長江流域斜坡地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價

劉宇濤 張 過 陳振煒 陳偉濤 張艷軍 王舜瑤 徐子興

（1.武漢大學(xué)測繪遙感信息工程國家重點實驗室，武漢 430079；2.中國地質(zhì)大學(xué)（北京）地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083；3.中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）計算機學(xué)院&地質(zhì)探測與評估教育部重點實驗室，武漢 430074；4.武漢大學(xué)水資源與水電工程科學(xué)國家重點實驗室，武漢 430072）

0 引 言

長江流域人口約5.99億人，占全國的42.9%，生產(chǎn)總值約40.3 萬億元，占全國的44.1%，有3 個國家級的城市群，分別是成渝城市群、長江中游城市群、長三角城市群。但長江流域是我國受地質(zhì)災(zāi)害影響較嚴(yán)重的區(qū)域，區(qū)域內(nèi)地形陡峭、氣候復(fù)雜，每年都會因地質(zhì)災(zāi)害造成人員傷亡和經(jīng)濟損失。如2019年7月23日，貴州水城縣發(fā)生特大山體滑坡事件，造成近1 600人受災(zāi)，43人死亡，9人失蹤，直接經(jīng)濟損失1.9 億元；2019 年8 月20 日0-7 時，四川汶川縣累計降雨量最大達(dá)到65 mm，導(dǎo)致汶川縣多處發(fā)生泥石流，致10人遇難和28人失聯(lián)，直接經(jīng)濟損失達(dá)14億元；2020年8 月21 日，四川雅安市發(fā)生山體滑坡，滑坡破壞量約80萬m3，造成7人死亡，2人失蹤。

由于長江流域地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，國內(nèi)很多學(xué)者在長江流域內(nèi)不同區(qū)域開展了大量研究工作，吳潤澤等[1]以三峽庫區(qū)湖北段為研究區(qū)，以滑坡災(zāi)害為研究對象繪制了地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)圖；畢鴻基等[2]以汶川縣為研究區(qū)，選取坡度、坡向、地層巖性、距斷層距離、植被覆蓋率及距水系距離6 項影響因子，以冪次相乘、線性累加、冪次累加這3 種不同模型分別得到了研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)圖；溫鑫等[3]以川東南古藺縣為研究區(qū)，采用信息量模型分別對滑坡和崩塌災(zāi)害進(jìn)行易發(fā)性評價后，繪制了研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)圖，評價精度達(dá)到81.2%；胡燕等[4]采用證據(jù)權(quán)法對湖北巴東縣進(jìn)行了地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價，生成地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)圖，結(jié)果顯示86%的地質(zhì)災(zāi)害點位于高易發(fā)區(qū)和極高易發(fā)區(qū)。以上學(xué)者基本都在長江流域內(nèi)較小的研究區(qū)采用不同的模型取得了較好的結(jié)果，而針對大區(qū)域，研究較少。2020 年中國地質(zhì)調(diào)查局中國地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院發(fā)布了《中國崩塌滑坡泥石流易發(fā)程度圖》[5]，結(jié)合了地形、地貌、巖土體類型、地質(zhì)構(gòu)造、地震、降水、植被、水系等影響因素，反映崩塌、滑坡、泥石流易發(fā)程度，但是該數(shù)據(jù)運用了確定系數(shù)方法，主觀性較強，而且僅考慮了自然影響因素，未考慮人類活動和地質(zhì)災(zāi)害動力學(xué)特征，精度不足。

本文以長江流域為研究區(qū)，以斜坡地質(zhì)災(zāi)害（本文特指發(fā)育于天然斜坡和人工切坡之上的崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害[6]，以下簡稱斜坡地災(zāi)）為研究對象，在考慮自然因素因子的基礎(chǔ)上，將道路和地表形變加入評價因子，分別表示人類活動因素和地質(zhì)災(zāi)害動力學(xué)特征，結(jié)合孕災(zāi)環(huán)境和誘發(fā)因素進(jìn)行了綜合分析，采用隨機森林構(gòu)建評價模型，計算得出長江流域斜坡地災(zāi)易發(fā)性評價結(jié)果，分析了核心致災(zāi)因子，并與中國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)布的《中國崩塌滑坡泥石流易發(fā)程度圖》進(jìn)行對比。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)源

長江是亞洲第一大河，流經(jīng)青藏高原、橫斷山脈、云貴高原、四川盆地、江南丘陵、長江中下游平原，流經(jīng)地區(qū)資源豐富，支流和湖泊眾多。長江流域，跨越11個緯距，32個經(jīng)距，呈東西長，南北短的流域形狀，流域總面積達(dá)180萬km2，涉及中國19個省（自治區(qū)、直轄市），約占中國陸地總面積的1/5[7-8]，流域內(nèi)地形呈多級階梯狀分布，地形地貌復(fù)雜。

長江流域地跨揚子準(zhǔn)地臺、三江褶皺系、松潘甘孜褶皺系、秦嶺褶皺系和華南褶皺系5個地質(zhì)大構(gòu)造單元，下游處于橫貫中國的秦嶺東西向構(gòu)造帶與南嶺東西向構(gòu)造帶之間。地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜多樣，太古宇至第四系均有出露，并有不同時期的巖漿巖分布[9-10]。新構(gòu)造運動和地震活動西強東弱。長江流域中西部地區(qū)以山地為主，地形破碎而起伏變化大，區(qū)域穩(wěn)定性較差，地質(zhì)災(zāi)害大量發(fā)育，東部地區(qū)地勢較低，以丘陵、平原為主，地質(zhì)災(zāi)害較西部發(fā)育較少。

通過美國太空總署（NASA）官方網(wǎng)站下載研究區(qū)30 m分辨率數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)（DEM），用來提取研究區(qū)高程、坡度、坡向等地形信息；通過中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)科學(xué)數(shù)據(jù)出版中心網(wǎng)站發(fā)布的中國地質(zhì)環(huán)境圖系數(shù)據(jù)庫下載《中國工程地質(zhì)圖》和《中國及毗鄰海區(qū)活動斷裂分布圖》[5]，提取研究區(qū)工程巖組信息、活動斷裂分布信息和1900年至今震級大于5 級的783 次地震分布信息；通過OSM 開源數(shù)據(jù)網(wǎng)站下載中國水系和道路數(shù)據(jù)，提取到長江干流及1～5級支流的水系和長江流域道路分布信息；通過中國氣象局國家氣象信息中心提供的長江流域202 個氣象觀測站2015-2019年的逐12 h降水?dāng)?shù)據(jù)，插值計算得到年平均降水?dāng)?shù)據(jù)；通過國家地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)中心提供的全國不透水面數(shù)據(jù)[11]提取城市范圍；通過武漢大學(xué)測繪遙感信息工程國家重點實驗室獲取全國地表形變數(shù)據(jù)[12]；通過地理科學(xué)數(shù)據(jù)網(wǎng)站收集研究區(qū)內(nèi)的歷史地質(zhì)災(zāi)害編錄數(shù)據(jù)。各類數(shù)據(jù)獲取渠道和用途如表1所示。

表1 用于長江流域斜坡地災(zāi)易發(fā)性評價數(shù)據(jù)源信息

2 斜坡地災(zāi)易發(fā)性評價因子

斜坡地災(zāi)是孕災(zāi)環(huán)境和誘發(fā)因素共同作用的結(jié)果?？紤]研究區(qū)斜坡地災(zāi)的形成機理、誘發(fā)因素、承災(zāi)體的基本特征，本文選取高程、坡度、坡向、工程巖組和斷層距離作為孕災(zāi)環(huán)境[13]因子，選取水系距離、震源距離、年均降水量、道路距離作為誘發(fā)因素因子，選取地表形變作為斜坡地災(zāi)動力學(xué)特征因子，共10個因子作為斜坡地災(zāi)易發(fā)性評價因子。

2.1 孕災(zāi)環(huán)境

（1）高程?？刂七吰碌膽?yīng)力、溫度、植被覆蓋，影響斜坡地災(zāi)發(fā)育程度。研究區(qū)高程分布跨度較大，分布區(qū)間為0～6 481 m，如圖1（a）所示。

（2）坡度。坡度為斜坡提供勢能，隨著地形坡度的增加，斜坡提供的勢能也會逐漸增大，重力作用下，勢能逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽埽瑢?dǎo)致斜坡地災(zāi)的發(fā)生。研究區(qū)坡度分布區(qū)間為0°～88.3°，如圖1（b）所示。

（3）坡向。坡向會影響太陽輻射強度、植被覆蓋率、蒸發(fā)量等因素，進(jìn)而影響坡體的穩(wěn)定性。坡向分為北、東北、東、東南、南、西南、西、西北向和平地，如圖1（c）所示。

（4）工程巖組。工程巖組類型是斜坡地災(zāi)發(fā)生的物質(zhì)基礎(chǔ)和重要內(nèi)因，為斜坡地災(zāi)的發(fā)生提供物質(zhì)來源，巖土體的物理性質(zhì)（硬度、抗風(fēng)化能力）決定著其是否容易遭受破壞，決定斜坡地災(zāi)易發(fā)程度。研究區(qū)內(nèi)工程巖組按照堅硬程度可分為砂礫質(zhì)土體、堅硬塊狀巖漿巖和變質(zhì)巖、堅硬層狀噴出巖、堅硬層狀碳酸鹽巖、較堅硬層狀碎屑巖、碳酸鹽巖夾碎屑巖、堅硬-軟弱相間的片狀和板狀變質(zhì)巖、軟弱層狀碎屑巖，共8類，如圖1（d）所示。

（5）斷層距離。沿斷層構(gòu)造帶上軟弱構(gòu)造面發(fā)育，巖石極為破碎，風(fēng)化程度較高，使得地下水富集，易發(fā)生斜坡地災(zāi)[14]。斷層對于地質(zhì)災(zāi)害的影響與距離相關(guān)，研究區(qū)的活動斷層分布和斷層距離，如圖1（e）所示。

圖1 長江流域斜坡地災(zāi)易發(fā)性孕災(zāi)環(huán)境評價因子

2.2 誘發(fā)因素

（1）水系距離。通過侵蝕作用水系沿岸邊坡臨空面積增大，使得上部斜坡易發(fā)巖土體超過自身承載力向下滑動而導(dǎo)致斜坡地災(zāi)的發(fā)生[14]。研究區(qū)的水系分布和水系距離，如圖2（a）所示。

（2）震源距離。地震的強烈作用使巖土體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞和變化，使原有的結(jié)構(gòu)面張裂、松弛，加上地震會使地下水突然升高或降低，更容易導(dǎo)致斜坡地災(zāi)發(fā)生。研究區(qū)的震源分布和震源距離，如圖2（b）所示。

（3）年均降水量。降雨，尤其暴雨經(jīng)常是誘發(fā)斜坡地災(zāi)的重要條件。降雨過程中，大量地表水進(jìn)入坡體，增加其下滑動力；同時，雨水隨著巖石裂隙或破裂面進(jìn)行滲透作用，使得層面的黏聚力和內(nèi)摩擦角減小，降低抗剪強度，影響坡體穩(wěn)定性。研究區(qū)的年平均降水分布區(qū)間為241.7～2 416.5 mm，如圖2（c）所示。

（4）道路距離。山區(qū)道路修建時會對坡體進(jìn)行開挖或填補，改變坡體原有的應(yīng)力狀態(tài)，穩(wěn)定性降低；道路修好后，過往車輛的行駛，加劇了坡體的形變速度，進(jìn)而提高了斜坡地災(zāi)發(fā)生的可能性。而城市道路并不影響災(zāi)害的發(fā)生，因此通過不透水面數(shù)據(jù)提取城區(qū)范圍，去除城區(qū)道路。道路對于斜坡地災(zāi)的影響與距離有關(guān)，研究區(qū)非城區(qū)道路距離如圖2（d）所示。

2.3 動力學(xué)特征

斜坡地災(zāi)的動力學(xué)特征由地表形變數(shù)據(jù)體現(xiàn)。地表形變數(shù)據(jù)可以表現(xiàn)地震形變、地面沉降、山體滑坡、冰川流動、活火山隆起或者下沉、地殼斷層運動等，因此地表形變數(shù)據(jù)與斜坡地災(zāi)的發(fā)生有一定的相關(guān)性。研究區(qū)地表形變數(shù)據(jù)如圖2（e）所示。

圖2 長江流域斜坡地災(zāi)易發(fā)性誘發(fā)因素和動力學(xué)特征評價因子

3 方法與精度分析

3.1 評價方法

地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性是指一個地區(qū)內(nèi)現(xiàn)有或潛在崩塌、滑坡、泥石流的類型、體積（或面積）和空間分布的定性或定量評價[15]。目前，常用的地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價方法主要包括統(tǒng)計分析法和數(shù)學(xué)模型法，統(tǒng)計分析法包括信息量法[16-17]、層次分析法[18-19]、證據(jù)權(quán)法[20]等；數(shù)學(xué)模型法包括隨機森林[21-22]、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)[23]、支持向量機[24]等。各種方法受模型本身限制各有優(yōu)缺點。統(tǒng)計分析法效果直觀，但易受主觀因素影響，適用于環(huán)境單一、評價因子長期不變的區(qū)域，數(shù)學(xué)模型法自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)、非線性映射能力強，但受制于樣本數(shù)據(jù)質(zhì)量，適用于環(huán)境復(fù)雜，評價因子非線性的區(qū)域[25]。

長江流域面積大，地形地貌、地質(zhì)條件復(fù)雜，更適合運用數(shù)學(xué)模型法，而隨機森林模型在評價過程中無需對評價因子去量綱規(guī)范化處理，可直接進(jìn)行運算，處理高維度和大數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)集能力強。因此，本文將選取隨機森林模型用于長江流域斜坡地災(zāi)易發(fā)性評價。

隨機森林是一種集成機器學(xué)習(xí)方法[26]，它利用隨機重采樣技術(shù)和節(jié)點隨機分裂技術(shù)構(gòu)建多棵決策樹[27]，通過投票得到最終分類結(jié)果，如圖3所示。

圖3 隨機森林流程示意圖

構(gòu)建隨機森林模型的步驟如下：

①以歷史斜坡地災(zāi)點和非斜坡地災(zāi)點作為樣本集，從中通過隨機抽樣的方式產(chǎn)生n個樣本；②將評價因子作為特征，對n個樣本選擇其中的k個特征，建立決策樹；③重復(fù)m次，產(chǎn)生m棵決策樹；④多數(shù)投票機制進(jìn)行預(yù)測。

其中每棵樹具有相同的分布，分類誤差取決于每一棵樹的分類能力和他們之間的相關(guān)性。而袋外數(shù)據(jù)的誤差是一種無偏估計，可以用來驗證模型的性能好壞以防止過擬合。

隨機森林的泛化誤差定義：

式中：P*為隨機森林的泛化誤差；ρˉ為決策樹間的相關(guān)度平均值；s為決策樹平均強度。

泛化誤差是衡量模型在未知數(shù)據(jù)上的準(zhǔn)確率的指標(biāo)，從式（1）可知要增強模型的準(zhǔn)確度，可減弱決策樹間的相關(guān)度或增強決策樹的強度。對于隨機森林這種集成算法來說，模型中的每顆決策樹結(jié)構(gòu)是不同，因此可以通過增加決策樹的數(shù)量來減弱整體的相關(guān)性，或者通過增加模型中每棵決策樹的葉子節(jié)點和深度調(diào)整決策樹的復(fù)雜程度來增加決策樹的強度。當(dāng)模型過于復(fù)雜時，模型會過擬合，泛化誤差也會增加，因此需要尋找到最佳模型復(fù)雜度，使得泛化誤差最小，模型準(zhǔn)確度最高。

3.2 評價流程與評價結(jié)果

根據(jù)研究區(qū)的資料收集情況及數(shù)據(jù)的分辨率，本文將以100 m×100 m的網(wǎng)格單元作為斜坡地災(zāi)易發(fā)性分區(qū)圖的空間尺度，共將研究區(qū)劃分為180 854 800個評價單元。在研究區(qū)內(nèi)選取一定的正、負(fù)樣本數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)集，正樣本數(shù)據(jù)為歷史斜坡地災(zāi)編錄中篩選的近十年的斜坡地災(zāi)點數(shù)據(jù)，共覆蓋14 070 個柵格單元，負(fù)樣本數(shù)據(jù)為隨機選取研究區(qū)未發(fā)生斜坡地災(zāi)的柵格單元，數(shù)量與正樣本數(shù)據(jù)相同。將數(shù)據(jù)集按照7∶3的比例分為訓(xùn)練集和測試集，訓(xùn)練集用來訓(xùn)練模型的參數(shù)，測試集用來測試模型精度。

本文運用Python 中的scikit-learn 模塊構(gòu)建隨機森林模型，構(gòu)建模型的過程中有兩個參數(shù)對模型精度影響較高，分別是n_estimators（模型中決策樹的個數(shù)）和max_depth（模型中決策樹的深度），通過設(shè)置不同的參數(shù)值可以得到模型準(zhǔn)確度的得分曲線，進(jìn)而得到最優(yōu)參數(shù)值，隨機森林模型參數(shù)準(zhǔn)確度曲線見圖4。

圖4 隨機森林模型參數(shù)準(zhǔn)確度曲線

圖4中，橙色和藍(lán)色曲線分別表示訓(xùn)練集和測試集中模型的準(zhǔn)確度，圖4（a）中可以看出，當(dāng)n_estimators 值升至180時，模型準(zhǔn)確度收斂到最高值并趨于穩(wěn)定，n_estimators值為460 時，訓(xùn)練集和測試集的準(zhǔn)確度均達(dá)到最高。圖4（b）中可以看出當(dāng)max_depth值升至15時，模型準(zhǔn)確度收斂到最高值，max_depth值為19時，訓(xùn)練集和測試集的準(zhǔn)確度均達(dá)到最高，將n_estimators 和max_dept 值分別設(shè)為460和19，構(gòu)建隨機森林模型。

運用隨機森林模型實現(xiàn)斜坡地災(zāi)易發(fā)性評價本質(zhì)是一個二分類問題，通過模型可以計算出研究區(qū)的每一個柵格單元發(fā)生斜坡地災(zāi)的概率值，介于0～1。概率值越大，指示該地區(qū)越脆弱，越容易發(fā)生斜坡地災(zāi)，按照等間距法以0.2、0.4、0.6和0.8作為斷點將概率值劃分為5個區(qū)間，由低到高分別賦予極低、低、中、高、極高斜坡地災(zāi)易發(fā)區(qū)，見圖5。

圖5 長江流域斜坡地災(zāi)易發(fā)性分區(qū)圖

3.3 精度評價與分析

通過隨機森林模型得到長江流域斜坡地災(zāi)易發(fā)性評價因子的貢獻(xiàn)程度圖（圖6），可以看出，高程在本次評價中貢獻(xiàn)度值為0.33，坡度貢獻(xiàn)度值為0.29，年均降水量貢獻(xiàn)度值為0.28，地表形變貢獻(xiàn)度值為0.24，坡向貢獻(xiàn)度值僅為0.06，由此可見，高程和坡度所占權(quán)重較大、年均降水量和地表形變次之，坡向和道路距離對斜坡地災(zāi)的發(fā)生貢獻(xiàn)較小。

圖6 斜坡地災(zāi)易發(fā)性評價因子貢獻(xiàn)程度圖

模型的性能可以通過ROC（Receiver Operating Characteristics）曲線體現(xiàn)，ROC曲線分析的是二元分類模型，也就是給定閾值，大于該閾值的認(rèn)為斜坡地災(zāi)容易發(fā)生，小于該閾值則認(rèn)為斜坡地災(zāi)不容易發(fā)生。對易發(fā)性分區(qū)圖劃定不同閾值，分別算出每個閾值下的混淆矩陣，如表2所示。

表2 混淆矩陣

表中TP表示根據(jù)閾值判斷發(fā)生斜坡地災(zāi)，實際確實發(fā)生的點數(shù)；EP表示根據(jù)閾值判斷發(fā)生斜坡地災(zāi)，實際卻未發(fā)生的點數(shù)；FN表示根據(jù)閾值判斷未發(fā)生斜坡地災(zāi)，實際確實未發(fā)生的點數(shù)；TN表示根據(jù)閾值判斷未發(fā)生斜坡地災(zāi)，實際卻發(fā)生的點數(shù)。而ROC 曲線是以偽陽性率FPR為橫坐標(biāo)、真陽性率TPR為縱坐標(biāo)所繪制的曲線，F(xiàn)PR、TPR如式（2），式（3）所示。

而模型精度可以根據(jù)ROC 曲線下方面積AUC（Area Under ROC）值評估，在曲線下方的區(qū)域?qū)?yīng)的面積則為AUC 值，該數(shù)值介于0～1，一般大于0.5，越接近1，模型精度越高。本次斜坡地災(zāi)易發(fā)性評價模型的AUC 值為0.95，表明該模型精度較高，如圖7所示。

圖7 隨機森林模型的ROC曲線和AUC值

雖然ROC曲線結(jié)果表現(xiàn)較好，但是不能反映出斜坡地災(zāi)易發(fā)性評價結(jié)果的空間分布是否合理。因此，為了驗證結(jié)果的合理性，將實際分布的斜坡地災(zāi)位置作為驗證數(shù)據(jù)，統(tǒng)計各個易發(fā)性分區(qū)下的面積、面積占比、斜坡地災(zāi)數(shù)、斜坡地災(zāi)百分比、斜坡地災(zāi)密度，如表3所示，研究區(qū)內(nèi)超過一半的面積為斜坡地災(zāi)極低或低易發(fā)區(qū)，占研究區(qū)面積的68.9%，其中極低易發(fā)區(qū)面積94.2 萬km2，區(qū)內(nèi)斜坡地災(zāi)密度為0.001個/km2；研究區(qū)內(nèi)僅有14.9%的區(qū)域斜坡地災(zāi)易發(fā)程度為高或極高，而位于區(qū)域內(nèi)的斜坡地災(zāi)數(shù)量為9 704個，占研究區(qū)斜坡地災(zāi)總數(shù)的69%，其中極高易發(fā)區(qū)內(nèi)面積占比4%，卻包含了研究區(qū)41%的斜坡地災(zāi)點，斜坡地災(zāi)密度達(dá)到0.08個/km2，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他分級區(qū)域。由此可見，運用隨機森林模型繪制的斜坡地災(zāi)易發(fā)分區(qū)圖符合實際情況。

表3 長江流域斜坡地災(zāi)易發(fā)性評價分區(qū)統(tǒng)計表

對比中國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)布的《中國崩塌滑坡泥石流易發(fā)程度圖》[5]，長江流域斜坡地災(zāi)低易發(fā)區(qū)面積占比從30%升至68.9%，斜坡地災(zāi)中高易發(fā)區(qū)面積占比從70%降低至31.1%。本次研究在大幅度降低斜坡地災(zāi)中高易發(fā)區(qū)面積占比的基礎(chǔ)上，仍有82.5%的斜坡地災(zāi)位于中高易發(fā)區(qū)上，具有較高的準(zhǔn)確性。

結(jié)合長江流域斜坡地災(zāi)易發(fā)性分區(qū)圖可以看出，斜坡地災(zāi)低易發(fā)區(qū)和極低易發(fā)區(qū)主要位于研究區(qū)西部的青藏高原和東部的長江中下游平原，成片狀分布；斜坡地災(zāi)高易發(fā)區(qū)和極高易發(fā)區(qū)集中分布于研究區(qū)中部四川盆地周圍和研究區(qū)東南部的丘陵地帶，高易發(fā)區(qū)主要沿河流和構(gòu)造帶成線狀集群分布，符合地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特點。按照分布特點可以在研究區(qū)內(nèi)劃分4個斜坡地災(zāi)高易發(fā)區(qū)，如圖5所示。

（1）四川盆地西斜坡地災(zāi)高易發(fā)區(qū)。位于四川盆地西的雅安，向南延伸至貴州南部邊界，向北延伸至廣元市，呈C形分布，全區(qū)海拔基本在1 500～2 000 m，自北向南逐漸降低。該區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，地震頻發(fā)，地形陡峭，松散碎屑物質(zhì)豐富，降雨充沛，滑坡、泥石流沿河流密集發(fā)育，威脅區(qū)內(nèi)的水利水電工程區(qū)。

（2）秦嶺-大巴山斜坡地災(zāi)高易發(fā)區(qū)。主要由秦嶺、大巴山組成，南為大巴山，北為秦嶺，海拔多在1 000～3 000 m，區(qū)內(nèi)峰巒重疊，山嶺陡峻，河谷深切。第四系坡殘積層在區(qū)內(nèi)廣泛分布，沿江岸以片巖、板巖、千枚巖等軟質(zhì)易滑巖組為主。

（3）重慶-宜昌沿江斜坡地災(zāi)高易發(fā)區(qū)。位于重慶至宜昌段長江干流沿岸地區(qū)，海拔主要在0～1 000 m，區(qū)域內(nèi)地理環(huán)境復(fù)雜多樣，地質(zhì)構(gòu)造較為發(fā)育，地形陡峭，受長江干支流水系侵蝕作用影響，使得區(qū)域內(nèi)承災(zāi)體穩(wěn)定性變差，易發(fā)生斜坡地災(zāi)。

（4）于山-武夷山斜坡地災(zāi)高易發(fā)區(qū)。位于江西東部低山丘陵區(qū)。地形上山嶺連綿，丘陵廣布，氣候受海洋影響很深，年降水量1 400～1 900 mm。區(qū)內(nèi)以構(gòu)造侵蝕中低山為主，山高坡陡，地形地貌復(fù)雜，臺風(fēng)暴雨為本區(qū)斜坡地災(zāi)的最直接誘發(fā)因素。

4 結(jié) 論

（1）本文以斜坡地災(zāi)孕災(zāi)環(huán)境、誘發(fā)因素和動力學(xué)特征為依據(jù)，選取高程、坡度、坡向、工程巖組、斷層距離、水系距離、震源距離、年均降水量、道路距離和地表形變10個因素作為評價因子，采用隨機森林模型完成了長江流域斜坡地災(zāi)易發(fā)性評價，繪制了長江流域斜坡地災(zāi)易發(fā)性分區(qū)圖，通過ROC曲線評估，模型AUC值為0.95，評價結(jié)果準(zhǔn)確度較高。

（2）通過隨機森林模型對評價因子重要性排序，可以看出高程和坡度對于長江流域斜坡地災(zāi)發(fā)生的貢獻(xiàn)程度較高，年均降水量和地表形變貢獻(xiàn)程度次之，坡向和道路距離對斜坡地災(zāi)的發(fā)生貢獻(xiàn)較小。

（3）與中國地質(zhì)調(diào)查局中國地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院發(fā)布的《中國崩塌滑坡泥石流易發(fā)程度圖》對比，本次研究大幅度降低斜坡地災(zāi)中高易發(fā)區(qū)面積占比，提高了長江流域斜坡地災(zāi)中高易發(fā)區(qū)的精度。

（4）通過斜坡災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)圖，劃分了4個斜坡地災(zāi)高易發(fā)區(qū)域，分別是四川盆地西斜坡地災(zāi)高易發(fā)區(qū)、秦嶺-大巴山斜坡地災(zāi)高易發(fā)區(qū)、重慶-宜昌沿江斜坡地災(zāi)高易發(fā)區(qū)和于山-武夷山斜坡地災(zāi)高易發(fā)區(qū)。劃分的區(qū)域內(nèi)歷史斜坡地災(zāi)點分布集中，可以為長江流域斜坡地災(zāi)防治和水利工程建設(shè)提供支持。