地质灾害预报预警系统辐射大?_地质灾害预报预警系统

1.地质灾害气象预警预报理论与方法

2.地质灾害信息系统

3.地质灾害监测系统平台

4.地质灾害预报预警系统的组成部分

全国地质灾害监测预警体系建设的总体规划如图7.1所示。

7.3.1 国家、省、市、县级地质灾害监测预警站网建设

县级以上国土行政主管部门建立地质灾害监测预警体系，会同建设、水利、交通等部门承担地质灾害监测任务，负责业务技术管理，并可受委托行使部分地质灾害监测管理职能，发布地质灾害监测预警信息。地质灾害监测机构是公益业单位。

（1）国家级地质灾害监测站

国家级地质灾害监测站负责全国性地质灾害专业监测网、信息网的建设与运行工作，并承担国家级地质环境监测任务；承担全国地质灾害预警预报和相关的调查研究工作；拟编全国地质灾害监测规划、、工作规范和技术标准；开展科技交流与合作，研究和推广新技术、新方法；承担全国地质灾害监测数据、成果报告的汇总、分析、处理和综合研究，为决策部门和社会公众提供信息服务；负责对省（区、市）级地质灾害监测业务的指导、协调和技术服务。

图7.1 全国地质灾害监测预警网格规划图

图7.1 全国地质灾害监测预警网格规划图

（2）省级地质灾害监测站

省（区、市）级地质灾害监测站负责省级地质灾害专业监测网、信息网的建设与运行工作；承担省级地质灾害的预警预报和相关的调查研究工作；受国家监测机构委托承担国家级地质灾害监测任务；编制省级适用的技术要求、实施细则；承担省级地质灾害监测数据和报告的汇总、分析、处理和综合研究工作，为决策和公众提供信息服务；负责对市（地、州、盟）级地质环境监测机构进行业务指导。

（3）市（地、州、盟）级地质灾害监测站

市（地、州、盟）级地质灾害监测站负责市级地质灾害专业监测网和信息网的建设、运行和监测设施维护；承担地质灾害的预警预报和相关调查工作；承担省级地质灾害监测机构委托的地质灾害监测任务；承担地质灾害监测数据和报告的汇总、检查、分析研究，为当地和社会公众提供信息服务；负责对县级监测机构以及地质灾害群测群防的技术指导和实地培训。

（4）县（市、旗）级地质环境监测机构

地质灾害管理需要，特别是地质灾害严重的县（市、旗），必须建立地质灾害监测站（点），负责本县的地质灾害监测和组织群测群防工作；同时负责监测设施的维护；及时完成监测报告和监测数据的上传。

7.3.2 专业监测骨干网络建设

地质灾害专业监测骨干网络主要指由国家建立的地质灾害监测网络，包括区域性地面沉降和地裂缝监测网、山区城市和重大工程区地质灾害动态监测网、突发性地质灾害监测预警试验区和重大突发性地质灾害单体监测点。其选点原则如下：

1）全国突发性地质灾害易发区的灾害点；

2）威胁重要城市、国家重大基础设施以及可能造成大江大河堵塞的大型突发性地质灾害体；

3）威胁国家级名胜风景区或世界自然、文化遗产区的重要灾害隐患点；

4）贫困地区威胁人口1000人以上，潜在直接经济损失1000万元以上，规模为大型以上的突发性地质灾害。

（1）山区城市和重大工程区地质灾害监测网

对地质灾害发生较频繁、影响范围较大、具有国家级重大工程设施的地区，利用卫星遥感图像定期对地质灾害威胁较严重的城市和重大工程进行监控。

2010年之前，主要监测对象如下：

1）大江大河：对中俄界河、黄河上游主干流、长江上游主干流、雅鲁藏布江等利用卫星遥感图像定期实施灾情监测。

2）南水北调工程：以南水北调西线和中线为主。

3）交通干线：川藏公路、青藏公路、宝成铁路、成昆铁路、南昆铁路、青藏铁路等。

4）管线：西气东输管线、涩宁兰天然气管线、宝成输油管线、汉川天然气管线、中俄输油管线等。

5）城市：重庆市、兰州市、抚顺市、鞍山市、铜川市、大冶市等。

6）矿山：辽宁抚顺煤矿、辽宁抚顺红透山铜矿、黑龙江七台河煤矿、山西太原市西山煤矿、贵州开阳磷矿等具有代表性的自然地理地质条件和环境地质问题比较突出的国有老矿山。

（2）重大突发性地质灾害单体监测工程

1）监测及选点原则：对重大突发性地质灾害的监测，视不同情况区别对待。从防灾减灾角度一般可分为两类：①通过一定的工程措施可以消除灾害隐患，并且具有明显治理效益（治理费用与潜在损失相比）。对这类灾害应及早进行勘查治理，在消除灾害隐患之前必须取可靠的监测手段对其动态变化进行实时监测，及时发布预警信息，避免造成重大人员伤亡和经济损失。②灾害体特征复杂、灾害征兆不十分突出、难以取有效措施进行避让或治理的突发性地质灾害隐患点，由国家和地方等出资建立专业监测点。也可接受其他部门的委托，对重大工程区（沿线）的突发性地质灾害建立专业监测点。

2）单体监测方案：建立以GPS测量法、钻孔倾斜仪法、地下水动态监测法等监测技术方法为主体的综合监测技术组合体系。包括滑坡地面绝对位移监测系统，滑坡深部位移监测系统，滑坡地下水动态监测系统，滑坡相对位移监测系统，滑坡诱发因素监测系统等监测体系。

2010年之前，完成全国重大突发性地质灾害单体监测网的建设，同时重点做好已发现的分布在13个省（区、市）的50处重大突发性地质灾害隐患点（表7.4）。其中，重庆市滑坡4处，浙江省滑坡4处，云南省滑坡及滑坡泥石流群7处，西藏自治区滑坡3处，四川省滑坡5处、泥石流3处，陕西省滑坡7处，青海省滑坡3处，湖南省滑坡1处，湖北省滑坡1处，贵州省滑坡1处，广东省滑坡3处，甘肃省滑坡6处、泥石流2处的单体监测工程。

表7.4 突发性地质灾害监测点概况

续表

（3）地质灾害监测预警研究试验区

针对我国突发性地质灾害具有区域性、同时性、突然性、暴发性和危害大等特点，结合国土整治规划和能源开发，在代表性地区开展地质灾害监测预警示范。在试验区建立自动遥测雨量观测站网，逐步建立试验区滑坡、崩塌和泥石流区域爆发的降雨临界值，为突发性灾害的区域预警提供依据。同时，在试验区开展降雨期斜坡岩土体渗流观测，研究降雨诱发滑坡、崩塌和泥石流的机理。

2010年前，进一步完善和建设三峡库区立体式监测预警示范区。完成三峡库区滑坡、崩塌、泥石流灾害的立体监测网建设，在库区60处地质灾害点实现监测数据的自动集、实时传输和自动分析；完善库区20个县级监测点建设；完成1∶1万航摄飞行；建立全库区的遥感（RS）监测系统，完成全球定位系统（GPS）控制网、基准网建设。

2010年以前重点在重庆市区、北京市、甘肃兰州市、陕西安康市、四川雅安、云南新平、云南东川、浙江金华市、江西宜春市等地区开展突发性地质灾害监测预警试验研究。

（4）地面沉降和地裂缝监测网

1）国家级地面沉降监测网选址原则：①跨省区的地面沉降灾害区域；②有一定的监测工作和设施基础；③地方有积极性，并提供配套资金；④具有较为完善的法规和管理体系。

2）工作部署：2010年之前，重点开展长江三角洲、华北平原、关中平原、淮北平原和松嫩平原地面沉降和地裂缝监测网的建设；2010年以后逐步开展汾河谷地、辽河盆地、珠江三角洲以及全国其他主要城市地面沉降和地裂缝的调查及监测网的建设。

长江三角洲地面沉降和地裂缝监测网包括上海市全部，江苏的苏锡常地区、南通地区和盐城地区南部的三个县（市），浙江的杭嘉湖平原，控制面积近5万km2。

华北平原地面沉降和地裂缝监测网包括北京、天津市的平原区，河北省的环渤海平原区和山东的鲁西北平原，控制面积5万多km2。

关中平原和汾河谷地地面沉降和地裂缝监测网的覆盖范围自六盘山南麓的宝鸡，沿渭河向东，经西安到风陵渡转向北东，沿汾河经临汾、太原到大同，宽近100km，长近1000km，包括渭河盆地、运城盆地、临汾盆地、太原盆地、大同盆地等，涉及近50个（县）市。

7.3.3 群测群防体系建设

突发性地质灾害群测群防网主要针对地质灾害较严重的山区农村，以县为单位，在专业队伍指导下，建立由当地领导下的县、乡、村群测群防体系。在各级地方的组织和领导下，充分发挥各级监测站的技术优势，提高群众的防灾意识和参与程度，完善监测预报制度，到2010年，建成1400个县（市）突发性地质灾害易发区的群测群防网络体系。

（1）群众监测网络建设

1）监测点选定原则：①危险性大、稳定性差、成灾概率高，会造成严重灾情的地质灾害隐患体；②对集镇、村庄、工矿及重要居民点人民生命安全构成威胁的地质灾害隐患体；③一旦发生将会造成严重经济损失的地质灾害隐患体；④威胁公路、铁路、航道等重要生命线工程的地质灾害隐患体；⑤威胁重大基础建设工程的地质灾害隐患体。

2）监测点的建设：根据上述原则确定需要监测的地质灾害隐患点后，由专业调查组及时向当地提出监测方案，同时协助搞好监测点的建设工作。①监测范围的确定：除对地质灾害隐患点和不稳定斜坡本身的变形迹象进行监测外，还应把该灾害点威胁的对象和可能成灾的范围，纳入监测范围。②监测方法与要求：对当前不宜进行治理或暂时不能进行治理的隐患点，危害大的应建立简易监测点，同时要对宏观地面变形、滑坡体内的微地貌、地表植物和建筑物标志等进行观察。以定期巡测和汛期强化监测相结合的方式进行。定期巡测一般为半月或每月一次，汛期强化监测将根据降雨强度，每天或24小时值班监测。③监测点的设置：简易监测点一般用设桩、设砂浆贴片和固定标尺，对滑坡体地面裂缝相对位移进行监测，对危害大的隐患点，如有条件也可用视准线法测量监测点的位移。

3）监测网点的管理与运行：①监测责任落实到具体的单位与个人。被监测的地质灾害隐患点所在的乡（镇）、村和有关单位为监测责任人，在其领导下，成立监测组，监测组由受危害、威胁的居民点或有关单位的群测人员组成。②建立岗位责任制，县、乡（镇）、村应逐级签订责任书。调查过程中，取多种方式进行宣传与培训，教会监测责任人、监测组成员和群众，如何监测、如何判断灾害可能发生的各种迹象和灾情速报及有关应急防灾救灾的方法。③信息反馈与处理。县（市）国土主管行政部门负责监测资料与信息反馈的收集汇总，上报到市（地、州）国土行政部门（或地质环境监测站）进行综合整理与分析，省国土厅地质环境处（或省地质环境总站）将上报的资料与信息录入省地质灾害空间数据库，进行趋势分析，同时对下一步监测工作提出指导性意见。④预测有重大险情发生时，当地和有关单位应立即取应急防灾减灾措施，同时应立即报告省、市、县和国土主管部门，派出专业人员赴现场协助监测和指导防灾救灾。⑤建立地质灾害速报制度，按国土资发[1998]15号文附件执行。

4）资料的收集与监测数据的整理：①监测数据包括地质灾害点基本资料、动态变化数据、灾情等。②所有监测数据均应以数字化形式储存在信息系统中，同时，必须以纸介质形式备份保存。③监测点必须进行简易定量监测，并须整理成有关曲线、图表等。应编制有关月报、季报和年报，同时，对今后灾害发展趋势进行预测。④监测数据应按有关程序逐级汇交。

（2）群专结合的预报预警系统建设

1）县（市）国土行政主管部门归口管理和指导群众监测网络，负责监测资料与信息反馈的收集汇总。

2）县（市）国土行政主管部门的地质环境职能部门应根据气象、水文预报和监测资料进行综合分析，预测地质灾害危险点，并及时向有关乡（镇）、村和矿山及负有对重要设施管理的有关部门发出预警通知。

3）县（市）国土行政主管部门负责组织各乡（镇）、矿山、重要设施主管部门编制汛期地质灾害防灾预案。编制全县（市）汛期地质灾害防灾预案，并负责组织实施。

4）县（市）国土行政主管部门负责组织地质灾害防治科普宣传活动和基层干部培训工作。

7.3.4 地质灾害监测预警信息网建设

地质灾害监测预警与防治数据是国家与地方进行地质灾害防治，保障社会与经济建设的重要信息，具有数量大、更新快、用途广等特点。通过信息网的建设，实现数据的集、存储、分析和发布，切实做到为、研究人员和社会提供所需的地质灾害信息，为国家经济建设宏观决策提供基础的科学依据。

到2010年，在完善中国地质灾害信息网与各省地质灾害信息网及部分地（市）地质灾害信息网的同时，建成集地质灾害监测、地下水环境监测等为一体的全国地质灾害监测信息系统，实现地质灾害监测数据的自动集、传输、存储、数据管理、查询、应用和信息实时发布系统。

到2020年，以科学技术为先导，不断完善全国地质灾害监测信息系统，结合气象、水文、地震等相关因素，建成多专业领域、多信息处理技术的信息系统；全面提升我国地质灾害监测信息水平，满足社会和民众对地质灾害信息的需求，实现远程会商、应急指挥等重要决策功能。

地质灾害监测预警信息系统建设依托于各级地质灾害监测机构，具有统一要求、统一流程、分级管理等特点，是一个与现代计算机技术紧密结合的系统工程。本书在第11章（全国地质灾害防治信息系统建设规划研究）全面讨论了包括地质灾害监测预警信息系统在内的整个地质灾害防治信息系统的建设问题，本节不再赘述。

7.3.5 突发性重大地质灾害应急反应机制建设与远程会商应急指挥系统建设

（1）应急反应机制建设

从现在（2004年）起，国家、各省（区、市）要组建以省国土行政主管部门为指挥中心，以地质环境监测总站（院、中心）为主体，地（市、州）、县（市、区）国土行政主管部门和地方专业队伍协同作战的地质灾害监测预警应急反应系统。

1）应急反应系统要配置必备的应急设备，每年汛前对防灾预案中地质灾害隐患点的主要县（市）进行险情巡查，重点检查防灾减灾措施、群测群防网络、监测责任制是否落实到位，并对主要灾害隐患点进行险情巡查，汛中加强监测，汛后进行复查。

2）发现险情和接到险情报告能在最短的时间内赶到现场，进行险情鉴定，同时能够及时对灾害进行动态监测、分析，预测灾害发展趋势，根据灾害成因、类型、规模、影响范围和发展趋势，划定灾害危险区，设置危险区警示标志，确定预警信号和撤离路线，组织危险区内人员和重要财产撤离，情况危急时，强制组织避灾疏散。

3）接到特大型和大型地质灾害隐患临灾报告，指挥部办公室会同相关部门，迅速组织应急调查组赶赴现场，调查、核实险情，提出应急抢险措施建议。

（2）突发性重大地质灾害远程会商与应急指挥系统建设

随着国家经济建设规模的日益扩大和人民生活水平的不断提高，地质灾害造成的损失日趋突出，地质灾害的防治工作必须针对重大地质灾害及时作出反应，提出科学的决策意见，及时指挥应急处理工作。

突发性重大地质灾害远程会商及应急指挥系统，是针对突发重大地质灾害的预报和应急指挥，在建立地质灾害综合数据库的基础上，构建连接院国土主管部门、地质灾害数据中心与重点地质灾害发生区的远程会商和应急指挥网络化多媒体环境及地质灾害应急数据传输环境，形成一套信息化的地质灾害远程会商和应急指挥工作流程。

其主要工作内容如下：

1）对重大地质灾害预报和应急指挥相关的信息进行提取、加工、整理、集成与分析，建立地质灾害综合数据库。信息内容包括地理、地质背景数据；气象分析数据；地质灾害调查与监测数据；地质灾害情况资料；救灾条件信息等。

2）建立地质灾害信息发布平台。开发和建设重大地质灾害信息预报与应急指挥相关的动态信息发布系统、空间信息提取与发布系统、多媒体信息发布系统。

3）构建地质灾害远程会商和应急指挥的网络和多媒体运行环境。包括多点、多级会议系统、大屏幕显示系统及有关音像、电话系统；国家与重点地质灾害区域之间的网络信息传输系统；构建地质灾害重点区域应急调查数据快速传输环境。

4）研究与制定形成一套地质灾害远程会商和应急指挥系统工作规范。分析地质灾害远程会商和应急指挥工作的特点，提出地质灾害远程会商和应急指挥系统工作的模式，建立一套相关的工作规范。

地质灾害气象预警预报理论与方法

11.4.1 系统的组成

地质灾害防治工作是一个复杂的系统工程，因此地质灾害防治信息系统的建设必须贯穿整个地质灾害防治工作的全过程，信息系统的建设支持地质灾害调查、地质灾害治理、地质灾害监测预警等地质灾害防治工作，形成一个从监测数据集、信息高效传输到提供社会化信息服务的规范化工作流程，实现对地质灾害的有效监控、预警和防治，并为各级及有关部门制定减灾防灾预案和为突发性地质灾害防治决策提供支撑。

地质灾害防治信息系统由数据综合一体化管理系统、地质灾害数据集系统、地质灾害防治决策支持系统、地质灾害防治管理信息系统和地质灾害数据传输系统5个子系统组成（图11.1）。

图11.1 地质灾害防治信息系统的组成图

1）数据综合一体化管理系统：是地质灾害防治信息系统的核心，为整个系统中的其他子系统提供一体化综合数据支持。

2）地质灾害数据集系统：该系统是实现野外地质灾害调查与监测信息化的重要手段。它可以方便地协助地质人员完成野外数据集、室内数据处理、成果管理和输出。该系统的有效应用将提高地质灾害调查与监测工作的效率和精度，并为整个系统提供持续、有效的动态数据和基础调查数据。该系统主要由地质灾害调查信息系统和地质灾害监测信息系统两个次一级子系统组成。

3）地质灾害防治决策支持系统：主要由地质灾害评价系统及地质灾害预警预报系统两个次一级子系统组成，该系统是地质灾害防治信息系统的主要应用系统。

4）地质灾害防治管理信息系统：主要由地质灾害防治规划信息管理系统、地质灾害防治实施管理信息系统和地质灾害防治工程管理信息系统组成，主要提供对防治规划、实施及防治工程的动态跟踪管理，为各级地质灾害管理部门提供地质灾害防治基础信息、决策信息和防治工程信息。

5）地质灾害数据传输系统：该系统主要为整个地质灾害防治信息系统提供快速数据传输和数据共享交换功能，主要包括地质灾害调查和监测数据的传输、应急调查数据的传输，以及地质灾害预警预报信息的发布。该系统是其他子系统数据传输的重要基础支持系统。

11.4.2 系统的总体框架

地质灾害防治信息系统由上述5个子系统组成，各子系统都要按照总体目标的要求，完成各自不同的系统功能。但是，各子系统并不是独立存在的，而是在完整的领域数据模型、统一的信息技术平台、统一的协同工作机制下，实施完成各自的目标，因而各子系统之间是相互协调、相互支持的。

在所有的子系统中，数据综合一体化管理系统是所有地质灾害防治信息数据的综合汇总系统和交换平台，因而是其他功能系统的核心，也是其他功能系统的基础。数据集系统是保证信息系统数据源，保证系统中数据的完整性、实效性的重要系统。系统的数据主要来源于专业监测、群测群防监测、区域地质灾害调查、突发地质灾害应急调查和遥感调查监测。防治决策支持系统、预警预报系统、电子会商系统、规划管理信息系统等，是为地质灾害防治工作提供的有效、快捷、实用的工具系统。

地质灾害防治信息系统建设的总体框架如图11.2所示。

图11.2 地质灾害防治信息系统建设的总体框架图

11.4.3 系统的分级体系

地质灾害防治信息系统，构建在多级分布的数据传输网络系统之上，依托于地质灾害防治的工作体系，以地理分布为基准，形成分级管理体系（图11.3）。各级系统用数据库支持下的应用结构，各系统按照不同的软、硬件层次级别进行组合，各级系统按照统一标准存储和管理数据。信息源所产生的数据先在基层系统按照统一的数据指标体系和标准加工整理，根据需求传递给上一层，以保证数据快速集和不断更新，以及不同的应用系统存储应用。

图11.3 地质灾害防治信息系统的分级体系图

地质灾害防治信息系统的建立，主要以大型地理信息系统（GIS）为基础平台，按照多层体系结构，建立决策支持系统及预警预报系统，各级系统由具有不同功能的应用服务器组成，它可以调用多个应用服务器提供的功能，而这些应用服务器可以是针对某个专题的专用服务器，也可以是针对多应用目标的集成服务器；应用服务器与不同的专题数据库服务器相连接，根据要求获取、更新专题数据库中的数据，并实现相应的功能。

地质灾害信息系统

一、内容概述

本成果是地质灾害气象预警预报研究与服务工作开展9年来的系统分析与总结，提出了地质灾害区域预警隐式统计预报法、显式统计预报法和动力预报法等3种方法，系统开展了两代地质灾害区域气象预警技术方法（隐式统计预报法和显式统计预报法）研究与应用。在全国范围内，分区研究了不同地层、构造、气候等条件下地质灾害的发生规律，并建立了地质灾害预警模型，在区域地质灾害气象预警技术方法研究方面取得了显著性进展和创新性成果，开创了中国大陆地质灾害气象预警的先河，为省级地质灾害气象预警提供了技术指导和借鉴，得到了各级和社会公众的认可。

1.地质灾害区域预警原理

提出了地质灾害区域隐式统计预报、显式统计预报和动力预报等三分法，设计并开发完成了地质灾害隐式统计和显式统计预警两类系统。

（1）隐式统计预报法

隐式统计预报法把地质环境因素的作用隐含在降雨参数中，在某地区的预警判据中仅仅考虑临界降雨参数建立模型。隐式统计法可称为第一代预报方法，比较适用于地质环境模式比较单一的小区域。第一代国家级地质灾害预警系统用该方法设计实现，在2003～2007年应用。

（2）显式统计预报法

显式统计预报法是一种考虑地质环境变化与降雨参数等多因素叠加建立预警判据模型的方法，它是由地质灾害危险性区划与空间预测转化过来的，该方法可以充分反映预警地区地质环境要素的变化，并随着调查研究精度的提高相应地提高地质灾害的空间预警精度。显式统计法可称为第二代预报方法，比较适用于地质环境模式比较复杂的大区域。该方法基于地质环境空间分析，通过网格剖分计算单元的地质灾害“潜势度”、合并单元分析结果后区划实现的，克服了仅仅依据单一临界雨量指标的限制，在临界诱发因素的表达、预警指标的选定与量化分级等方面可进一步升级。第二代国家级地质灾害预警系统用该方法设计实现，并在2008年以后应用。

（3）动力预报法

动力预报法是一种考虑地质体在降雨过程中在地-气耦合作用下研究对象自身动力变化过程而建立预警判据方程的方法，实质上是一种解析方法。动力方法的预报结果是确定性的，可称为第三代预报方法，因需精密仪器检测，目前该方法只适用于单体试验区域或特别重要的局部区域。该方法主要依据降雨前、降雨中和降雨后降水入渗在斜坡体内的转化机制，具体描述整个过程中斜坡体内地下水动力作用变化与斜坡体稳定状态变化的对应关系。成果第一完成人在四川雅安创建了第一个试验区。

2.第一代国家级地质灾害预警系统

预警区划：根据中国地貌格局、地质环境特征及其与降雨诱发型崩滑流地质灾害关系的统计分析结果，以全国性分水岭、气候带、大地构造单元和区域地质环境条件，进行一级分区；以区域分水岭、历史滑坡泥石流分布密度、地形地貌特征、地层岩性、地质构造与新构造运动、年均降雨量分布等，进行二级分区。将全国划分为7个预警大区、74个预警区。

临界降雨判据：用统计分析方法，开展滑坡泥石流与降雨关系研究，制作滑坡泥石流与不同时段临界降雨量关系散点图，散点集中成带分布，其上界可用β线表示，下界可用α线表示。利用1日、2日、4日、7日、10日和15日等过程降雨量，建立地质灾害预警判据模式图，作为临界降雨判据。

预警专用符号：设计制作了地质灾害气象预警预报专用“符号”。从2005年开始，在中央电视台发布地质灾害气象预警信息时，同时配发崩塌、滑坡和泥石流动画，增强了地质灾害预警信息的视觉冲击力，也提高了地质灾害气象预报预警的社会影响力和全民防灾意识。

预警软件系统：2003～2006年，模型用第一代临界雨量判据法，基于C语言开发了预警预报软件。2007年，模型仍用第一代临界雨量判据法，基于ArcGIS开发了第二套预警预报软件。

3.第二代国家级地质灾害预警系统

预警模型建立过程：①地质灾害预警分区，将全国分为7个预警大区，分区建立预警模型；②地质灾害气象预警信息图层编制，充分考虑地质灾害发生的地质环境基础信息、地质灾害历史发生实况等，共编制预警信息图层30个，建立了比较全面的全国地质灾害气象预警预报信息系统，主体图层的精度从第一代的1∶600万提升到1∶100万；③地质灾害潜势度计算；④统计预警模型建立。

（1）显式统计预警模型方法

根据地质灾害区域预警预报理论，显式统计预警方法综合考虑了地质环境因素、降雨因素，即不同于临界降雨模板法，预警模型中既要考虑降雨因素的作用，还需要特别包含地质环境因素的指标。地质环境因素复杂多样，用一个综合指标来衡量，降雨因素选取两个指标进行衡量。

选取“地质灾害潜势度”（G）作为地质环境条件因素的综合指标；当日雨量（Rd）、前期雨量（Rp）作为降雨诱发因素的指标；以G、Rd、Rp 作为输入量，以历史地质灾害点的实际发生情况作为输出量，开展统计分析，建立显式统计的预警模型，通用函数如下：

T＝G＋Rd＋Rp

式中：T为预警指数，据此确定地质灾害气象预警等级；G为地质灾害潜势度，是地质环境条件的量化指标；Rd为日雨量，是地质灾害发生当日的雨量，预警分析时为预报雨量；Rp为前期累计雨量，是地质灾害发生前的累计雨量。

（2）预警专用符号

设计了第二代预警动画符号，在中央电视台（CCTV-1）发布预警产品时，同时配发预警符号动画和播音员播音的形式，第二代预警符号的逼真性和美观效果有显著提高。

（3）预警软件系统

第二代国家级地质灾害预警系统构架于微软Windows操作系统、Office系统和Map-GIS平台，具有方便的图层管理、预警计算、自动成区等功能，能够实现日常预警预报自动服务工作，集成了两代模型方法、地质环境背景、降雨数据等实时查询、便利的交互操作。

二、应用范围及应用实例

2003～2011年，第一代和第二代国家级地质灾害预报预警系统为全国地质灾害气象预报预警工作应用了9年，在中央电视台发布地质灾害预警信息639次，在中国地质环境信息网站发布1133次，在中央人民广播电台发布152次。国家级地质灾害气象预警工作还为2008年“5·12”汶川特大地震、2010年“4·14”玉树地震、2010年“8·8”舟曲特大山洪泥石流等灾害的抢险救灾工作提供了有针对性的预警预报服务。

地质灾害气象预警系统研发与服务9年来，明显提高了突发性地质灾害易发区广大民众的防灾减灾意识，尤其是通过与地质灾害“群测群防”的共同配合应用，对减轻地质灾害造成的经济损失，减少人员伤亡，提高民众防灾减灾意识，促进社会稳定，保护重要基础设施等发挥了重要作用，得到了社会各界比较广泛的认可。此项工作也得到了总理、副总理、副总理以及孙文盛部长、部长等领导的肯定和赞赏。

典型实例检验：

2007年8月19日，国家气象中心降雨预报结果显示：在浙江南部、福建全境、广东东北部有暴雨（50mm）；其中，浙江南部局部、福建大部、广东东北局部有大暴雨（100mm），福建东部沿海局部有特大暴雨（250mm）。在综合分析地质灾害“潜势度”、气象预报雨量、气象前期实况雨量后，用全国地质灾害预报预警软件Prediction，自动生成了预警结果。

根据地质灾害发生情况的反馈，本次预警时段全国共有较重大的地质灾害点105处，其中福建80处、浙江10处、云南5处、湖南10处。其中，90处灾害点在5级预警区范围内，3处灾害点落在4级预警区范围内，6处灾害点在3级预警区范围内，另有6处灾害点落在预警区范围之外。

三、推广转化方式

地质灾害气象预警预报理论与方法的相关研究成果，已有多篇研究论文在核心、EI等期刊发表，多次进行学术大会交流，专著《中国地质灾害区域预警方法与应用》已出版，且依据显式统计预警模型研发的第二代国家级地质灾害预警软件系统和发布系统取得了2项计算机软件著作权登记证书。

自2003年起至今，地质灾害气象预警预报理论与方法的相关研究成果，已成功应用于国土部和中国气象局联合开展的地质灾害气象预警预报工作中，在国土部和中国气象局合作示范的带动下，目前全国已有30个省、223个市、1035个县开展了地质灾害气象预警预报工作。自2003年6月至2010年，通过地质灾害气象预警预报、地质灾害调查和群测群防相结合等方式，全国各地共成功避让地质灾害5356起，避免人员伤亡29.18万人，避免财产损失37.7亿元。鉴于这8年取得的防灾减灾成效显著且得到社会认可，2010年10月14日，国土部和中国气象局签订了《关于深化地质灾害气象预警预报工作合作的框架协议》。

因此，随着地质灾害气象预警预报需求的不断提高，地质灾害气象预警预报理论与方法的相关研究成果，必将持续得到深入研究和应用，并在地质灾害防治事业中发挥更大作用。

技术依托单位：中国地质环境监测院（国土部地质灾害应急技术指导中心）

联系人：刘艳辉

通讯地址：北京市海淀区大慧寺20号

邮政编码：100081

联系电话：010-62192513

电子邮件：liuyh@mail.cigem.gov.cn

地质灾害监测系统平台

整理集成全国地质环境与地质灾害调查、监测和研究成果，编制全国地质灾害气象预警预报信息图层30个，建立全国地质灾害气象预警预报信息系统。

5.2.1 信息图层编制原则

在地质灾害气象预警信息图层编制过程中，充分考虑到影响地质灾害发生的各种地质环境背景条件因子、历史地质灾害点分布、社会经济条件、人类工程设施等因素。依据如下几个原则:

1)全面性。将目前能够收集到的影响地质灾害发生的各种因素，尽可能地考虑全面，至于每种因素的影响贡献大小在权重计算部分考虑。

2)时效性。每个信息图层的编制中，尽可能以最新最翔实的数据资料为基础，从而保证对最新资料信息和研究成果的及时利用和更新。

3)适用性。收集到的数据资料，根据全国地质灾害气象预警预报的具体工作实际需要，进行相应的改编处理。

4)最大可能使用数据。全国地质灾害气象预警预报的基本比例尺定位为1∶100万，一些关键的图层数据，如地理底图、地质底图、土地利用底图均可达到1∶100万的比例尺需求，但部分信息图层无法达到1∶100万的比例尺，本项目本着最大可能使用数据的原则，暂且用小比例尺的图层直接投影变换代替，以后工作中再逐步更新。

5.2.2 信息图层概况

信息图层的投影参数如下:

比例尺:1∶100万

投影类型:亚尔博斯等积圆锥投影坐标系;坐标单位:mm

第一标准纬度:25°00'00″;第二标准纬度:47°00'00″

中央子午线经度:105°00'00″;投影原点纬度:0°00'00″

地质灾害气象预警预报信息图层基本情况见表5.1。

5.2.3 信息图层说明

各信息图层编制按照各因子的分布特点进行分级。

5.2.3.1 年均雨量

全国年均雨量分为11个级别，各级别年均雨量分段:＜50mm，50～100mm，100～200mm，200～400mm，400～600mm，600～800mm，800～1000mm，1000～1200mm，1200～1600mm，1600～2000mm，＞2000mm。

5.2.3.2 年均气温

根据《中国自然地理图集》(2004)，将全国年均气温分为9个级别，各级别年均气温分段如下:＜－4℃，－4～0℃，0～4℃，4～8℃，8～12℃，12～16℃，16～20℃，20～24℃，＞24℃。

5.2.3.3 年蒸发量

根据《地下水与环境图集》(2004)，将全国年蒸发量分为10个级别，各级别分段如下:＜500mm，500～600mm，600～800mm，800～1000mm，1000～1200mm，1200～1400mm，1400～1600mm，1600～2000mm，2000～2400mm，＞2400mm。

表5.1 全国地质灾害气象预警预报信息图层简表

5.2.3.4 年干燥度

干燥度，又称干燥指数或干燥因子。描述气候干燥程度的指数，与湿润系数互为倒数，一般用水分的可能消耗量与收入量的比值表示。它是表征一个地区干湿程度的指标。

根据《地下水与环境图集》(2004)，将全国年干燥度分为12个级别，各级别分段如下:＜0.5，0.5～0.75，0.75～1.0，1.0～1.5，1.5～2.0，2.0～3.0，3.0～5.0，5.0～10，10～25，25～50，50～100，＞100。

5.2.3.5 地震烈度

用第三代《中国地震烈度区划图》(1990)，将全国地震烈度按5级区划:Ⅴ度区、Ⅵ度区、Ⅶ度区、Ⅷ度区、Ⅸ度区。

5.2.3.6 历史地震点

来源于科学数据共享工程，中国地震局共享数据网，近年来(1999年1月1日至2006年11月2日)的已发地震点数据，共203个。

5.2.3.7 地层岩性

根据“中国地质科学院地质研究所，1∶100万地质图”重新进行编制划分。

(1)划分原则

地质灾害的产生与地层岩性关系密切。地层岩性是地质灾害形成的内在因素，对地质灾害的产生起着主导和控制作用，岩性及其组合特征的控制作用决定着地质灾害的区域分布。从沿海向内陆，地层岩石由火成岩为主变为变质岩、碎屑岩相间分布，进而变为碳酸盐岩、碎屑岩、变质岩相间分布。

斜坡岩土体的性质及其结构是形成滑坡、崩塌的物质基础。一般易形成滑坡、崩塌的岩体，大都是碎屑岩、软弱的片状变质岩，岩性多为泥岩、页岩、板岩、含碳酸盐类软弱岩层、泥化层、构造破碎岩层。这些软弱岩层经水的软化作用后，抗剪强度降低，容易出现软弱滑动面，形成崩滑体。

黏性土滑坡在四川分布密集，在中南、闽、浙、晋西、陕南、河南等地也较密集，在长江中下游、东北等地也有一定分布;半成岩类粘土岩滑坡在青海、甘肃、川滇地带、山西几个断陷盆地中分布密集;黄土滑坡在黄河中游、青海等省较密集;泥岩、千枚岩、砂质板岩形成的滑坡在湖南、湖北、西藏、云南、四川、甘肃等地十分发育。

泥石流主要发育在变质岩区和黄土区，火成岩区和碎屑岩地区次之，碳酸盐岩地区泥石流相对不发育。

根据全国地质灾害发育的普遍规律并结合不同地区地质灾害发育的特殊性，主要考虑以下几个方面的原则划分地质灾害敏感性岩组。

1)地层岩性与地质灾害分布的关系;

2)地层岩性的成因、物质组成与空间分布特征;

3)地层岩性的时代;

4)岩土体(不同时代地层)的工程地质性质;

5)水岩相互作用的敏感性;

6)1∶100万中国地质图的精度。

(2)划分方案

根据地质灾害发育的普遍规律以及地层岩性对地质灾害的敏感程度，将地质灾害敏感性岩组划分为10种类型。敏感性指数值越高，则相应的岩组对地质灾害的发生也越敏感。

Ⅰ类:主要为水体、粉砂质食盐、食盐壳、盐碱壳、风积物砂等区域，这些区域不会发生滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害。

Ⅱ类:主要是火成岩类。岩性为闪长岩、石英闪长岩、辉长岩、花岗岩、辉绿岩等，岩性坚硬，力学强度大，是很好的地基和建筑材料。

Ⅲ类:主要是火成岩类。岩性为钾长花岗岩、二长花岗岩、碱长花岗岩、片麻状花岗岩、斜长花岗岩、紫苏花岗岩、正长岩、石英正长岩、煌斑岩、白岗岩、花岗闪长岩、英云闪长岩、辉石闪长岩、辉长闪长岩、花岗斑岩、英安斑岩、辉绿岩、橄榄岩、橄榄辉绿岩、玄武岩、橄榄玄武岩、苦橄玄武岩、石英二长岩、石英二长斑岩、辉石岩、角闪正长岩、闪长玢岩、英安玢岩、辉绿玢岩、苦橄玢岩、安山玢岩、超基性岩、安山岩、碱性岩、英安岩、粗面岩、科马提岩、云辉二长岩、白榴岩、霓霞岩、碎斑熔岩、细碧岩、石英钠长斑岩、霏细斑岩、辉长苏长岩等，岩性坚硬，力学强度较大。

Ⅳ类:主要是变质岩类和部分火成岩及沉积岩。岩性为白云质灰岩、灰岩、白云岩、黑云母花岗岩、白云母花岗岩、黑云斜长花岗岩、二云母花岗岩、流纹岩、变粒岩、片麻岩、角闪岩、砂砾岩、砾岩、变质橄榄辉长岩、糜棱岩、蛇纹岩、大理岩、珍珠岩、硅质岩、蛇绿岩、浅粒岩、岩溶角砾岩、铝铁岩系、黑云角闪闪长岩、斑状云母橄榄岩、榴辉岩、黑云母霞石白榴岩、霏细岩等，岩性较坚硬，力学强度较大。

Ⅴ类:主要是沉积岩类。岩性为页岩、夹页岩、火山碎屑岩、生物碎屑岩、片岩、千枚岩、板岩、砂岩、粉砂岩、碳酸盐岩、凝灰岩、糜棱岩等，半坚硬岩组，力学强度较低，易风化，遇水软化，是地质灾害较易发生的地层。

Ⅵ类:主要是沉积岩类。岩性为泥岩、钙质泥岩、泥灰岩、夹泥岩、粘土岩、泥页岩、煤系、泥质粉砂岩、冰碛泥砾岩等，半坚硬岩组，力学强度低，遇水泥化，是地质灾害容易发生的地层。

Ⅶ类:岩性为黄土、黄土状土，黄土的地层年代为Q1p，Q2p，渗透性弱、抗剪强度高。

Ⅷ类:主要为冲海积物、海积物、冲湖积、湖积、沼泽堆积、石英斑岩风化层、花岗斑岩风化层等松散层。

Ⅸ类:主要是冲积物、冲洪积物、洪冲积物、残坡积物、坡冲积物、冰碛物、苦橄玄武岩风化层、辉绿岩风化层、花岗岩风化层、冰积物等松散堆积物，是产生地质灾害的主要物源。

Ⅹ类:岩性为黄土，地层年代为Q3p，Qh，疏松、大孔隙，垂直节理发育，渗透性强、抗剪强度低、具湿陷性(表5.2)。

5.2.3.8 断裂分布

根据“中国地质科学院地质研究所，1∶100万地质图”编制。考虑到网格单元的大小和断层断裂的影响范围，计算时用网格区内断层断裂的密度进行计算。

5.2.3.9 第四系成因时代

根据1∶250万第四纪地质图编制，将第四系的成因时代分为7类:N2－Q1p，Q，Qp，Q1p，Q2p，Q3p，Qh。

5.2.3.10 岩土体类型

来源于1∶400万岩土体类型图，将岩土体类型分为7类:火成岩、变质岩、碎屑岩、碳酸盐岩、砂质土、黄土、其他土。

5.2.3.11 第四系成因类型

根据1∶250万第四纪地质图编制，将第四系成因类型分为19类:冰碛、冰水沉积、冰水-洪积、冰水-湖积、洪积、残积、残坡积、冲积、冲积-洪积、冲积-湖积、寒冻风化残坡积、红土化残积、黄土堆积、风积、湖积、坡积、岩溶化残坡积、火山堆积、海陆交互相及海相堆积。

表5.2 中国工程地质岩组划分表

5.2.3.12 水文地质类型

将水文地质类型分为5大类、18亚类:

1)松散沉积孔隙水(滨河平原冲海积层孔隙水、堆积平原冲洪积层孔隙水、黄土高原黄土层孔隙水、内陆盆地冲洪积层孔隙水、沙漠风积沙丘孔隙水、山间盆地冲积层孔隙水);

2)基岩裂隙水(丘陵高原碎屑岩裂隙水、熔岩孔隙裂隙水、山地丘陵岩浆岩裂隙水、山地变质岩裂隙水);

3)多年冻土冻结层上水(高纬度山地基岩冻结层上水、中低纬度高原基岩冻结层上水、中低纬度高原松散沉积冻结层上水);

4)碳酸盐岩裂隙溶洞水(峰丛峰林裂隙溶洞水、岩溶丘陵裂隙溶洞水、岩溶山地裂隙溶洞水);

5)其他(湖泊、雪被)。

5.2.3.13 海拔高度

从1∶100万地理地貌底图中提取，将海拔高程分为6类:极高海拔(＞6000m)、高海拔(4000～6000m)、中高海拔(2000～4000m)、中海拔(1000～2000m)、低海拔(＜1000m)、其他(非山地丘陵)。

5.2.3.14 起伏程度

从1∶100万地理地貌底图中提取，将地形起伏分为6类:极大起伏(＞2500m)、大起伏(1000～2500m)、中起伏(500～1000m)、小起伏(200～500m)、丘陵(＜200m)、其他(非山地丘陵)。

5.2.3.15 地貌类型

从1∶100万地理地貌底图中提取，并重新归类，将地貌类型分为11类:山地、黄土梁峁、黄土台塬、黄土塬、风蚀地貌、台地、平原、冲积扇平原、低河漫滩、现代冰川、湖泊。

5.2.3.16 土壤侵蚀

根据“中国土壤侵蚀图”，将土壤侵蚀类型及侵蚀强度分为3大类、15亚类:

1)水力侵蚀(剧烈侵蚀、极强度侵蚀、强度侵蚀、中度侵蚀、轻度侵蚀、无明显侵蚀、微度侵蚀);

2)冻融侵蚀及冰川侵蚀(强度侵蚀、中度侵蚀、轻度侵蚀、微度侵蚀);

3)风力侵蚀(极强度侵蚀、强度侵蚀、中度侵蚀、轻度侵蚀)。

5.2.3.17 水系

从1∶100万地理底图中提取的线形河流。实际计算时，用网格单元内水系密度参加计算。

5.2.3.18 植被

从1∶100万地理地貌底图中提取，将植被覆盖分为6类:红树林滩、森林、经济林与竹林、灌木林、草地、其他。

5.2.3.19 土地利用

根据“1∶100万土地利用类型图”编制，将土地利用类型分为6大类、13亚类。分别是:①耕地(水田、旱地);②林地(有林地、灌木林、疏林地、其他林地);③草地(高覆盖度草地、中覆盖度草地、低覆盖度草地);④水域;⑤城乡工矿居民用地(城镇用地、农村居民点、其他建设用地);⑥未利用土地。

5.2.3.20 公路

从1∶100万地理底图中提取的线形公路，又分为5类，即高速公路、主要公路、一般公路、大路、小路。实际计算时，用网格单元内所有公路密度参加计算。

5.2.3.21 铁路

从1∶100万地理底图中提取的线形铁路，补充青藏铁路线路。实际计算时，用网格单元内铁路密度参加计算。

5.2.3.22 矿山点

全国矿山调查点共11万多个。

5.2.3.23 分县人口密度

根据2003年人口普查数据，分县计算人口密度，分为5类:＞750，450～750，150～450，50～150，＜50。单位:人/km2。

5.2.3.24 水坝分布

从1∶100万地理底图中提取，水坝工程点共885个。

5.2.3.25 塔庙宇文化要素分布

从1∶100万地理底图中提取，包括塔、庙宇和其他文化设施，计193个点。

5.2.3.26 灾害点—滑坡

2005年以前的数据来源于700个县市调查数据，2004～2007年数据来源于地质灾害气象预警收集的较大的滑坡灾害点数据。合计45917个点。随着更新的数据成果，将继续更新。

5.2.3.27 灾害点—泥石流

2005年以前的数据来源于700个县市调查数据，2004～2007年数据来源于地质灾害气象预警收集的较大的泥石流灾害点数据。合计9253个点。随着更新的数据成果，下一步将继续更新。

5.2.3.28 灾害点—崩塌

2005年以前的数据来源于700个县市调查数据，2004～2007年数据来源于地质灾害气象预警收集的较大的崩塌灾害点数据。合计13094个点。随着更新的数据成果，下一步将继续更新。

5.2.3.29 地震动参数

根据“中国地震动参数图GB18306－2001”，分为7个级别:≥0.40，0.30，0.20，0.15，0.10，0.05，＜0.05。单位:g。

5.2.3.30 中国第四纪岩性图

根据1∶250万第四纪地质图编制，将第四系岩性分为11类:

砾质土;砂质土;黏质土;黄土类土;盐类为主;砾质土、黄土类土;黏质土、砂质土、砾质土;砂质土、黏质土;黏质土、砾质土;砂质土、砾质土。

地质灾害预报预警系统的组成部分

四信地质灾害监测平台网址：s://.four-faith.cn/dizhi/7.html

我国山地丘陵约占国土面积的65%，且地质地貌复杂，气候类型多样，构成活动频繁，自然灾害隐患多，分布广，是世界上地质灾害最严重，受威胁人口最多的国家之一。自然变迁和人为破坏是地质灾害的主要原因，主要灾害形态包括滑坡、泥石流、崩塌、地面塌陷、地面沉降和地裂缝等，严重影响地区经济建设和人民生命财产安全。

部分地质灾害监测系统平台经过多年在地质灾害监测方面的深耕与积累，充分利用自身技术优势，建立一套科学完善的地质灾害监测预警系统，实现地质灾害监测信息的科学化、信息化、标准化及可视化，为防灾减灾决策提供科学依据 以及提高地质灾害预警预报能力和应急救灾快速反应能力。

A、隐患点管理系统

对每个隐患点的管理人实行数字化管理，分片责任，信息下达上传更明确。

B、短信预警系统

突发情况（如：气象台暴风雨预报等）给相关监测负责人和群防责任人在系统中一键短信预警信 息，并在地质灾害信息网上公示。

C、专家远程会诊系统

对隐患点信息进行详细描述，包括：地理位置、行政区划、治理前的（全景、近景、各方位、细节、与危害人群之间的关系等）、治理后的、治理前的、治理后的等，让专家通过网络即可对隐患点给出防治建议和治理办法，更快地对隐患点进行处理，节约了人力成本和费用。

D、地质灾害信息网

公众可通过“地质灾害信息网”对地质灾害的相关情况进行了解、查询，真正做到地质灾害治理的政务公开，让公众了解地质灾害的相关科普知识、地质灾害治理工作的进度、结果及艰辛。