南通城市土地抗震適宜性評價及區(qū)劃方法研究

袁媛

摘要：隨著南通市城市建設進入快車道，提高城市的防災減災能力將直接影響到城市的可持續(xù)發(fā)展，對南通市城市土地進行抗震適宜性評價和區(qū)劃意義重大。文章利用GIS的空間數(shù)據(jù)插值功能，將南通城市土地適宜性評價指標進行量化。利用matlab數(shù)據(jù)分析得到各評價指標權重，通過建立Logistic回歸模型，計算得到該區(qū)域地震災害概率，實現(xiàn)量化評價城市土地抗震適宜性的目的。

Abstract： As the construction of Nantong city enters the fast lane， improving the disaster prevention and reduction ability of the city will directly affect the sustainable development of the city. In this paper， the spatial data interpolation function of GIS is used to quantify the evaluation index of urban land suitability in Nantong. The weights of each evaluation index were obtained through matlab data analysis. The probability of earthquake disaster in this region was calculated through the establishment of Logistic regression model， so as to achieve the purpose of quantitative evaluation of the seismic suitability of urban land.

關鍵詞：抗震適宜性;空間數(shù)據(jù)插值;Logistic回歸模型;量化評價

Key words： earthquake resistance suitability;spatial data interpolation;Logistic regression model;quantitative evaluation

中圖分類號：TU435? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）25-0165-03

0? 引言

城市土地承載了城市規(guī)劃建設、轉型升級、生產(chǎn)生活、資源供給等多重功能，城市的防災減災能力將直接影響到城市的正常運轉和人民的生命財產(chǎn)安全。城市土地抗震適宜性評價就是評價土地在發(fā)生地震時對災害的適宜性情況，對于指導城市布局選址、老舊改造，提升防災減災能力意義重大。

在我國，已有對城市土地的各項地質(zhì)要素的定性化評價，但定量化程度低，且評價指標不能全面的反應評價對象的演化趨勢[1]。

本文以江蘇省南通市城市土地為例，通過搜集南通市大量地質(zhì)數(shù)據(jù)，建立南通城市土地抗震適宜性評價指標體系。利用GIS空間地理信息系統(tǒng)強大的空間數(shù)據(jù)處理功能，實現(xiàn)空間地理信息的賦值和插值，得到評價指標在評價區(qū)域的量化體現(xiàn)[2]。利用matlab數(shù)據(jù)分析得到各評價指標權重，并利用 Logistic 回歸模型疊加各評價指標，對城市土地地震災害概率進行計算，通過災害發(fā)生概率與土地抗震適宜性等級間的關系，實現(xiàn)定量化的城市土地抗震適宜性評價。

1? 評價指標確定

進行城市土地抗震適宜性評價需要先確定評價指標。南通位于長江中下游，濱江臨海，覆蓋有200～300m厚的第四紀沖積物，土質(zhì)松軟，含水量高，有很高的壓縮性，地質(zhì)環(huán)境差。南通地區(qū)無斷裂帶，但周邊存在多條活躍斷裂帶，對市區(qū)土地易產(chǎn)生影響。市區(qū)范圍內(nèi)地勢平坦，但五山區(qū)域多為外露丘陵基巖，且市區(qū)江岸線較長，加上近年城市的高速發(fā)展對地下水開采過度，致使市區(qū)范圍內(nèi)在地震作用下易發(fā)生地質(zhì)災害[3]。通過查閱多份地質(zhì)勘查報告，結合實地調(diào)研，選取斷裂帶、砂土液化、軟土震陷、滑坡崩塌、江岸坍塌、地下水流失、人類活動作為南通市土地抗震適宜性評價指標，見圖1。

2? 評價指標賦值

將各評價指標在（0，1）區(qū)間內(nèi)進行賦值。例如，砂土液化可通過液化指數(shù)IIE來反應液化嚴重程度，IIE越大，賦值也就越大;軟土震陷可利用軟土震陷量ST來體現(xiàn)危害大小，ST越大，賦值越大;滑坡崩塌和江岸塌陷，則綜合考慮丘陵地帶的邊坡穩(wěn)定性和江岸的穩(wěn)定性，劃分等級賦值。據(jù)此給出各評價指標的賦值標準，見表1。

利用GIS空間地理信息系統(tǒng)進行評價指標賦值。通過已有的勘察報告和實地調(diào)研，可以直接得到部分區(qū)域的賦值，而要得到整個研究區(qū)域的賦值，則需要應用到GIS的空間插值功能。研究區(qū)域的賦值結果見圖2-圖8。

3? 抗震適宜性區(qū)劃

利用matlab數(shù)值分析軟件進行分析，計算各評價指標權重，見表2。

建立Logistic非線性回歸模型：

其中P表示地震時發(fā)生災害的概率，x1i，x2i，…，xki表示各評價指標賦值，為自變量。？茁k為邏輯回歸系數(shù)，表示某一個評價指標發(fā)生變化時，地震災害發(fā)生與不發(fā)生的概率之比的對數(shù)變化值，實際意義就是土地抗震適宜性評價各指標的權重值。由此得到Logistic方程：

利用GIS對各評價指標進行疊加，得到城市土地在多因素影響下發(fā)生災害的量化結果。由災害發(fā)生概率和土地抗震適宜性等級的關系，見表3，得到南通城市土地適宜性定量區(qū)劃結果，見圖9。

4? 結語

本文給出了定量化的城市土地抗震適宜性評價方法，并對南通城市土地進行了抗震適宜性區(qū)劃，但由于收集的地質(zhì)資料限制，賦值精讀有待提高，且評價指標和賦值并非固定值，如何動態(tài)的調(diào)整評價指標，監(jiān)測賦值變化，將是后期需要研究的重點。

參考文獻：

[1]梅芹芹，龔緒龍，史雅棟，等.江蘇沿海地區(qū)工程建設地質(zhì)適宜性評價[J].地質(zhì)學刊，2018，42（2）：317-322.

[2]鄭桂森，衛(wèi)萬順，王繼明，等.城市區(qū)域地質(zhì)條件適宜性評價定量化指標研究[J].城市地質(zhì)，2018，13（1）：9-17.

[3]楊貴芳，閆玉茹，程知言，等.南通市地下水開采與地面沉降關系[J].南水北調(diào)與水利科技，2015，13（6）：1168-1171.