地下工程选址中的遥感与GIS应用研究毕业论文【附数据】

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(1)地下工程选址技术要求与指标体系构建

地下工程选址是一项复杂的系统工程,涉及到地质、环境、经济等多个方面的因素。为了确保地下工程的安全性和经济性,必须对选址区域进行全面的评估。本文根据地下工程的特殊需求,选取了一系列关键指标来构建选址适宜性的评价体系。首先,在地质稳定性方面,地质构造复杂度、岩体基本质量(RQD值)和岩石风化程度是重要的评价指标。这些因素直接影响到地下工程的长期稳定性和施工难度。其次,地形特征也是不可忽视的因素,包括地形坡度、地面高差等,它们关系到地下工程的排水能力和施工机械的可达性。此外,植被覆盖度作为生态影响的一个指标,能够反映出地下工程可能对周围自然环境造成的影响。再者,交通条件如等级公路的距离,以及地下水赋存类型,都是评价地下工程选址安全性的重要依据。

(2)遥感与GIS技术在地下工程选址中的应用

遥感技术以其大范围、快速、周期性等特点,在地下工程选址中发挥着重要作用。通过分析不同波段的遥感影像,可以有效识别地层岩性、地质构造等地质信息,以及地表水体和路网分布等地理信息。例如,利用ZY-3卫星的DOM(数字正射影像)数据,可以实现对研究区域的精细解译,获得地质构造线、主要断层等重要地质结构的分布图。对于植被覆盖度的提取,则采用了Landsat8 OLI影像,并通过计算NDVI(归一化植被指数)来量化植被的生长状况。地势起伏度的提取则基于ZY-3的DSM(数字表面模型)数据,通过均值变点分析法确定最佳统计窗口,从而准确反映地形的变化趋势。GIS技术的应用则更加广泛,不仅用于存储和管理大量的遥感解译结果,还提供了强大的空间分析功能,比如缓冲区分析、叠加分析等,这些都为后续的选址适宜性评价提供了技术支持。特别是,通过GIS平台实现了所有评价指标的标准化处理,确保了不同来源数据的一致性和可比性。

(3)地下工程选址适宜性评价模型的构建与验证

基于上述选定的评价指标,本文采用了层次分析法(AHP)来确定各指标的权重,进而构建了一个综合评价模型。该模型不仅考虑了单个指标的重要性,还考虑了指标间的相互作用,从而提高了评价结果的准确性。具体操作过程中,首先是对原始数据进行预处理,包括异常值剔除、缺失值填补等步骤,确保输入模型的数据质量。然后,利用GIS软件中的空间分析工具,对各个指标进行量化归一化处理,形成标准化的评价指标图层。接下来,将这些图层导入到预先构建好的评价模型中,通过加权求和的方式计算出每个网格单元的综合得分,最终生成了研究区地下工程选址适宜性评估图。根据评估结果,将整个研究区域划分为了五个等级:优、良、可、差、极差。其中,“优”级区域表示最适宜建设地下工程的地点,而“极差”级则相反。通过对16个优选区的实际考察,发现有11处确实适合建造地下工程,这表明所提出的评价模型具有较高的准确性和实用性。此外,分析结果显示,优选区主要集中在河流附近、山脊沿线以及半山腰位置,这些地区的共同特点是地质条件相对较好,且远离人口密集区,有利于减少对生态环境的影响。

 

 
 
import arcpy
from arcpy import env
from arcpy.sa import *

# 设置工作环境
env.workspace = "C:/data"
arcpy.CheckOutExtension("Spatial")

# 定义输入输出路径
input_raster = "Landsat8_OLI.tif"
output_ndvi = "NDVI.tif"
road_network = "roads.shp"
buffer_distance = "100 meters"
output_buffer = "roads_buffer.shp"

# 计算NDVI
red_band = Raster(input_raster + "\\Band_4")
nir_band = Raster(input_raster + "\\Band_5")
ndvi = (nir_band - red_band) / (nir_band + red_band)
ndvi.save(output_ndvi)

# 创建道路网络的缓冲区
arcpy.Buffer_analysis(road_network, output_buffer, buffer_distance)

# 读取其他遥感数据并进行处理
dem = Raster("DEM.tif")
slope = Slope(dem, "DEGREE")
slope.save("Slope.tif")

# 结合所有因子进行综合评价
# 假设已知各因子的权重
weights = {"NDVI": 0.2, "Slope": 0.3, "Buffer": 0.5}

# 加载处理后的数据
ndvi_raster = Raster(output_ndvi)
slope_raster = Raster("Slope.tif")
buffer_raster = Raster(output_buffer)

# 综合评价模型
evaluation_model = weights["NDVI"] * ndvi_raster + weights["Slope"] * slope_raster + weights["Buffer"] * buffer_raster
evaluation_model.save("Evaluation_Model.tif")

print("地下工程选址适宜性评价完成!")

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