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贵州位于世界三大喀斯特集中分布之一的东亚片区的中心,也是中国喀斯特发育最重要的省区,是中国沉积岩最发育的省份之一,从元古代的板溪群到第四纪均有发育,以浅海相碳酸盐岩沉积为主,除东南一角外,遍及全省和各地质时代,厚度3000—12000m,面积约占73.8%以上,地下形态以溶隙、溶洞和地下河为主,洞穴特别发育,数以万计。贵州具有喀斯特洞穴充分发育的良好条件,分布着数以万计的洞穴。在全国最长洞穴排序中,贵州有6个居前10名之列,居全国长度之首的绥阳双河溶洞,实测长度达70km左右。而水城法那吴家洞落水洞深达420m,是目前国内实测为最深洞。贵州大于2km长的地下河共1130条,总长度246km,分别占中国南方五省地下河总数的38%、地下河总长度的47%。面对贵州丰富的喀斯特洞穴资源与复杂的研究,需要对其进行一个新的技术来支持、管理及分析。因此,此研究就是根据贵州的喀斯特洞穴为研究对象,采用GIS技术,建立相应的信息系统,并利用系统在查询、空间数据分析、参数的相关性等方面进行应用。 以贵州喀斯特洞穴空间分布为基础,采用地理信息系统(GIS)技术支持,同时结合遥感与GPS(全球定位系统),利用1:5万地形图及1:20万水文地质图及其它实测资料,得出洞穴的位置、洞高、洞长、发育方向、坡顶海拔、坡底海拔以及岩性等信息,建立喀斯特洞穴数据库,建立喀斯特洞穴信息系统。系统设计依托GIS技术,首先得对洞穴进行全方面的考察与研究,对于个体洞穴,它所涉及的数据较多,包括了洞名、洞长、洞高、经纬度等。洞穴空间分布,就有将近6000个以上洞穴,所有的洞穴的数据将是非常庞大的,传统的方法对这些数据的保存与利用非常落后。这就给对数据的利用带来很多的不便而且容易丢失,要想在众多的洞穴数据中找某一个洞穴的具体某个数据更是困难了。在现代计算机信息时代里,让计算机来存储这些数据,并进行二次开发,这为洞穴信息的全面利用提供了更大的便利。贵州喀斯特洞穴信息系统就是本着管理方便查找某个或某些洞穴的数据而制作的,同时利于空间数据的分析,得出相应的洞穴发育等方面的研究应用。 以贵州喀斯特洞穴空间分布为基础,采用地理信息系统(GIS)技术支持,利用1:5万地形图及1:20万水文地质图及其它实测资料,得出洞穴的位置、洞高、洞长、发育方向、坡顶海拔、坡底海拔以及岩性等信息,建立喀斯特洞穴数据库,建立喀斯特洞穴信息系统,并依托系统进行洞穴的空间信息快捷查询,通过数理空间数据及各参数的相关分析,得出非水动力因素对喀斯特洞穴发育的影响规律:喀斯特洞穴的分布与岩性密切相关;喀斯特洞穴分布受构造控制十分明显。即喀斯特洞穴发育的控制因素,岩溶发育程度与岩石的性质及其在空间的展布密切相关,喀斯特洞穴发育应在厚层至中厚层石灰岩地层组最为强烈,因此,地层岩性对地下暗河的分布起到了至关重要的作用,喀斯特洞穴(地下暗河)发育与岩性具有相关性。构造是岩溶发育的主导因素,不同的构造部位以及各种构造面的不同力学性质,都严格控制着喀斯特洞穴的发育,压性、压扭性断裂,特别是在上盘影响带,宽度较大,并有大量裂隙分布,喀斯特洞穴相当发育。深长大洞分析预测,喀斯特洞穴发育有最佳层位是寒武系清虚洞组石炭系、下二叠统及三叠系中,下部质纯、层厚的碳酸盐岩;区域性舒缓褶皱轴部及两翼,构造节理发育,有利于溶洞发育,常发育成规模较大、洞内沉积丰富的迷宫式洞穴系统,如独山基长神仙洞;在地下暗河较发育的地区可能有深长洞的发育,构造抬升的进程中,许多长大暗河中地下水的下降切割,地下水下渗,而使原有的洞腔脱水成为空洞,如属于贵州喀斯特发育分区中的较发育地区的罗甸地下暗河系;斯特峡谷地区由于存在地下汇流结构,在外源水和内源水的共同作用下,具有深长洞发育的良好条件,喀斯特峡谷地区不仅是长洞、大洞、深洞的主要分布区。Gls、遥感技术及GPs技术在喀斯特洞穴及地貌等方面的研究是越来越重要,越来越普及。但是现在大多数采GIS技术研究仍停留在单个洞穴或洞穴群的空间研究或管理等。在从大范围空间内采用GIS技术对喀斯特洞穴空间分布及相关信息数据库及数理统计方面研究还是空白,特别是在贵州这样一个洞穴发育的省份,为贵州喀斯特洞穴作下数字地球的基础。