论文依托国土资源部“基于SIG的三峡库区地质灾害防治空间数据管理平台研究”项目结合三维遥感图像及DEM信息提取进行研究。选题是针对三峡库区地质灾害调查-评价-预测-防治领域对地理空间信息的数据模式和应用特点，研究基于空间数据平台的地学特征信息提取理论、地形因子特征数据的知识结构、信息表达方式及其应用机理，构建基于SIG地质灾害防治空间信息管理及服务系统，推动空间信息资源的共享与应用，满足地质灾害防治多层次、多样化空间信息应用的研究框架，建立库区地质灾害的图像认知理论及灾害体的遥感监测方法体系。　　 三峡库区是坡地灾害的多发区和重灾区，灾害防治工程浩大，又是国家乃至全球关注的典型地域之一，坡地地质灾害预测预警研究一直处于学术研究的热点和前沿。对数以千计的各种类型的崩塌、滑坡及塌岸等地质灾害的防治，在理论及工程措施上存在诸多技术难题。地质灾害具有非连续介质力学特性，并与特定的地貌、地质及地球物理背景异常相关，也与流域地貌过程演变特征相关。灾害预测需要研究建立区域多尺度灾害体环境及其致灾机理，三峡地质灾害预测也需重建三峡演变轨迹并揭示其规律，为斜坡地质灾害构建致灾背景值，尤其是针对三峡库区蓄水175米后所面临的地质灾害防治问题。针对三峡库区地质灾害的防治需求，急需围绕重大地质灾害区域进行背景环境、勘查技术、设计参数、定量评价、监测预报、信息化与集成技术等科学问题进行创新性科学研究。　　 论文研究的核心问题涉及到三峡坡地地质灾害的空间数据采集和基于SIG空间数据的体系框架、数据管理、数据融合、数据集成和数据共享的平台建设中的协同的空间信息应用环境问题;灾害地质体的地貌过程及基于DEM与三维遥感图像的地地形特征参数提取问题;坡地滑坡灾害的地貌地理单元类型与划分问题;三维遥感图像数据处理与库区变形监测及地质灾害预测技术问题;坡地灾害的地质地貌水文环境条件的图像解译及针对DEM地形因子的灾害机理图像认知基础理论问题;论文针对坡地地质灾害图像信息识别、DEM地形因子提取、空间数据地学统计分析、灾害预测判据数据挖掘技术对三峡库区地质灾害监测的空间数据集成化处理及预测系统进行了深入地探讨和研究。　　 论文研究思路是基于三峡空间数据平台，运用GIS空间分析基本理论和信息提取技术在数字地貌学及工程地质学理论与知识系统的指导下，结合栅格数据分析处理的方法，研究基于DEM的地形特征信息提取技术和原理算法，并根据改进的算法确定和开发相应的信息提取模块，实现对地貌特征及地形因子的信息的提取，完善基于三维遥感图像及DEM、DTM模型下的非主流空间数据的挖掘技术和地学空间分析方法体系。　　 论文研究的核心技术是构架在三峡空间数据平台的地理矢量数据、三维遥感图像数据、DEM数据和灾害点空间数据四个基本数据处理流程的框架上，进行库区坡地地质灾害的多尺度图像信息解译识别和属性信息转换、DEM坡面因子信息提取、空间分析统计分析的方法技术研究，并将其应用于灾害监测及预测预报的技术系统，整体目标是为三峡地质灾害调查-监测-预测提供有效的支撑技术和科学方法体系。　　 论文在地学特征信息提取的基础理论研究领域中，基于坡地灾害形成的地学机理和灾害孕育-发生-致灾机理的研究成果,将数字地貌学理论及图像识别理论引入到DEM坡面宏观因子和微观因子的分类学及特征信息提取理论及方法研究中，提出了斜坡地貌过程的基础理论及地形因子与坡地灾害的空间耦合图像解译与数据采集方法系统;研究了基于DEM的地学特征信息提取理论和方法技术;基于知识的地学特征数据集成理论和方法技术;总结出灾害体语义层的设计和规划研究方法;研究了基于高精度DEM的地形提取的语义表达和算法。　　 论文在基于灾害地质地学特征信息提取研究中，逐步建立了基于DEM信息提取、语义表达、地学统计及灾害监测的知识体系。建立了坡地地质灾害目标类型及其图像判别标志，提出了坡地地貌的尺度理论并建立了遥感图像解译标志。　　 在关键技术研究中，建立了基于DEM的地学特征信息提取方法技术，基于高精度DEM数据的地形结构性特征信息提取方法及算法研究，并以边坡地貌特征信息为其研究核心;将DEM地学特征信息数据和三维遥感图像空间分析相结合，研究地学特征数据的复合与数据集成方法、空间统计分析方法、灾害的成灾条件的定性和定量的综合分析方法及灾害预测预警的有效方法。　　 论文研究的主要学术成果及创新点如下:　　 1.依据三峡地质灾害防治领域空间信息的数据模式和应用特点，研究基于地质灾害防治空间数据SIG体系框架和管理、融合、处理各种空间数据，建立协同的空间信息应用环境，构建基于SIG地质灾害防治空间信息管理及服务系统，推动空间信息资源的共享与应用，满足地质灾害防治对多层次、多样化空间信息应用的需求。依据各项技术规范和各类技术标准，制定了地学特征信息提取的各类数据模型范式和数字转换标准，解决三峡库区地质灾害预测防治中的主流地理数据与非主流地理数据的信息转换与特征信息提取的关键技术问题，提升三峡库区地质灾害防治空间数据平台的应用能力。　　 2.基于坡地地质灾害机理及三峡独特的新构造动力学背景和地貌演变的复杂过程，在地质灾害发育机理及其过程研究中，系统研究边坡地貌演化、易滑岩组的空间结构及库区蓄水位变化的水文条件等灾害地质地貌图像标志和坡地结构形态图像特征，引入滑坡灾害的非线性、随机性和突变性理论及斜坡地貌过程的非线性动力学理论，建立了滑坡灾害体地学环境因素及其遥感图像识别理论与解译标志。　　 3.基于定量地貌学理论，运用空间抽象化和定量化研究方法，从传统的物理模型研究引入到抽象的数学模型研究领域;从二维结构数据模式引入到三维乃至多维度的数据模式;从单一尺度研究模式引入到多尺度模式;从静态模式引入到动态模式。研究了坡面因子信息提取的数值语义及其空间结构变化规律及其对地面物质流和能量流相互转化的影响因素，提高了对地形地貌形态及空间结构的深层次特征信息的理解和宏观微观特征信息的应用能力，解决地形特征信息提取中的关键技术问题，并对DEM的知识发现和数据挖掘理论模式和技术方法进行了较深入的研究。　　 4.以GIS的基本理论、空间分析技术和地形地貌学以及水文学的基本理论为基础，结合栅格数据分析处理的方法，研究基于DEM的地形特征信息提取技术及其原理算法，并根据改进的算法确定和开发相应的信息提取模块，实现对三峡地区地形因子特征信息的提取。结合地质灾害数据的相关分析，确定地质灾害发生的地形、地貌条件，主要研究内容涉及坡面形态因子、地形特征线、、河流网络、山脊线、山谷线和坡面曲率等地形特征信息提取方法技术;基于高精度DEM地形提取的语义表达和算法并构建了地学特征数据集。　　 5.提出了从主流地理数据到非主流地理数据的知识结构层次和基于知识的数据挖掘概念，将地理要素的实体空间数据与地貌特征因子的非主流空间抽象数据相结合，完善了对地形结构和坡面形态分类的层次性和整体性的语义表达规则，提高了地貌环境因素对坡地地质灾害机理数字表达的有效性和对坡面形态因子的理解能力。　　 6.基于地理单元的特征数据进行地学统计分析理论，用各种地学统计方法探讨DEM数据本身及其派生的地形因子数据之间的相互关系，确定各因子或参数的变化规律及其内在联系。依据地形因子异常指数，对不稳定坡地单元和灾害易发单元进行更深入的数值分析和图像特征解析。揭示地形因子之间的相互关系和内在联系，并选定合适的因子建立地理模型或地貌模型，对区域地形演化过程与斜坡演变动态进行数值预测，进而研究和预测坡地地质灾害的空间规律及其发展趋势。　　 7.构建地质灾害预测理论和科学分析方法。重点研究灾变状态的监测、灾害体的力学模型和预测理论。研究地质灾害实时监测网络系统与数值在线分析系统。运用斜坡变形观测数据和坡面因子及水文气象数据构建不同尺度的滑坡地质体空间结构模型，运用易滑岩组的岩土力学参数研究滑坡体的贯穿性过程机理，建立灾害前兆信息的数值模型;揭示孔隙裂隙介质流-固相互作用机理，建立流固耦合计算模型;结合三峡地质灾害预测预警研究成果，基于滑坡地质灾害的预测理论和不连续界面的数值分析方法，运用遥感监测和地学特征信息的建模方法，从区域分析角度，对灾害预测机理、地学环境的多尺度特性及不确定性因素进行预测评价研究。引入工程地质学、岩土力学、构造地貌学、水文地质学的多学科交叉理论，建立库区斜坡地质灾害的成灾机理及其预测体系。　　 在论文研究中，由于受三峡空间数据平台的数据脱敏模块限制，论文中未能引用甚高分辨率DEM数据（1m分辨率数据）进行精细坡面因子提取和相应的地学统计分析;论文对基于DEM深层次特征信息的提取方法试验还需进行深入研究;对灾害点区域分布规律尚需进一步探索和研究;对空间数据平台的四个基本数据处理流程与特征提取的快速算法和数据共享机制也需做深入探讨和完善。