基于GIS的黃土滑坡易發(fā)性定量評價模型

【摘要】進(jìn)行GIS下黃土滑坡易發(fā)性定量評價方法論述，以定量化空間數(shù)據(jù)分析及集成方法為主線，最終實現(xiàn)滑坡易發(fā)性定量評價目標(biāo)，滿足滑坡易發(fā)性定量評價需求。該模型將缺乏數(shù)據(jù)與不利條件等同，而且需要已知的含災(zāi)害點圖層，因此不適合在野外調(diào)查程度較低的地區(qū)采用。

【關(guān)鍵詞】定量評價模型；黃土滑坡易發(fā)性；地理信息系統(tǒng)

引言

新疆黃土滑坡主要分布在伊犁谷地，自1998年以來，國家及自治區(qū)多次在伊犁谷地進(jìn)行包括滑坡在內(nèi)的地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查，根據(jù)數(shù)據(jù)，進(jìn)行GIS下黃土滑坡易發(fā)性定量評價方法論述，以定量化空間數(shù)據(jù)分析及集成方法為主線，最終實現(xiàn)滑坡易發(fā)性定量評價目標(biāo)，滿足滑坡易發(fā)性定量評價需求。

1、滑坡易發(fā)性定量評價模型建立

滑坡易發(fā)性定量評價模型具體包括響應(yīng)因子、滑坡形成及發(fā)生的必要條件和影響條件、易發(fā)性評價結(jié)果三部分?jǐn)?shù)據(jù)內(nèi)容以及空間數(shù)據(jù)處理、空間相關(guān)性分析、空間數(shù)據(jù)綜合模型三部分方法內(nèi)容（圖1）。

2、滑坡易發(fā)性定量評價相關(guān)數(shù)據(jù)確定

首先構(gòu)建滑坡定量評價數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫內(nèi)容主要包括：響應(yīng)因子（已調(diào)查的滑坡）、必要條件（包括：斜坡特征、斜坡物質(zhì)組成）、影響條件（包括：主要影響條件、次要影響條件、一般影響條件）、必要條件評價結(jié)果、影響條件評價結(jié)果、綜合評價結(jié)果六個方面。主要數(shù)據(jù)內(nèi)容包括：滑坡、斜坡特征、斜坡物質(zhì)、水文情況、地質(zhì)構(gòu)造、土地覆被、地形要素、人類活動、遙感影像以及評價結(jié)果等專題。

3、滑坡易發(fā)性定量評價方法簡介

滑坡易發(fā)性定量評價方法內(nèi)容包括三個方面：數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段各類數(shù)據(jù)處理、單因素空間相關(guān)性分析、多因素綜合定量評價。

3.1數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段數(shù)據(jù)處理是依據(jù)滑坡易發(fā)性定量評價要求，在準(zhǔn)備定量評價數(shù)據(jù)階段中所需要進(jìn)行的各類數(shù)據(jù)處理。

3.2單因素空間相關(guān)性分析

定量評價中的單因素分析采用數(shù)據(jù)驅(qū)動方式的證據(jù)權(quán)單因素分析方法，以獲得真正意義上的單因素定量分析結(jié)果。

3.3多因素綜合定量評價方法

依據(jù)證據(jù)權(quán)模型進(jìn)行疊加時，要求參與評價的各因素必須滿足條件獨立假設(shè)，采用證據(jù)權(quán)模型進(jìn)行綜合定量評價時，評價結(jié)果（后概率）往往略高于實際值；依據(jù)加權(quán)Logistic回歸模型進(jìn)行疊加時，不要求參與評價的各因素間的條件獨立假設(shè)，采用加權(quán)Logistic回歸模型進(jìn)行綜合定量評價時，評價結(jié)果（后概率）往往略低于實際值。

在分別對必要條件和影響條件進(jìn)行各自滑坡易發(fā)性定量評價時，由于參與因素較多，各因素間受地形控制較明顯，條件獨立假設(shè)不易滿足，因此可采用加權(quán)Logistic回歸模型分別完成必要條件滑坡易發(fā)性定量評價和影響條件滑坡易發(fā)性定量評價，再采用證據(jù)權(quán)模型綜合必要條件滑坡易發(fā)性定量評價結(jié)果和影響條件滑坡易發(fā)性定量評價結(jié)果，獲得最終滑坡易發(fā)性綜合定量評價結(jié)果。

4、必要條件、影響條件與滑坡易發(fā)性定量評價

依據(jù)滑坡易發(fā)性定量評價概念模型，參與滑坡易發(fā)性定量評價的必要條件包括兩大類，一類描述斜坡特征，包括地形坡度、斜坡運移勢、斜坡落差勢三項數(shù)據(jù)內(nèi)容；另外一類描述斜坡物質(zhì)組成，包括工程地質(zhì)巖組和黃土分布兩項數(shù)據(jù)內(nèi)容。對必要條件、影響條件所包含數(shù)據(jù)內(nèi)容根據(jù)數(shù)據(jù)要求進(jìn)行必要的處理，進(jìn)行單因素分析，根據(jù)單因素分析結(jié)果進(jìn)行類別合并，最后采用加權(quán)Logistic模型進(jìn)行必要條件滑坡易發(fā)性定量評價，獲得必要條件滑坡易發(fā)性定量評價結(jié)果。為最終綜合定量評價奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

5、滑坡易發(fā)性綜合定量評價

根據(jù)必要條件和影響條件滑坡易發(fā)性綜合定量評價結(jié)果，對必要條件和影響條件定量評價結(jié)果進(jìn)行重分類，重分類按自然間斷點方式，按10級分類，分類后的整型柵格數(shù)據(jù)分別作為最終綜合定量評價中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，分別代表必要條件和影響條件參與滑坡易發(fā)性綜合定量評價。

同必要條件評價結(jié)果以及影響條件評價結(jié)果相比，綜合定量評價結(jié)果所滑坡出的易發(fā)分區(qū)由低到高變化時：分區(qū)面積急劇減小，各級別滑坡個數(shù)與單元個數(shù)的比值急劇增加，同時顯著性指標(biāo)也體現(xiàn)急劇升高，因此，從單因素定量分析到必要條件和影響條件評價結(jié)果再到最終綜合評價結(jié)果是一個逐級推進(jìn)的過程，這一過程同時也是一個易發(fā)分區(qū)劃分由粗放概略到精細(xì)準(zhǔn)確的過程。

6、結(jié)語

隨著計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，地理信息系統(tǒng)已形成較完善的理論和方法體系，應(yīng)用領(lǐng)域已發(fā)展到近60個，其研究已向三維、時態(tài)、工程學(xué)問題，WebGIS、可視化與虛擬GIS、組件化GIS以及數(shù)字地球等前沿方向發(fā)展。在滑坡災(zāi)害易發(fā)性定量評價模型中還沒有人應(yīng)用，成功與否，在很大程度上仍取決于對研究區(qū)滑坡數(shù)據(jù)的真實性和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

該模型將缺乏數(shù)據(jù)與不利條件等同，而且需要已知的含災(zāi)害點圖層，因此不適合在野外調(diào)查程度較低的地區(qū)采用。

在GIS的支持下，對多來源、多尺度的不同信息可以進(jìn)行快速、有效的綜合處理與分析，由于GIS可以直接對圖形進(jìn)行各種操作，極大地提高了處理速度，并可以盡量減少人為操作的失誤，使易發(fā)性評價結(jié)果更客觀。這一過程也體現(xiàn)了本次所采用定量評價方法的有效性，最后應(yīng)在定量評價基礎(chǔ)上進(jìn)行修正，獲得定性-定量-定性的最終準(zhǔn)確結(jié)果。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介

王正剛（1979- ），男，新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院，從事地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查、礦山地質(zhì)環(huán)境等方面。