唐 夺

（辽宁省第四地质大队有限责任公司，辽宁 阜新 123000）

综合我国地质勘查相关工作的反馈数据，可知截止目前我国在全世界范围内属于地质灾害发生次数最多的国家。在多种类型的地质灾害中，滑坡灾害、由滑坡导致的泥石流灾害属于对区域地质或地区居民群体造成危险最为显著的灾害[1]。尤其在矿山地区，大部分矿区的地质结构均较为复杂、地质环境与气候较为恶劣，且目前我国针对矿区的地质灾害预警研究尚没有显著的研究成果。为此，我国急需出台与此方面相关的指导政策，并加大对典型地质灾害的研究力度，掌握不同类型灾害对于区域地质环境造成的危险，以此为保障矿山资源、保护矿区居民生命安全做出指导。随着当下国家计算机及相关智能化技术的广泛应用，GIS技术被市场提出，新技术的发行与应用真正的为我国矿山地质灾害预警工作的实施开辟了新的发展空间[2]。并且，相关地质滑坡灾害数据的勘察，一直属于复杂类型工程，不仅其中大量的灾害数据与地质数据较难处理，同时针对数据的有效反馈渠道建设也尚未完善。为此，本文将针对矿山地区地质环境及地质条件现状，在GIS技术的指导下，进行三维GIS预测系统设计。通过科学的决策与高效率的信息处理、反馈，满足具有时效性数据的获取，以此解决为我国相关此方面工作的实施，提出有效的决策支撑。

1 矿山地质滑坡灾害的三维GIS预测系统硬件设计

1.1 矿山地质滑坡数据采集装置选型

由于矿山地质滑坡会涉及到众多的数据变化，因此在对数据采集装置进行选择时，需要结合多个不同参数选择出多种不同类型的装置设备。例如，对矿山地质土壤含水率数据采集装置、矿山地质滑坡深部位移数据采集装置、地下水位数据采集装置、滑坡裂缝位移数据采集装置等。针对不同数据类型的采集需要，本文针对每一种数据采集装置给出具体的装置型号，并将其对应规格记录如表1所示。

表1 多种数据采集装置型号及对应规格参数表

四种不同功能的数据采集装置均能够适应-45℃～75℃范围以内的温度，并且能够在响度湿度为0%～100%的条件下完成对数据的测量。表1中PH-TS1857型号的土壤含水率数据采集装置与一般同功能装置相比具有高精度、高灵敏度的优势。

由于在对滑坡深部位移和滑坡裂缝位移进行数据采集时，相应的要求基本相同，因此本文选择同一型号的两个采集装置，完成对两项数据类型的采集。

1.2 无线显示告警终端设备选型

无线显示告警终端设备的作用是为了当系统预测到被监测区域内可能会发生地质滑坡灾害时发出相应的报警信号，以此起到对滑坡灾害的预警作用。基于这一需要，本文选用ISIW185-52810型号的无线显示告警终端装置，该信号装置包含红黑、黄白、蓝白三种接线，其中第一种接线表示为电源信号；第二种接线表示为常开信号；第三种接线表示为常闭信号。该型号无线显示告警终端装置的最高承受温度为88℃，最低可承受零下25℃温度，能够满足矿山区域中海拔加高的极端恶劣气候环境。

根据本文系统的设计需要，将无线显示告警终端装置电阻值为110KΩ，采样频率为5.24KHz，播放时间为10s，将其安装在矿山地质滑坡区域当中，以此避免因信号采集不到而影响报警器的灵敏度。

2 矿山地质滑坡灾害的三维GIS预测系统软件设计

2.1 基于GIS技术的矿山地质滑坡灾害信息数据处理

在上述设计的硬件设备支撑下，本章将基于GIS技术在系统设计中的应用，对矿山地质滑坡灾害信息数据进行针对性处理。

按照系统功能需求，将对数据的处理过程划分为两个环节，首先，根据矿区网络的通信现状，对获取的数据进行处理中难以等级的划分，根据划分结果，对其进行缺陷数据提取，按照数据缺陷程度，将地质滑坡灾害数据划分为一般灾害数据、严重灾害数据与较难处理的灾害数据。在确保对地质灾害滑坡数据的精准划分后，根据数据集合中存在的漏洞，对其中存在缺陷的数据集合进行集中处理。

在此基础上，提取数据集合，生成新的数据资源，并将数据以网络传输的方式，发送给审核单位，由其对缺陷灾害数据进行审核，导出完成审核后的数据，将其进行组织存档处理。

2.2 建立矿山地质滑坡灾害三维预测模型

本文采用位移相似性度量的方式，对矿山地质滑坡灾害的位移情况进行计算，并通过设置阈值的方式，当位移超出阈值范围时，则说明存在滑坡的可能。根据上述原理，本文假设系统采集到的某一组数据集合为A={a1，a2，a3，…，an}，在该集合当中包含n个数据样本集，根据上述分析，得出度量值计算公式为：

3 对比实验

3.1 实验条件

为进一步验证本文提出的矿山地质滑坡灾害的三维GIS预测系统在实际应用中的效果，本文选择以某地区滑坡监测示范点作为实践环境，该示范点同时也是我国土地资源部国土资源中对地质滑坡灾害工程项目进行监测的主要区域，该区域内包含了多种不同形式的滑坡灾害，分别为古滑坡、复活滑坡和新滑坡三种组成。

针对该区域地质滑坡灾害问题，在实践过程中分别利用本文提出的三维GIS预测系统和传统地质滑坡灾害系统对该区域在1990年以后的滑坡问题进行预测，并将得出的预测结果与实际该区域后来滑坡的变化情况进行比较，将其位移偏差作为实践结果的评价指标。

3.2 实验结果与结果分析

根据上述本文设置的实验条件，并在其他相关影响因素均相同的情况下，完成两种不同预测系统的实验对比，将两种预测系统给出的结果进行记录，并绘制成如图1所示的实验结果对比图。

图1 两种预测系统实验结果对比图

由图1中的实验结果可以看出，本文预测系统的位移偏差均在小于0mm～-0.4mm范围以内，而传统预测系统的位移偏差在-6.0mm～-18.0mm范围以内。从两条曲线在图1中的分布可以看出，本文预测系统的位移偏差绝对值明显小于传统预测系统。

4 结束语

本文通过开展矿山地质滑坡灾害的三维GIS预测系统设计及实践研究，提出一种全新的针对滑坡灾害的预测系统，将该系统应用于实际能够有效实现对矿山地质滑坡灾害的预防和控制，但由于研究时间的限制，本文在设计系统时并未与地质滑坡灾害的物理、化学、力学特性等关联起来，因此在后续的研究中本文还将针对这些问题进行更加深入的研究。