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随着地理信息系统(GIS)在岩土工程中应用的深入,GIS在边坡中的应用成为研究的热点。而这些研究主要集中在区域危险性评估,二维边坡的稳定性分析等领域;且GIS边坡稳定性的定性评估多于定量计算。但实际边坡工程的复杂性、评价的准确性与及时性,往往要求边坡GIS软件系统具有单体边坡三维稳定性分析的功能,准确、简便、直观地给出单体边坡定量的稳定性安全系数,以便于边坡治理、评估与决策。而现有边坡GIS系统在这方面的功能都十分薄弱,所以很有必要对单体边坡GIS稳定性定量分析进行深入研究。对此本文进行了相关研究,论文采用DXM建模理论和方法,建立单体边坡DXM模型,进行单体边坡的三维稳定性定量计算;同时,结合COM和ArcObjects技术,研发了基于GIS的单体边坡稳定分析系统。完成的研究工作及取得的主要进展如下:①通过对边坡数字化和条分法本质的探讨,结合栅格模型的建模特点与实质,提出了DXM模型,研究开发了用于单体边坡的通用DXM模型。同时,从集合论的观点出发,将边坡DXM模型的建模、计算进行集合化的表达与描述,为DXM模型建立了理论基础。②讨论了边坡DXM模型稳定性分析流程,建立DXM模型创建的一般步骤,对基于离散数据点的DXM模型的建立进行详细研究,论证了DWG格式创建DXM方法的可行性。③通过探讨DXM模型的实现,提出了将地图代数用于DXM模型表示与分析,以地图方式,结合集合理论来实现DXM模型,进一步完善了GIS栅格模型理论体系。通过ArcGIS地图代数语言,论证了DXM边坡模型的稳定分析的可行性。④分析了GIS软件的三种开发模式,确定了用COM技术作为本系统的开发模式,并选择了ArcObjects作为开发平台;探讨了COM与ArcObjects基本理论,详细研究了ArcOjects+Visual Basic开发模式的关键技术。在ArcObjects平台下,实现了DXM单体边坡数据模型,并通过Visual Basic+ArcEngine开发了具有预期功能的软件系统。⑤以重庆某边坡为例,探讨了基于DXM模型的ArcSlope系统的应用,得到了与传统分析方法相吻合的结果。本文的研究成果表明,运用DXM模型进行单体边坡稳定性评估具有很大的优越性。