專題層圖；然后應(yīng)用層次 分析法(AHP)，確定上述的易損性各評價指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)；最后，經(jīng)過與實際情況的擬合分 析，建立地裂縫災(zāi)害易損性評價的評價決策模型(附圖12)。根據(jù)易損性指數(shù)(Y ( P )》公式Y(jié) ( P )! = WL EL+WS ES+WK EK+WN EN(式中、EL、
Es、 EK、 EN分別表示土地、建筑物、鐵路、城市道路要素，W。 Ws、 WK、 WN分別為土地、建筑物、鐵 路城市道路相應(yīng)的權(quán)重)，通過層次決策分析法確定各因素的權(quán)重值分別為W^為0. 0955、 Ws為O. 16、W^為0.4675、Ww為0.277。根據(jù)綜合評價模型運算的結(jié)果，按照頻數(shù)分布找出閾 值(分組臨界值)，然后利用空間操作與分析功能，對研究區(qū)進行地裂縫易損性分區(qū)，繪制 易損性分區(qū)圖(附圖13)。 3.形成地裂縫危害性分區(qū)圖，進行地裂縫危害性評價與區(qū)劃。
危害性定義地質(zhì)災(zāi)害危害性(hazardness)是一個地區(qū)在一定時期內(nèi)可能發(fā)生 的某種地質(zhì)災(zāi)害活動所造成的損害程度的綜合反映。所述的地裂縫危害性是一個地區(qū)在一 定時期內(nèi)可能發(fā)生的地裂縫災(zāi)害活動所造成的損害程度的綜合反映。 一個地區(qū)一定時期內(nèi)
14是否會發(fā)生地裂縫災(zāi)害，即決定于地裂縫災(zāi)害的危險性，即災(zāi)害密度、規(guī)模和頻次等特征， 又取決于承災(zāi)區(qū)的易損性，即承災(zāi)區(qū)密度和抗災(zāi)能力等。 地裂縫災(zāi)害危害性研究綜合考慮這兩方面因素，災(zāi)害危害性=危險性*易損
'性"….。 應(yīng)用地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)，根據(jù)多源地學(xué)信息復(fù)合疊加原理，綜合地裂縫災(zāi) 害的自然和社會屬性，綜合定量地評價地裂縫災(zāi)害危害性，疊加上述的地裂縫災(zāi)害的危險 性分區(qū)圖與易損性分區(qū)圖，形成地裂縫災(zāi)害危害性分區(qū)圖，進行地裂縫危害性評價與區(qū)劃， 是假定在危險性評價分區(qū)圖中劃分出兩個區(qū)域，即有兩個空間對象，分別為危險區(qū)和安全 區(qū)；在易損性評價分區(qū)圖中也劃分出兩個區(qū)域，分別為易損區(qū)、安全區(qū)；應(yīng)用GIS的多源信 息復(fù)合疊加功能，將危險性分區(qū)圖與易損性分區(qū)圖疊加，生成四個新的空間對象，形成危害 性分區(qū)圖(附圖14)。 在危害性分區(qū)圖中，每個對象有三個基本屬性危險性、易損性和危害性，它們分 別為當(dāng)危險性高，易損性也高時，危害性為最高；危險性高，易損性低時，危害性為較高； 危險性低，易損性高時，危害性較低；危險性為低，易損性也低時，危害性最低。
權(quán)利要求
地裂縫評價的“三圖法”，其特征在于技術(shù)方案包括以下步驟(1)進行地裂縫危險性評價與區(qū)劃，形成地裂縫危險性分區(qū)圖；(2)進行地裂縫易損性評價與區(qū)劃，形成地裂縫易損性分區(qū)圖；(3)形成地裂縫危害性分區(qū)圖，進行地裂縫危害性評價與區(qū)劃。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的地裂縫評價的"三圖法"，其特征在于所述的進行地裂縫危 險性評價與區(qū)劃，形成地裂縫危險性分區(qū)圖，包括以下步驟首先要進行地裂縫成因及發(fā)育環(huán)境的研究，定性分析并提出地裂縫成因機制概念模型；其次，設(shè)計物理模擬試驗?zāi)Ｐ?，進行室內(nèi)相似材料物理仿真模擬，以驗證上述的地裂縫 成因機制概念模型；再次，進行地裂縫發(fā)育系統(tǒng)的非線性分形研究。采用箱形覆蓋法，計算地裂縫和構(gòu)造、 地貌、地震的分維值，判斷地裂縫、地震、地貌的形成與構(gòu)造活動的關(guān)系；最后，應(yīng)用地理信息系統(tǒng)(GIS)與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)耦合技術(shù)，定量研究地裂縫災(zāi)害 的自然屬性。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的地裂縫評價的"三圖法"，其特征在于所述的進行地裂縫成 因及發(fā)育環(huán)境的研究，包括承災(zāi)區(qū)構(gòu)造條件、地下水開采和介質(zhì)環(huán)境等方面的研究。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的地裂縫評價的"三圖法"，其特征在于所述的構(gòu)造條件的研 究，包括區(qū)域構(gòu)造和基底構(gòu)造的研究。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的地裂縫評價的"三圖法"，其特征在于所述的區(qū)域構(gòu)造的研 究，包括地震活動和地殼形變的研究。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的地裂縫評價的"三圖法"，其特征在于所述的基底構(gòu)造的研 究，包括基底斷裂分布和基底斷裂活動性質(zhì)的研究。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的地裂縫評價的"三圖法"，其特征在于所述的地下水開采的 研究，包括地下水位和降落漏斗的研究。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的地裂縫評價的"三圖法"，其特征在于所述的介質(zhì)環(huán)境的研 究，包括地層特征和地貌特征的研究。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的地裂縫評價的"三圖法"，其特征在于所述的物理模擬試驗 模型，包括兩個模擬地下水超采漏斗與地裂縫關(guān)系的模型I和模擬斷裂構(gòu)造錯動與地裂 縫關(guān)系的模型II。
10. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的地裂縫評價的"三圖法"，其特征在于所述的應(yīng)用地理信息系統(tǒng)(GIS)與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)耦合技術(shù)，定量研究地裂縫災(zāi)害的自然屬性，是運用地理 信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)建立地學(xué)信息的各個子專題層圖，然后耦合以工程技術(shù)手段模擬人腦 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和功能特征的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Artificial Neural Network, ANN)技術(shù)，構(gòu)建 出地裂縫災(zāi)害非線性評價模型。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的地裂縫評價的"三圖法"，其特征在于所述的地學(xué)信息的 各個子專題層圖，是各個主要致災(zāi)因子的量化圖。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的地裂縫評價的"三圖法"，其特征在于所述的各個主要致災(zāi)因子，是指影響地裂縫災(zāi)害的各因子，包括斷層，地下水流場，地層及地貌類型等。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的地裂縫評價的"三圖法"，其特征在于所述的各個主要致災(zāi)因子的量化圖，包括斷層量化子專題層圖，地下水流場量化子專題層圖，地層量化子專 題層圖及地貌類型量化子專題層圖等。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的地裂縫評價的"三圖法"，其特征在于所述的地裂縫災(zāi)害 非線性評價模型，選用BP網(wǎng)絡(luò)模型，該BP網(wǎng)絡(luò)模型包括輸入層、隱含層和輸出層三層。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的地裂縫評價的"三圖法"，其特征在于所述的所述的地裂 縫危險性評價與區(qū)劃，劃分為三個區(qū)域危險區(qū)、過渡區(qū)、安全區(qū)；應(yīng)用GIS的輸出模塊加以 整理，可得地裂縫危險性分區(qū)圖。
16. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的地裂縫評價的"三圖法"，其特征在于進行地裂縫易損性評 價與區(qū)劃，形成地裂縫易損性分區(qū)圖，包括以下步驟首先要進行承災(zāi)體的損失估計；其次，選取易損性評價指標(biāo)。通過對承災(zāi)區(qū)地裂縫災(zāi)害調(diào)查研究，根據(jù)承災(zāi)體分布特 征和當(dāng)?shù)厣鐣?、?jīng)濟、環(huán)境和城市建設(shè)發(fā)展?fàn)顩r，確定涉及社會和經(jīng)濟發(fā)展的易損性評價指 標(biāo)；再次，應(yīng)用地理信息系統(tǒng)(GIS)與層次分析法(AHP)耦合理論與方法，定量研究地裂縫 災(zāi)害發(fā)生的社會屬性；應(yīng)用地理信息系統(tǒng)(GIS)建立上述的各個評價指標(biāo)的量化子專題層圖，包括土地價 值損失、建筑物破壞損失、城市道路損失和交通線路(鐵路或公路)損失量化子專題層圖； 然后應(yīng)用層次分析法(AHP)，確定上述的易損性各評價指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)；最后，經(jīng)過與實際 情況的擬合分析，建立地裂縫災(zāi)害易損性評價的評價決策模型；最后，根據(jù)地理信息系統(tǒng)(GIS)與層次分析法(AHP)耦合模型運算的結(jié)果，按照頻數(shù)分 布找出閾值(分組臨界值)，然后利用空間操作與分析功能，對研究區(qū)進行地裂縫災(zāi)害易損 性分區(qū)，繪制易損性分區(qū)圖。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的地裂縫評價的"三圖法"，其特征在于所述的承災(zāi)體的損 失估計，至少包括按成本價值損失核算的土地價值損失、建筑物破壞損失、城市道路破壞損 失以及企業(yè)減停產(chǎn)損失。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的地裂縫評價的"三圖法"，其特征在于所述的易損性評價 指標(biāo)，至少包括土地、建筑物、城市道路和交通線路(鐵路或公路)。
19. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的地裂縫評價的"三圖法"，其特征在于所述的地裂縫危害性 是一個地區(qū)在一定時期內(nèi)可能發(fā)生的地裂縫災(zāi)害活動所造成的損害程度的綜合反映；地裂 縫災(zāi)害危害性研究綜合考慮這兩方面因素，災(zāi)害危害性=危險性*易損性……。
20. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的地裂縫評價的"三圖法"，其特征在于所述的形成地裂縫危 害性分區(qū)圖，進行地裂縫危害性評價與區(qū)劃，是疊加上述的地裂縫災(zāi)害的危險性分區(qū)圖與 易損性分區(qū)圖，形成地裂縫災(zāi)害危害性分區(qū)圖，進行地裂縫危害性評價與區(qū)劃。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的地裂縫評價的"三圖法"，其特征在于所述的疊加上述的 地裂縫災(zāi)害的危險性分區(qū)圖與易損性分區(qū)圖，形成地裂縫災(zāi)害危害性分區(qū)圖，進行地裂縫 危害性評價與區(qū)劃，是假定在危險性評價分區(qū)圖中劃分出兩個區(qū)域，即有兩個空間對象，分 別為危險區(qū)和安全區(qū)；在易損性評價分區(qū)圖中也劃分出兩個區(qū)域，分別為易損區(qū)、安全區(qū)； 應(yīng)用GIS的多源信息復(fù)合疊加功能，將危險性分區(qū)圖與易損性分區(qū)圖疊加，生成四個新的 空間對象，形成危害性分區(qū)圖。
22.根據(jù)權(quán)利要求1、20所述的地裂縫評價的"三圖法"，其特征在于在危害性分區(qū)圖 中，每個對象有三個基本屬性危險性、易損性和危害性，它們分別為當(dāng)危險性高，易損性 也高時，危害性為最高；危險性高，易損性低時，危害性為較高；危險性低，易損性高時，危 害性較低；危險性為低，易損性也低時，危害性最低。
全文摘要
本發(fā)明地裂縫評價的“三圖法”，首先進行地裂縫危險性評價與區(qū)劃，形成地裂縫危險性分區(qū)圖；其次進行地裂縫易損性評價與區(qū)劃，形成地裂縫易損性分區(qū)圖；最后形成地裂縫危害性分區(qū)圖，進行地裂縫危害性評價與區(qū)劃?？朔爽F(xiàn)有技術(shù)無法充分反映災(zāi)害的自然和社會屬性、無法綜合定量評價地裂縫災(zāi)害的缺陷，首次定義了地質(zhì)災(zāi)害危害性(hazardness)的概念，首次提出了進行地質(zhì)災(zāi)害危害性評價的觀點。提供了地裂縫成因的室內(nèi)相似材料物理仿真模擬試驗方法；首次以非線性思想研究了地裂縫和構(gòu)造、地貌、地震的結(jié)構(gòu)特征——分形特征；首次將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)和地理信息系統(tǒng)(GIS)耦合技術(shù)應(yīng)用在地裂縫危險性評價中。
文檔編號G01V1/00GK101726750SQ20091022998
公開日2010年6月9日 申請日期2009年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月30日
發(fā)明者武強 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)(北京)