基于GIS的彭州龍門山山地災(zāi)害評價

王陶芬

[摘要]利用GIS技術(shù)對地震誘發(fā)山地災(zāi)害分布與發(fā)震斷裂距離、坡度、巖性、水系等因素的關(guān)系進行統(tǒng)計分析。結(jié)果表明，地震誘發(fā)山地災(zāi)害在區(qū)域上沿斷裂帶呈帶狀分布和沿水系呈線狀分布的特點；地震誘發(fā)的山地災(zāi)害與地形坡度有很大的關(guān)系，絕大部分的災(zāi)害點集中在15°～45°的范圍內(nèi)；地震誘發(fā)的山地災(zāi)害與地形有很好的對應(yīng)關(guān)系，北部高山地區(qū)山地災(zāi)害數(shù)量明顯高于南部平原區(qū)；滑坡多發(fā)生在千枚巖、泥頁巖等軟巖中且多為土質(zhì)滑坡，而巖漿巖等硬巖中多發(fā)生崩塌。

[關(guān)鍵詞]地震 山地災(zāi)害 危險性 遙感解譯 GIS

[中圖分類號] P315 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-3-164-1

1簡介

滑坡是一種常見的地質(zhì)災(zāi)害，危害極大，汶川地震就發(fā)生在龍門山地，此次地震持續(xù)時間長、震級高，并引發(fā)了泥石流、滑坡、崩塌、堰塞湖等山地災(zāi)害，除此之外，地震導致的災(zāi)害還具有滯后性的特征，北川位于龍門山附近，在汶川地震結(jié)束后，部分學者針對此次地震災(zāi)害進行了全面的調(diào)查，調(diào)查結(jié)果顯示，北川次生山地災(zāi)害比汶川地震更為嚴重，基于這一因素，對北川地震次生滑坡災(zāi)害進行深入的分析具有一定的現(xiàn)實意義。

2研究區(qū)概況

北川位于四川西北部，這一區(qū)域處于四川盆地向青藏高原過度位置的龍門山區(qū)，屬于龍門山前后山交界位置，研究區(qū)域山勢高峻、溝壑縱橫、地質(zhì)環(huán)境十分的復雜，汶川地震斷層處于北川——映秀斷層穿過東南部，斷裂帶沿線有砂巖、千枚巖、石炭系碳酸鹽，巖石風化嚴重，這也是山區(qū)災(zāi)害發(fā)生的源頭。

3研究實踐使用方法分析

3.1技術(shù)流程

在分析之前，先根據(jù)已有經(jīng)驗知識來分析影響滑坡的因素，在收集到相關(guān)資料之后，選擇相關(guān)的指標，并使用GIS平臺工具將指標處理成為統(tǒng)一的柵格數(shù)據(jù)，再以GIS技術(shù)為基礎(chǔ)分析樣本集建立好神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型法與多元回歸預(yù)測模型，計算出柵格單元敏感指數(shù)，以上流程完成之后，即可得出次生滑坡預(yù)測圖，再得出次生滑坡預(yù)測圖之后即可對比兩個結(jié)果的精度，綜合分析滑坡空間預(yù)測情況。

3.2樣本集的選擇

在對空間進行預(yù)測時，需要的樣本包括非滑坡樣本與滑坡發(fā)生樣本兩種類型，在選擇非滑坡樣本時，需要建立在相關(guān)規(guī)則的基礎(chǔ)上，減小樣本間的關(guān)聯(lián)，這樣即可有效反映出滑坡位置環(huán)境情況，本文采取如下的采集規(guī)則：即將發(fā)生點周圍數(shù)據(jù)作為約束范圍，在此區(qū)域外生成隨機點，本文使用格網(wǎng)單元為30m，因此，以30m作為約束半徑，在滑坡發(fā)生位置的30m之外生成700個滑坡未發(fā)生樣本。

3.3滑坡影響因子的提取

滑坡有著不確定性、復雜性以及多因素性的特征，且地震滑坡主要由兩個因素決定，第一就是滑坡孕災(zāi)環(huán)境，第二就是地震對于邊坡的影響，如地層巖性、震源深度、人類活動、地形、地震烈度等等，本文使用坡度、高程、巖石類型、水系因子、道路因子、地震烈度幾個因素進行分析。

4敏感性評價

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是上世紀末期興起的一種對自然以及人腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行抽象性模擬的非線性動力學系統(tǒng)，目前，已經(jīng)在智能控制領(lǐng)域、計算機領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有著容錯性強、非線性以及適應(yīng)性的特征，因此，適宜應(yīng)用在地質(zhì)災(zāi)害系統(tǒng)之中。

在本文的研究中，可以將模型看做分類器，將輸入值看作影響滑坡的因子，輸出結(jié)果就是概率值，該種概率值可以反應(yīng)出滑坡概率情況，在計算時，需要先確定輸入層神經(jīng)元結(jié)點數(shù)，在應(yīng)用已知數(shù)據(jù)確定出概率值，這樣，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型就建立完成，計算結(jié)果詳見圖1。

5危險性評估

在分析侵蝕指數(shù)的嚴重程度后，可以確定出土壤侵蝕的嚴重程度，在研究流域之中，土壤侵蝕程度的較嚴重以及不嚴重流域數(shù)量也從震前的21個與8個降低到震后的8個與5個，面積也減少到191.64km2與44.82km2，嚴重性程度也發(fā)生了一定的變化，總體而言，震后的土壤侵蝕程度呈現(xiàn)出從西北向東南遞減的趨勢。

而對于小流域單元的評價，其土壤侵蝕程度能夠全面反映出災(zāi)害情況引起的地震強度與土壤侵蝕面積，地震前后小流域海拔與坡度愈大，那么侵蝕情況就更加的嚴重，平均坡度對土壤侵蝕的影響更加的嚴重。針對侵蝕情況較為嚴重的流域，尤其是對居民基礎(chǔ)設(shè)施與生產(chǎn)生活存在影響的地區(qū)可以使用相關(guān)的工程治理措施，常用的措施包括排導攔截工程與邊坡治理工程，如果流域的海拔較大，且侵蝕情況較為嚴重可以與本地區(qū)水熱條件進行有機結(jié)合，開展生態(tài)自然修復。

6結(jié)論

總而言之，泥石流有著過渡性、群發(fā)性、高容量等特征，泥石流對路基的損害極大，充沛的余量與豐富的松散物質(zhì)決定研究區(qū)域內(nèi)泥石流一直處在活躍區(qū)域，考慮到這一因素，可以分析泥石流活動，進行風險評價，從而達到優(yōu)化泥石流治理標準的效用。

參考文獻

[1]司渤洋，第寶鋒，張斌，余波.基于GIS的汶川地震災(zāi)區(qū)小流域土壤侵蝕評價--以彭州龍門山區(qū)為例[J].山地學報，2011（07）.

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