基于GIS的地質災害易發(fā)性分區(qū)評價適用性研究

肖克 王曰根 張彥雯 董祺寧 楊志堅 莫瑞峰 趙曉曉

摘 要 絳縣由于斷裂活動、礦產(chǎn)開發(fā)以及修筑道路等造成滑坡、崩塌、泥石流和地裂縫等主要地質災害，對人類安全造成嚴重威脅。本文結合GIS技術和數(shù)學模型對絳縣地區(qū)地質災害易發(fā)性進行評價研究，為絳縣地質災害防治提供依據(jù)。

關鍵詞 GIS技術；地質災害；易發(fā)性評價

前言

絳縣位于山西省南部，其地質災害主要由斷裂活動、礦產(chǎn)開發(fā)以及修筑道路等造成，其次是降水、河流沖刷等自然誘發(fā)，以滑坡、崩塌、泥石流和地裂縫等為主，為地質災害重災區(qū)，因此對絳縣地區(qū)進行地質災害易發(fā)性評價十分有必要[1]。

地質災害易發(fā)區(qū)與危險區(qū)劃分根據(jù)地質環(huán)境條件及地質災害發(fā)育現(xiàn)狀進行，綜合考慮不同區(qū)域控制地質災害發(fā)生、分布及危害的自然及地質環(huán)境條件差異，以便合理劃分地質災害的易發(fā)性等級[2]，為絳縣地質災害防治提供科學依據(jù)。

1 評價指標體系的建立

地質災害易發(fā)程度區(qū)劃側重的是滑坡、崩塌、泥石流等地質災害和自然地質現(xiàn)象發(fā)育的數(shù)量多少及其活躍程度，利用工程地質類比法對絳縣地質災害易發(fā)性分區(qū)的多因子綜合評價體系，評價指標包括已有地質災害群體統(tǒng)計和地質災害形成條件兩大類，本次地質災害易發(fā)性評價選取災點密度、坡度、坡高、坡型、巖土類型、植被指數(shù)、降雨指標和人類工程活動等八項主要因素作為易發(fā)性評價指標。在地質災害形成條件分析的基礎上，結合前人研究成果，本次參照評價指標貢獻率法的計算結果，分析確定了調查區(qū)地質災害易發(fā)程度區(qū)劃中各個指標的權重（表1）。

2 評價指標量化

評價指標包括定量指標和定性指標。對于定量指標，如斜坡的坡度、坡高、降雨量等，取其原始觀測值，并作適當?shù)臄?shù)值變換即可；對于定性指標，如巖土結構、坡型、植被等，需要建立一個評價指標的分級劃分標準，根據(jù)各項指標對不同級別的相對貢獻來取值。

2.1 坡度指標

利用GIS從DEM數(shù)據(jù)中分別提取調查區(qū)的坡度信息，然后進行歸一化。

2.2 坡高指標

利用GIS水文分析工具，將絳縣按單條坡面劃分為最小單元格，并計算每一單元格的最低最高值之差作為該單元格（單一坡面）的坡高。然后進行歸一化，得到斜坡高度指標歸一化結果。

2.3 坡型指標

可以用地表曲率表示，可利用ArcGIS平臺從DEM數(shù)據(jù)中分別提取調查區(qū)的地表坡型信息，然后進行斜坡坡型的歸一化，得到斜坡坡型指標歸一化結果。

2.4 巖土體結構指標

將全縣境內巖土體強度指標進行0～1之間歸一化處理，得到巖土體結構指標歸一化結果。

2.5 植被指數(shù)指標（NDVI）

對全縣境內的NDVI進行植被指標的統(tǒng)計。植被指數(shù)是借助Landsat-8衛(wèi)星OLI陸地成像儀（Operational Land Imager）拍攝的衛(wèi)星影像提取。共使用一幅影像（LC81250352017221LGN00），拍攝日期為2017年8月9日，云量為0.8。計算獲得NDVI后進行歸一化處理

2.6 降雨指標

本文將全區(qū)降雨量進行0～1之間歸一化處理。

2.7 人類工程活動指標

本文把道路和居民區(qū)作為主要的人類活動。本文中以研究區(qū)內交通線、居民區(qū)及礦區(qū)為基準，做緩沖區(qū)分析，參與評價。人類工程活動指標歸一化結果。

2.8 災點密度指標

災害歷史是本次野外調查中查明的已經(jīng)發(fā)生的地質災害點，根據(jù)剖分單元內的災害點個數(shù)進行0～1之間的線性歸一化，得到災害點密度指標歸一化。

3 易發(fā)性分區(qū)

在前述評價指標分析和數(shù)據(jù)歸一化的基礎上，將研究區(qū)各評價單元數(shù)據(jù)按照權重分配結果進行信息量疊加。在定量計算分級分區(qū)的基礎上，綜合考慮各種因素，人工修正出浮山縣地質災害易發(fā)程度分區(qū)圖（圖1）。

4 結束語

70個歷史災害點，分布在低易發(fā)區(qū)0個，中易發(fā)區(qū)10個，剩余全部分布在高易發(fā)區(qū)，劃分出的高、中、低易發(fā)區(qū)與絳縣歷史災害點的分布特征一致，因此，采用基于GIS技術的因子疊加及分區(qū)方法適用于地質災害易發(fā)性評價。

參考文獻

[1] 楊瑛，劉鴻福，張敏，等.山西省絳縣地質災害區(qū)劃及防治[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2007，17（2）：106-108.

[2] 馬楊敏，高宗軍，李巖銘，等.基于GIS空間分析的山東青島嶗山區(qū)地質災害易發(fā)程度區(qū)劃[J].中國地質災害與防治學報，2013，24（1）：93-97.