基于加权信息量的地质灾害易发性评价——以四川省泸定县为例

[目的]对四川省泸定县进行地质灾害易发性评价,为该区地质灾害预防预测提供依据。[方法]借助谷歌影像解译,获取崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害隐患点279处。选取地形地貌、岩性构造、气象水文、土壤与土地利用(LULC)4个方面构建评价指标体系。运用确定性系数法确定因子权重,并结合信息量法构成加权信息量模型。通过ArcGIS空间分析平台,开展灾害易发性评价。[结果]研究区极高和高易发区分别占总研究区面积的13.54%,26.49%。地质灾害点共225处落在极高易发区和高易发区内,占总样本灾害点的80.65%。通过受试者工作特征曲线(ROC)的线下面积(AUC)进行检验,其值为0.793,评价模型精度良好。[结论]对四川省泸定县的地质灾害易发性进行了等级划分,采用的加权信息量方法的易发性评价结果可信。     

基于确定性系数模型的泸水市泥石流易发性评价

以泥石流灾害频发的怒江州泸水市为研究区,选取坡度、高程、河流距离、道路距离、岩性、断裂带距离、降雨量、NDVI、土地利用9个影响因子,建立了泸水市泥石流灾害易发性评价体系。采用确定性系数模型(CF模型)进行了泥石流灾害易发性评价,将泥石流易发性评价结果分为极高易发区、高易发区、中易发区、低易发区4个等级。结果表明:研究区高易发区及以上级别的易发区内发生的泥石流灾害数量占总数的95.32%,易发性评价结果正确率达到81.99%,表明选取的评价指标合理,CF模型适用于泸水市的泥石流灾害易发性评价研究。泸水市泥石流灾害高易发区也是居民点集中分布区,评价分区结果对泸水市的泥石流灾害防灾减灾具有一定的借鉴作用。     

基于GBDT-LR和信息量模型耦合的滑坡易发性评价

[目的]探索准确、快速的滑坡易发性区划方法,为区域安全监测提供参考,为政府治理滑坡灾害提供科学依据。[方法]以安徽省池州市贵池区为研究区域,采用梯度提升决策树—逻辑回归(GBDT-LR)和信息量(I)模型耦合的方法,实现区域滑坡易发性评价。该方法通过对原样本地学习,组合产生新的模拟样本,从而增强易发性评价模型对滑坡的拟合能力;采用Borderline-Smote算法解决样本数据不对称的问题。选用r.slopeunits软件划分的斜坡单元作为最小评价单元,选取坡度、坡向、地形曲率、剖面曲率、平面曲率、地形湿度指数(TWI)、地形起伏度、归一化植被指数(NDVI)、距断裂距离和距水系距离总计10个评价因子。分别从频率比、滑坡灾害点及隐患点密度、ROC曲线3个方面对构建的滑坡易发性模型进行评价。[结果]试验结果表明：耦合模型I-GBDT-LR分别比I,LR,I-LR模型的高易发区频率比所占比例提升约10%,13%,7%,高易发区滑坡灾害点及隐患点密度分别提升约9,11,7,ROC精度提升约10%,9%,5%。[结论]从检验指标综合来看,耦合模型的精度均高于单一模型,所提出耦合模型精度又高于I...     

基于GIS的城市滑坡灾害易发性评价——以湖北省宜昌市城区为例

[目的]对城市滑坡灾害进行易发性分区评价,为城市规划与防灾减灾工程提供理论依据。[方法]以湖北省宜昌市城区为研究区,通过GIS平台选取高程、坡度、地层岩性、归一化植被指数(NDVI)、与水系的距离和道路密度等6个评价因子,采用似然比方法分析评价因子和滑坡发育的关系,并以归一化似然比值将评价因子参数分类量化;以量化值作为Logistic回归模型的自变量,抽取样本数据建立滑坡易发性评价回归模型。[结果]评价因子结果显著,模型的整体准确率达到79.2%,ROC曲线下面积达0.871;极低易发区和低易发区占全区面积的61.59%,包含滑坡灾害的11.29%;高易发区和极高易发区虽仅占全区面积的17.88%,却发育了68.55%的滑坡灾害,结果与滑坡灾害分布特征相符合。[结论]对宜昌市城区的滑坡易发性进行了等级划分。采用GIS和Logistic回归相结合的滑坡易发性评价方法,结果准确可靠。     

基于贡献率模型的崩塌易发性评价——以广州市白云区为例

[目的] 根据地质灾害野外普查空间数据库,分析花岗岩风化残积土发育地区崩塌形成机理和破坏模式,探究不同环境孕灾因子对崩塌发育的贡献率,评估崩塌灾害空间易发性与分布规律,为中国东南沿海地质灾害多发区的灾害防治工作提供科学支持。[方法] 在分析广州市白云区花岗岩风化残积土崩塌发育特征的基础上,选取高程、坡度、坡向、地形起伏度、距地表水体距离、降雨量、地层岩性、土地利用类型共8个与崩塌灾害发育密切关联的致灾因子构建崩塌灾害易发性评价指标体系,叠加研究区内404个历史崩塌数据,依据贡献率模型计算统计各指标因子崩塌灾害敏感性和空间分布特征。采用各二级指标因子贡献率的修正样本差确定因子权重。[结果] ①研究区内坡度、高程和地形起伏度对崩塌易发性贡献程度较高,坡向、地层岩性、降雨量在崩塌灾害易发性评价中贡献程度较低。②极高易发区主要集中在丘陵西麓,崩塌易发性由山地线范围外层边缘向中心逐级降低。③崩塌极高易发区和高易发区崩塌比率占总崩塌比率超过85%,模型易发性评价成功率和预测率分别达到91.3%和92.6%。[结论] 斜坡地形地貌因子对崩塌发育影响较显著,基于贡献率的崩塌灾害易发性评价模型能够客观量化指标因子权重,模型预测评价结果精度较高,易发性区划符合实际崩塌发育空间分布特征。     

不同环境因子联接方法对崩岗易发性评价的影响

[目的] 研究不同联接方法对崩岗易发性的影响,为区域崩岗的精细化空间预测提供理论依据,进而为合理、经济、高效地做好防灾减灾提供科学支持。[方法] 基于随机森林模型,选择改进频率比(ALSA)与传统频率比(FR)两种不同联接方法,通过地理探测器选取年平均降雨量、年平均降雨侵蚀力、土壤可蚀性、坡长因子、黏粒含量、坡度、砂粒含量、标准化VH通道后向散射系数(表征地表覆被的性质)作为评价指标,以江西省兴国县永丰镇为例开展崩岗易发性评价。[结果] ①ALSA-RF模型较FR-RF模型精度更高,ACC,AUC值分别为83.89%,0.893 0; ②研究区极高、高易发区主要分布于其西南区域,这与实际崩岗分布情况较吻合。[结论] 改进频率比的联接方法较传统频率比方法可以更好地体现区域崩岗的分布规律,可为滑坡研究领域中的类似问题提供借鉴。     

基于斜坡单元的怒江州滑坡易发性研究

开展滑坡易发性分析是制定合理的地质灾害防治规划的基础，对防灾减灾工作具有重要意义。以怒江州为研究区，斜坡单元为评价单元，选取高程、坡度、坡向、NDVI、距河流距离、降雨量、岩性、距断层距离和距道路距离9个因素为评价因子，采用信息量(I)模型、确定性系数(CF)模型以及I-LR、CF-LR耦合模型进行滑坡易发性评价，并对4种模型进行精度验证。结果表明：(1)CF-LR模型中滑坡点落入高、极高易发区占比最大，为88.77%,且滑坡点密度(0.309 2)最大，高于I模型(0.285 4)与CF模型(0.277 6)单一模型；(2)极高、高易发区主要发育于怒江、独龙江、澜沧江和通甸河4条河流一带；中易发区主要分布于研究区东部；低和极低易发区主要分布在研究区的北部、中部以及西部边缘地区；(3)根据基于Sridevi Jadi经验概率法和ROC曲线的结果均表明，CF-LR模型预测精度高于其他3个模型。     

川鄂褶皱山地溪洪-滑坡灾害与主要自然因子的关系——以香溪河流域为例

[目的]明确影响香溪河流域溪洪—滑坡灾害分布的瓶颈性自然因子,为其代表的三峡库区东部川鄂褶皱山地山洪地质灾害防治提供科学依据,并探讨地理探测器模型的应用表现。[方法]应用GIS技术、逐步回归和地理探测器模型,分析研究流域溪洪—滑坡灾害分布与主要自然因子的定量关系。[结果]进入回归模型的5项因子总解释度80.6%,贡献率依次为岩性脆弱性28.6%,断层缓冲区19.8%,NDVI18.9%,暴雨极值16.4%,岩性软硬程度16.3%;地理探测中对因变量解释度较大的5项因子分别为岩性脆弱性24.5%,断层缓冲区20.9%,NDVI 18.3%,土壤入渗性16.3%,岩性软硬程度14.8%;岩性脆弱性与NDVI值、坡度的交互作用强度分别达68.8%和62.0%。[结论]地质要素对流域溪洪—滑坡灾害分布具有绝对的控制作用,植被的影响其次,土壤和降水的影响有限,地形的作用体现在协同方面;地理探测器模型为定量分析非线性变量间的关联性提供了新的视角,但它消除了自变量的数值属性,在变量影响方向和重复性侦测方面有局限。     

基于GWR模型的江西省山洪灾害区域异同性研究

[目的]探索山洪灾害空间分布的规律,为江西省山洪灾害防治和各流域的监测和管理提供重要决策支持。[方法]根据山洪灾害的形成机理,从触发因子、孕灾环境、承灾体3个方面选取9个解释变量,将山洪灾害调查数据的5项内容作为反应变量,并作为评价山洪灾害度的指标,利用地理加权回归方法(GWR)构建模型,然后利用GIS技术探讨江西省3个不同区域山洪灾害空间分布的异同性。[结果]同一区域不同山洪灾害度指标的模型之间具有异同性,不同区域同一山洪灾害度指标的模型之间也具有异同性,不同灾害度指标的空间分布也表现出明显的异同性。[结论]在构建各项灾害度指标模型时,不仅要考虑到地域上的差异,也要考虑到不同灾害度指标之间的差异,GWR模型能有效地解释局部空间变化情况和重要解释变量的分异性。     

林芝市公路地质灾害易发性区划及气象预报模型

[目的]对西藏自治区林芝市公路地质灾害易发性区划及气象预报模型进行研究,为实施该市境内公路沿线地质灾害气象预报提供理论依据。[方法]首先,选取了林芝市公路沿线15 km缓冲区内的断层密度、土壤类型、坡度、沟谷密度、年降水量、土地利用、裸岩率和距河流的距离8个地质灾害易发性区划因子,通过信息量及逻辑回归方法确定各区划因子的系数,得到了地质灾害易发性区划模型;再进一步依据地质灾害发生当日、前1日、前2日和前3日的日降水数据,使用逻辑回归方法建立了地质灾害气象预报模型。[结果]林芝市公路沿线15 km缓冲区内的大部分地区地质灾害易发性概率小于0.4,且离道路越近,地质灾害易发性概率越大。将该预报模型用于历史地质灾害点数据进行检验,发现该模型的预报准确率为85.71%,漏报率为14.29%。[结论]受地形地貌、降水资料等影响,该模型预报结果可能与实际情况存在一定的偏差,但能反映基本趋势。     

基于遥感与GIS技术的洪水淹没状况分析——以安徽省安庆市望江县为例

[目的]以安徽省安庆市望江县为研究区,设计20a一遇洪水灾情,为遥感与GIS相结合在灾情分析上的应用提供科学依据。[方法]结合遥感与地理信息系统(GIS)技术,以遥感、DEM为数据基础,对土地进行监督分类,采用种子蔓延算法,推算淹没范围,与土地类型相叠加,得到淹没范围内各类型土地淹没比例。建立洪水灾情评估模型,通过类比法对20a一遇的洪灾进行模拟分析。[结果]望江县在20a一遇的洪水影响下,受灾面积超过总面积的50%,受影响人口超过90%,利用淹没数据结合案例进行灾情评估可定性为较大洪涝灾害,与评估系数相近的台风"珍珠"进行类比,利用试验数据设计出救灾抢险措施。[结论]遥感与GIS技术相结合为洪灾设计提供了平台,利用淹没数据,在面对洪灾时可以第一时间对灾情等级进行评估,通过与同等级灾情类比分析并结合实际,能够快速准确地拟定救灾措施,评估损失,并作为案例便于参考分析。     

西部社区山地灾害风险认知与应急管理能力评价——以四川省彭州市小鱼洞镇为例

[目的]探讨山区留守人员对地质灾害(如崩塌、滑坡与泥石流等)的减灾防灾的认知情况以及对当地政府的应急管理能力进行评价。[方法]选取受泥石流等山地灾害威胁的彭州市小鱼洞镇为研究区,基于实地问卷调查数据,并用SPSS与Microsoft Excel软件进行描述性分析,获得了受访人员对有效减灾防灾措施的认可度。[结果]留守人员对于减灾防灾的基本理论知识和应急反应能力是有限的,公众对防灾减灾的认知有一定的错误和曲解;通过已有的评价模型对小鱼洞镇地质灾害应急管理能力进行评价,评分为84,表明该区域应急管理能力较强,当地人民也较为满意。[结论]在起草紧急计划之前,政府应该更多的考虑留守群体的期望和实际的疏散能力,而不是靠想象中的情况来完成计划好的工作,同时加强应急管理能力的建设,提高突发地质灾害应对能力。     

基于GIS的青海省雪灾风险评估模型

通过建立雪灾定量化评估模型,提供反映雪灾地理分布特征的风险区划,以实现快速、准确地对区域雪灾进行大范围监测和情景分析。根据青海基础地理信息数据,以县级行政为评价单元,提取了91.7 m×91.7 m栅格的坡度、坡向、草地类型等孕灾环境参数值,对雪灾形成的潜在地理条件进行分析;以雪灾规模、频率和密度等为致灾体危险性指标;选取人口密度、经济密度、交通密度以及土地资源丰富度等社会经济背景数据为承灾体易损性评价指标。基于ArcGIS平台,应用数学综合评价法建立了基于空间统计分析的青海牧区雪灾定量化综合风险评估模型,在使用相关基础图件和资料基础上,对属性和图形数据库进行操作,分别得到雪灾的孕灾环境敏感性、灾害危险性、承灾体易损性评价图层,再经过图层叠加、斑块合并以及等级划分等操作,最终得到青海省雪灾风险区划图。研究结果可对牧区越冬前采取有效风险管理以减轻损失,保障草地畜牧业的可持续发展具有重要意义;并且为当地政府及防灾救灾部门制定灾前减灾规划和灾后救助决策提供科学依据,研究方法对于全国其他省区的雪灾风险评估也具有重要参考价值。     

基于改进熵权法和云模型的安徽省淮河流域防洪减灾能力评估

[目的]科学评估防洪减灾能力,为地区制定出科学有效的防洪减灾政策提供参考。[方法]由监测预警能力、防洪除涝能力、抢险救灾能力、灾害管理能力构成防洪减灾能力评估的指标模型,并采用最小相对信息熵原理和秩比法对传统熵权法进行改进,各指标权重由改进的熵权法来计算,然后用改进熵权法以及云模型来建立评估模型,并用来评估安徽省淮河流域的防洪减灾能力。[结果]淮河流域内的防洪减灾能力处于中下等水平;空间差异分布比较明显,流域北部相对高于南部,流域东部相对高于西部;市辖区的防洪减灾能力相对较高,县域防洪减灾能力相对较低;其中肥西县和淮北、蚌埠、淮南、滁州市防洪减灾能力处于高水平;长丰、五河、凤台、萧县和天长、阜阳、六安市属于相对较高水平;肥东、濉溪、砀山、泗县和宿州、界首、明光市为中等水平;其余市县则为相对较低水平。[结论]通过防洪减灾能力评估结果,可以找出流域内各城市防洪减灾能力的差异及存在的薄弱环节,提高流域内整体防洪减灾能力。     

以土地利用为基础的安徽省生态评价遥感信息模型

[目的]建立更科学合理的生态评价遥感信息模型,为研究区的可持续发展提供参考依据。[方法]利用NDVI(归一化植被指数)和像元二分模型监测植被覆盖度作为地表植被覆盖信息的评价指标;用热惯量法反演研究区的土壤含水量作为研究区地表植被覆盖信息与土壤肥力的评价指标;采用目视解译获得土壤质地的编码分布图并进行影像化处理,将土壤中物理性黏粒含量作为评价土壤板结情况指标;利用线性光谱混合分解模型提取研究区的裸地比率作为土地荒漠化程度的评价指标。[结果]从土地利用的角度构建了生态评价指标体系,建立了以像元为单位的生态评价定量化遥感信息模型。[结论]植被覆盖度因子对研究区生态评价的影响程度相对较大;在生态评价过程中本研究新建模型总体评价精度比传统方法提高了15%。     

降雨入渗作用下秭归向斜核部南段斜坡稳定性评价

[目的]开展降雨条件下湖北省秭归县向斜核部斜坡稳定性评价研究,为政府部门减灾防灾工程提供科学支持,为滑坡灾害的预测和管理提供科学依据。[方法]以耦合了地下水动力学的TRIGRS无限斜坡稳定性计算模型为基础,详细介绍了斜坡稳定性评价的数据处理过程以及参数选取方法。[结果]发生斜坡失稳的区域多位于松散土体中等厚—较厚,地形坡度中等的区域,尤其是土层厚度在7—10m,地形坡度在20°~30°范围内为斜坡失稳高发区。[结论]在土层厚度和地形地貌的双重控制下,短历时强降雨入渗作用导致孔隙水压力增大,这些区域的斜坡土体极易发生滑动,为滑坡危险性较高的多发区域。斜坡稳定性评价结果和滑坡实际分布吻合程度较高,在一定程度上反映出降雨诱发滑坡空间分布关系和分布规律。