城市地下空间开发工程地质条件适宜性综合评价模型研究

摘要

在城市现代化发展中，地下空间已成为城市空间拓展的重要后备资源。工程地质条件是地下空间开发的重要影响因素，人类不合理的开发地下空间，极易造成地下空间资源浪费和地质灾害等问题。城市地下空间开发工程地质条件适宜性评价中，各评价指标相互关联、相互制约，各指标值的确定影响甚至决定了城市工程地质条件适宜性评价工作的成败。此外，在城市地下空间开发工程地质条件适宜性评价工作中必须要考虑地层深度这一主要影响因子的作用。针对以上问题，本文引入变权思想构建了改进权重赋值和敏感因子制约性评价结合的综合评价模型，并通过分析不同深度层次下城市地下空间工程地质条件特征，分层次构建城市地下空间开发工程地质条件适宜性评价指标体系。以嘉兴市为综合评价模型验证区，从平面和垂向两个空间维度实现对地下工程地质条件适宜性的综合评价，为城市规划建设及地下空间的合理开发提供科学依据与理论借鉴。本文的研究结论如下:
　　(1)构建了地下空间开发工程地质条件适宜性综合评价模型。根据地下空间工程地质条件特点，将其进行分类评价。对于普通因子，考虑各项指标的内部差异性及不同组合状态对评价结果的影响，引入变权的原理，根据工程地质条件特点构建指标状态分段调权函数，对层次分析法的初始权重进行重新分配，并采用加权求和法构建普通因子评价模型。对于敏感因子，通过GIS平台获取其缓冲区范围，并采用二值法对敏感因子缓冲区和非缓冲区赋值，根据乘积排除法建立敏感因子评价模型。最后综合两个模型，构建地下空间开发工程地质条件适宜性评价敏感因子—变权综合评价模型。
　　(2)确立了不同深度层次的工程地质条件适宜性评价指标体系。通过综合分析城市地下空间不同深度开发的主要工程地质影响因素，从地形地貌条件、岩土体工程地质条件、水文地质条件、地质构造条件和不良地质作用五个方面选取对应不同深度层次的一级指标和二级指标，并将所选取的指标划分为普通因子和敏感因子，分别建立浅层、中层、深层地下空间开发工程地质条件适宜性评价指标体系。
　　(3)基于GIS的分层工程地质条件适宜性综合评价模型的实现与验证。根据所构建的综合评价模型和指标体系，利用GIS的空间分析技术进行相关分析，以嘉兴市为综合评价模型验证区，采用矢量单元划分模式，实现嘉兴市地下空间开发工程地质条件的“分层、分级”适宜性综合评价，与传统确权方法的评价结果进行比较，并结合实际工程建筑勘查结果验证了本文所提方法在指标权重确定、分层次评价方面的适用性和可靠性。

目录

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摘要

图目录

表目录

第1章绪论

1．1选题背景及研究意义

1．1．1选题背景

1．1．2研究意义

1．2国内外研究现状

1．2．1城市地下空间开发工程地质条件

1．2．2地下空间开发工程地质条件适宜性评价模型

1．2．3 GIS技术在工程地质条件适宜性评价中的应用

1．2．4国内外研究发展趋势

1．2．5存在的不足

1．3研究目标与内容

1．3．1研究目标

1．3．2研究内容

1．4技术路线

1．5论文组织

第2章综合评价模型的理论基础与方法

2．1层次分析法

2．1．1层次分析法概述

2．1．2层次分析法基本原理

2．1．3层次分析法步骤

2．2变权模型

2．2．1变权思想的提出

2．2．2变权模型基本原理

2．2．3局部变权基本原理

2．4本章小结

第3章基于GIS的综合评价模型与实现方法

3．1综合评价模型构建基本思路

3．2基于变权思想的调权函数构建

3．3基于GIS的综合评价模型构建

3．3．1普通因子评价模型

3．3．2敏感因子评价模型

3．3．3综合评价模型

3．4 GIS矢量单元评价模型的实现

3．5本章小结

第4章工程地质条件适宜性综合评价模型指标体系构建

4．1工程地质条件对地下空间开发的影响分析

4．1．1地形地貌条件

4．1．2岩土体工程地质条件

4．1．3水文地质条件

4．1．4地质构造条件

4．1．5不良地质作用

4．2评价指标体系的确定

4．2．1评价指标选取与体系建立原则

4．2．2评价指标体系分类及层次

4．2．3评价指标选取

4．2．4指标重要性排序

4．2．5指标体系建立

4．3综合评分等级体系

4．4本章小结

第5章工程地质条件适宜性综合评价模型的实现与验证

5．1验证区确定

5．2嘉兴市工程地质条件概况

5．2．1地形地貌条件

5．2．2区域地质条件

5．2．3岩土体工程地质条件

5．2．4水文地质条件

5．2．5地质灾害发育情况

5．3嘉兴市工程地质条件适宜性评价指标体系确立

5．3．1评价指标的分析与选取

5．3．2评价指标体系确立

5．4基于GIS的数据处理

5．4．1数据源与数据尺度

5．4．2指标数据标准化规则

5．4．3参评指标数据标准化处理

5．4．4指标要素的矢量单元划分

5．5确定初始权重

5．5．1构造判断矩阵

5．5．2初始权重确定

5．6确定调整权重

5．7基于GIS的工程地质条件适宜性综合评价

5．7．1普通因子评价

5．7．2敏感因子评价

5．7．3综合评价结果分析

5．8工程规划选址分析与验证

5．8．1轨道交通规划选线验证

5．8．2温泉新城选址验证

5．8．3验证结论

5．9本章小结

第6章结论与展望

6．1结论

6．2展望

参考文献

在读期间发表的学术论文及研究成果

致谢

附录