中国地质环境监测院
中国地质灾害防治工程行业协会
主办

基于GIS和GDAL的地质灾害汛期风险预警产品信息自动化生成算法的构建与实现

张像源. 基于GIS和GDAL的地质灾害汛期风险预警产品信息自动化生成算法的构建与实现[J]. 中国地质灾害与防治学报, 2022, 33(5): 76-82. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.202205036
引用本文: 张像源. 基于GIS和GDAL的地质灾害汛期风险预警产品信息自动化生成算法的构建与实现[J]. 中国地质灾害与防治学报, 2022, 33(5): 76-82. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.202205036
ZHANG Xiangyuan. Construction and implementation of an automatic algorithm for generating information of geological disaster floor risk warning products based on GIS and GDAL[J]. The Chinese Journal of Geological Hazard and Control, 2022, 33(5): 76-82. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.202205036
Citation: ZHANG Xiangyuan. Construction and implementation of an automatic algorithm for generating information of geological disaster floor risk warning products based on GIS and GDAL[J]. The Chinese Journal of Geological Hazard and Control, 2022, 33(5): 76-82. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.202205036

基于GIS和GDAL的地质灾害汛期风险预警产品信息自动化生成算法的构建与实现

详细信息
    作者简介: 张像源(1970-),男,甘肃兰州人,硕士,教授级高级工程师。主要研究方向为地质环境信息化、系统研发和地质灾害预警研究。E-mail:14561996@qq.com
  • 中图分类号: P694

Construction and implementation of an automatic algorithm for generating information of geological disaster floor risk warning products based on GIS and GDAL

  • 我国大陆从2003年开始开展了汛期区域地质灾害气象预警工作,并形成预警产品面向公众的发布,在地质灾害防治中发挥着重要的作用。而地质灾害预警描述信息是地质灾害预警产品的重要组成,包括了预警范围、等级、时段和文字说明等内容,为了快速形成权威、科学、精准的这一信息,文章研究了一种可高效自动分析形成初步的预警产品描述信息的技术算法,并对其进行了验证分析。算法以研究区行政区划图和预警区划图为数据源,以设计的三级预警等级为主键的预警等级集合概念模型为基础,采用GIS技术,通过空间信息叠加与判别、预警等级分布面积占比求算、分布范围描述和单元分布方位求算等为关键方法,将图面内容快速地转换为直观的文本描述,可实现预警产品中描述信息的自动化获取。在验证环节,设计了11个虚拟乡镇为预警范围,预警区划图层以3 km×3 km为预警等级单元,预警单元总数为5194个,文件为Shapefile格式;验证过程基于GDAL库(Geospatial Data Abstraction Library)和C++语言,按照算法设计了软件工具,利用实验数据进行了验证与分析,结果表明,通过该算法形成的预警描述信息和预警区划图层的空间展现结果完全吻合,且计算过程高效快捷,可显著提高了预警精细化程度和工作效率,完全适合在实际工作推广使用。

  • 加载中
  • 图 1  技术路线

    Figure 1. 

    图 2  预警等级集合概念模型示意图

    Figure 2. 

    图 3  空间判别示意图

    Figure 3. 

    图 4  方位角示意图

    Figure 4. 

    图 5  方位角与分布方向的映射关系图

    Figure 5. 

    图 6  某地区地质灾害风险预警范围

    Figure 6. 

    图 7  某日地质灾害预警区划图层

    Figure 7. 

    图 8  模块构成图

    Figure 8. 

    图 9  预警产品描述信息

    Figure 9. 

    图 10  预警产品描述信息验证

    Figure 10. 

    表 1  预警等级占比描述表

    Table 1.  Description of the proportion of early warning levels

    某预警等级在行政单元中的占比程度描述
    R≥0.9基本全域
    0.7≤R<0.9绝大部分
    0.5≤R<0.7大部分
    0.2≤R<0.5局部
    R≤0.2个别
    下载: 导出CSV

    表 2  预警等级防治措施描述表

    Table 2.  Early warning level control measures description table

    预警等级防治措施
    1请严密防范
    2请加强防范
    3请注意防范
    4请监测分析
    下载: 导出CSV

    表 3  某地区预警产品描述信息表

    Table 3.  Table of product description for a specific region

    级别分布地区方位占比/%防治措施
    风险大(Ⅱ级)王家湾镇西北等个别地区8.40加强防范
    五里埔乡东北、东部等个别地区4.40
    秦姜董镇南部、东南、东北等个别地区1.70
    风险较大(Ⅲ级)秦姜董镇基本全域96.60注意防范
    孙各庄乡东北、西北、东南等31.88
    王家湾镇基本全域91.00
    别山镇东北、西南、西部等局部地区33.00
    白堆子镇基本全域96.60
    龚家庄镇西北、东南、东北等局部地区24.60
    雁儿湾镇绝大部分74.60
    邱家庄乡西南、东南、西部等局部地区34.30
    西岗镇大部分地区58.20
    五里埔乡东南、东部、东北等局部地区32.00
    上营镇东北、西南、西北等30.40
    下载: 导出CSV
  • [1]

    刘传正,刘艳辉,温铭生,等. 中国地质灾害气象预警实践:2003—2012[J]. 中国地质灾害与防治学报,2015,26(1):1 − 8. [LIU Chuanzheng,LIU Yanhui,WEN Mingsheng,et al. Early warning for regional geo-hazards during 2003-2012,China[J]. The Chinese Journal of Geological Hazard and Control,2015,26(1):1 − 8. (in Chinese with English abstract)

    [2]

    中国地质灾害防治工程行业协会. 地质灾害区域气象风险预警标准(试行): T/CAGHP 039-2018[S]. 武汉: 中国地质大学出版社, 2018

    China Geological Disaster Prevention Engineering Association. Regional meteorological risk early warning standard for geological disaster (trial): T/CAGHP 039-2018[S]. Wuhan: ChinaUniversity of Geosciences Press, 2018. (in Chinese)

    [3]

    汪民. 关于地质灾害防治需要关注的几个问题[J]. 中国地质灾害与防治学报,2022,33(1):1 − 5. [WANG Min. Several problems needing attention in the prevention and control of geological disasters[J]. The Chinese Journal of Geological Hazard and Control,2022,33(1):1 − 5. (in Chinese) doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.2022.01-01

    [4]

    唐军峰, 唐雪梅, 周基, 等. 滑坡堆积体变形失稳机制—以贵州剑河县东岭信滑坡为例[J]. 吉林大学学报(地球科学版),2022,52(2):503 − 516. [TANG Junfeng, TANG Xuemei, ZHOU Ji, et al. Deformation and instability mechanism of landslide accumulation:A case study of donglingxin landslide accumulation in Jianhe County, Guizhou Province[J]. Journal of Jilin University (Earth Science Edition),2022,52(2):503 − 516. (in Chinese with English abstract)

    [5]

    金亚兵, 傅旭东. 滑坡泥石流灾害风险评价研究及其应用[M]. 北京: 地质出版社, 2018.

    JIN Yabing, FU Xudong. Landslide and debris flow disaster risk assessment research and applications[M]. Beijing: Geological Publishing House, 2018. (in Chinese)

    [6]

    曹洪洋, 袁颖, 贾磊. 区域降雨型滑坡灾害预警预报[M]. 北京: 地质出版社, 2017

    CAO Hongyang, YUAN Ying, JIA Lei. Early warning and forecast of regional rainfall landslide disaster[M]. Beijing: Geological Publishing House, 2017. (in Chinese)

    [7]

    张以晨, 张继权, 张峰. 极端降雨诱发地质灾害风险评价、预警及管理对策研究以吉林省东南部山区为例[M]. 北京: 科学出版社, 2017

    ZHANG Yichen, ZHANG Jiquan, ZHANG Feng. Study on risk assessment, early warning and management of geological disasters caused by extreme rainfall[M]. Beijing: Science Press, 2017. (in Chinese)

    [8]

    TAN Q L,HUANG Y,HU J,et al. Application of artificial neural network model based on GIS in geological hazard zoning[J]. Neural Computing and Applications,2021,33(2):591 − 602. doi: 10.1007/s00521-020-04987-4

    [9]

    王晓芳,侯恩科,张志华. 坐标方位角算法在GIS中的应用[J]. 测绘科学,2011,36(2):239 − 240. [WANG Xiaofang,HOU Enke,ZHANG Zhihua. Application of azimuth angle algorithm in GIS[J]. Science of Surveying and Mapping,2011,36(2):239 − 240. (in Chinese with English abstract) doi: 10.16251/j.cnki.1009-2307.2011.02.037

    [10]

    李民录. GDAL源码剖析与开发指南[M]. 北京: 人民邮电出版社, 2014

    LI Minlu. GDAL source code analysis and development Guide[M]. Beijing: Posts & Telecom Press, 2014. (in Chinese)

  • 加载中

(10)

(3)

计量
  • 文章访问数:  434
  • PDF下载数:  49
  • 施引文献:  0
出版历程
收稿日期:  2022-05-24
修回日期:  2022-07-04
刊出日期:  2022-10-25

目录