为解决传统公路选线方法难以完全考虑青藏高原多年冻土区复杂地理环境的问题,将地理信息系统(GIS)的空间数据分析技术与智能进化算法引入到多年冻土区的公路选线过程中。利用GIS进行青藏高原多年冻土区的空间数据挖掘,从冻土病害影响因子的连续度和发育度方面考虑多年冻土区微地貌对公路选线的影响,建立了冻土病害危险度计算模型。利用面向对象技术开发组件式GIS,应用于青藏高原多年冻土区,完成了对多年冻土区复杂地理信息的分析和提取。构建了线位优化遗传算法,确立了自适应的迭代策略,借助粒子群算法,建立了基于遗传算法的路线优化模型。以青藏高原西大滩至昆仑山口路线走廊带某路段为例,进行了公路智能选线研究,经算法多次迭代后,得到了最优的线位方案。研究结果表明:在实际环境数据试验中,遗传算法在迭代至第60代左右时得到危险度最低的优选方案,其综合危险度稳定在3.75左右。可见,青藏高原多年冻土区公路智能选线方法能够结合各类冻土病害的危险程度,为公路线位布局指明冻土病害影响较小的区域,有效兼顾了"主动保护多年冻土,确保路基稳定,生态环境友好,布局经济合理"等要求,可作为多年冻土区公路路线设计的参考方法。

元数据标准不仅是规范管理数据资源、实现数据资源最大化共享的基础,同时也对多种类型数据的入库过程进行一定程度的约定和规范,以确保数据的全面性和准确性。因此,基于不同学科的数据特点,在元数据标准建立的基础上,构建各学科数据库和数据信息平台,以确保科学数据的最大化利用。根据多年冻土及其主要环境因素的数据特点,以地理信息元数据国际标准ISO19115为模板,参考生态、资源环境、气象和地质等元数据标准,确定了冻土元数据标准编制原则,并较为详细地阐述了冻土元数据实体包之间的层级关系和组织结构、内容及特点。并在此元数据标准基础上,实现了"青藏高原多年冻土本底调查信息系统"。通过本项工作,期望能够进一步促进冻土数据管理和共享。

全面系统了解青藏高原多年冻土本底资源,对青藏高原多年冻土科学研究有重要意义,也为工程建设、资源开发、生态和环境保护提供基础性科学数据。正在执行的科技部国家基础性工作专项"青藏高原多年冻土本底调查"将产出数量大、种类多的冻土本底数据。本系统为该项目设计了一个数据管理和应用的Web系统,同时也考虑了已有数据积累的归档管理。目前包括钻孔、物探、土壤、植被、监测、空间数据等六大类数据,物理实现为23个数据表。系统包括录入、管理、查询、显示、分析与应用5个主要功能模块,提供了列表、图表、地图等一系列数据可视化手段。介绍了系统和功能设计、数据库设计以及关键技术,最后列举了基本的数据应用示例。目前,温泉调查区的数据已经录入该系统,随着项目的开展,将有更多数据进入本系统,数据分析应用也将更为深入。研究结果为今后类似冻土数据库设计和实现提供参考价值。

根据多年冻土区铁路路基的特点,设计开发的多年冻土区铁路路基养护管理信息系统,其设计思想及总体框架,实现路基动态信息管理的电子化、可视化,建立路基状态评价及预测模型,完成软件的开发。经青藏铁路公司工务段现场测试,该系统具有较好的实用性。

本文概述了我省《多年冻土地区公路养护与维修管理信息系统》的主要内容、设计重点、总体目标、层次结构和逻辑结构、数据库模型的建立及其访问的实现。

使用两个模型对青藏高原高海拔多年冻土分布现状进行模拟 .这两个模型是“高程模型”和“冻结指数模型” ,前者是建立在高海拔多年冻土三向地带性分布规律基础上的 ,描述高海拔多年冻土纬向地带性规律的高斯分布函数 ;后者是一个表面融化指数和表面冻结指数的无量纲比值 .模拟结果表明 ,青藏高原多年冻土在未来2 0～ 5 0a间不会发生本质性的变化 .但是 ,当 2 0 99年高原气温平均升高 2 .91℃后 ,青藏高原多年冻土将发生显著的变化 ,冻土消失比例高达 5 8.18% .