CF耦合LR模型的地质灾害易发性评价

为对自然灾害频发的西北地区进行地质灾害易发性研究,本文考虑了高程、坡向等10类因素,利用确定性系数(CF)模型和确定性系数耦合逻辑回归(CF-LR)模型对城固县地质灾害易发性进行评价。结果表明,CF模型和CF-LR模型的灾害比均呈递增状态,高、极高灾害点密度分别为4.75、5.97个/km²,且两种模型的测试集受试者工作特征(ROC)曲线下面积(AUC)分别为0.812、0.835,验证集ROC和AUC值分别为0.862、0.891。两种模型均能有效评价区域内地质灾害易发性,且CF-LR模型具有更高的评价精度。     

基于GIS和加权信息量的临湘市地质灾害易发性评价

以湖南省临湘市为研究区,选取坡度、坡向、坡高、归一化植被指数、工程地质岩组、地质构造、土地利用和降雨量8个评价因子,应用加权信息量模型,通过GIS空间分析开展研究区易发性评价研究。将临湘市划分为不易发区、低易发区、中易发区和高易发区4个地质灾害易发等级,分别占研究区总面积的4.28%、32.26%、51.73%、11.74%。评价结果与实际灾害发生情况较吻合,可靠性较高,为临湘市地质灾害防治提供了参考依据。     

变量取值方式对崩塌易发性的影响

以湖北省利川市龙驹坝境内G318沿线崩塌为研究对象,在分析崩塌源区形成因素指标(坡度、坡向、曲率、粗糙度、岩性、斜坡结构、节理密度、水系线密度、归一化植被指数和土地利用类型)的基础上,分别选用各指标的原始值、信息量模型所得的信息量值和信息量排序值作为数学统计模型的代表——逻辑回归模型(LRM)的输入变量,进行崩塌源区预测研究,采用ROC曲线线下面积(AUC)对3种方案评价精度进行对比分析.结果表明原始值、信息量值和信息量排序值所得预测精度分别是0.821、0.832和0.855,3种方案的结果总体上不会改变灾害极高和高易发区的空间分布;控制灾害易发性的是地形和地质条件,以信息量排序值输入LRM时精度最高.     

更正

本刊第21期刊发的《全国地质灾害防治"十二五"规划》中,地质灾害易发区中,滑坡、崩塌、泥石流和地面塌陷地质灾害,高易发区面积应为112.7万平方千米,中易发区面积应为377.0万平方千米。鄂西湘西中低山滑坡崩塌重点防治区,面积应为8.91万平方千米。     

区域地质灾害易发性分级方法对比分析研究

地质灾害不仅造成了严重的经济损失和生态破坏,同时也威胁着人类的生存。地质灾害易发性评价是地质灾害风险评价的基础,以往的研究中重在探讨易发性评价方法的选取,而对于地质灾害易发性指数如何分级的研究较少。为了探索地质灾害易发性评价精度验证与定量的分级标准,以四川省汶川县为例,选取12种广泛应用的地质灾害易发性影响因子,运用信息量模型进行易发性评价,运用成功率曲线检验模型的评价精度,提出历史地质灾害累计比例分段法,并与其他8种分级方法进行对比分析与分级精度验证。研究结果表明,用验证样本成功率曲线与非灾害点样本成功率曲线两种方法检验模型评价精度确定了评价模型预测结果的合理性。历史地质灾害累计比例分段法在易发性分级面积比例精度验证、地质灾害频率比分级精度验证与发生地质灾害位置分级精度验证3种方式中均显现出较好的合理性,在9种分级方法中为最优分级标准。     

基于RS与GIS的汶川地区地质灾害易发性评价分析

通过对汶川县2008年landsat5和2014年landsat8遥感影像解译提取了地质灾害信息,利用DEM数据对2014年地质灾害的面积在高程、坡度、坡向等致灾因子下进行统计,利用层次分析法和熵权计分别计算主观和客观权重,进行权重拟合得到综合权重,建立起灾害敏感性评价模型对灾害的易发性进行预测。结果表明:震后新增地质灾害面积与2008年预测的高易发区叠加对比进行验证,两者空间分布基本一致,85.71%的新增地质灾害发生在预测高易发区,面积约为344.94 km2,验证结果良好,表明2014年汶川地质灾害易发性评价结果具备较高的可靠性和可行性。     

基于层次分析法的盐池县地质灾害危险性评价

为探讨区域地质灾害危险性评价方法,在充分研究盐池县地质灾害孕灾环境的基础上,以多源遥感数据和基础地质数据为数据源,选择地层、岩组、土壤、土地利用类型、坡度、坡向、地形湿度指数、径流强度指数、距河流距离、距道路距离、归一化植被指数以及降水量等12个因子,利用GIS提取因子信息,采用层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)建立评价因子及其类型的判断矩阵,构建地质灾害危险性评价指数,对盐池县地质灾害危险性进行评价和分区,划分出极低、低、中、高和极高危险区5类分区并完成精度检验。结果表明:①极低、低危险区的面积分别占全县面积的34%和28%,主要分布在盐池县中北部的丘陵区,中危险区面积约占全县的25%,主要分布在南部麻黄山、王乐井以西以及道路周边地区,高和极高危险区分别占总面积的12%和1%,主要集中分布在河流两侧以及麻黄山地区;②成功率曲线和受试者工作特征(receiver operating characteristics,ROC)曲线与横轴围成的面积(area under curve,AUC)分别为0. 77和0. 89,检验结果精度较好,同时,灾害点密度从极低危险区到极高危险区呈增加趋势且极高危险区的灾害点密度最大,达到了1. 076个/km2;③AHP方法适用于盐池县地质灾害危险性评价,评价结果可为盐池县地质灾害的防范与治理提供一定的参考依据。     

旋转森林模型在滑坡易发性评价中的应用研究

以三峡库区万州段为研究区,从多源空间数据中提取29个致灾因子作为区域滑坡易发性分析的评价指标,在数字高程模型基础上采用集水区重叠法划分斜坡单元,构建旋转森林集成学习模型,定量预测滑坡空间易发性,并生成滑坡易发性分区图。在易发性分区图中,高易发区占11.6%,主要分布在万州主城区和长江及支流两岸;不易发区占45.6%,主要分布在人类工程活动低、植被覆盖度高的区域。采用受访者工作特征曲线和曲线下面积对旋转森林模型的滑坡易发性进行评价,结果显示该模型的预测精度为90.7%,其预测能力优于C4.5决策树。研究表明,应用旋转森林进行滑坡易发性评价具有预测能力强、精度高等优点。     

气象驱动下的终端湖泊流域环境变化研究

在干旱地区,终端湖面积变化受气候影响较大,同时湖泊面积变化对生态环境平衡和土地利用变化起着重要作用。基于Landsat和JRC Global Surface Water(JRC GSW)多源遥感数据、气象数据、土地利用数据和NDVI数据,分析了艾比湖水面面积变化及驱动因素,以及对艾比湖流域环境的影响。得出如下结论：2000—2020年艾比湖面积呈现先减少后增加的趋势,2010年左右为转折点;面积变化与降水量的相关性最大(R²=0.589,P <0.01和R²=0.519,P <0.05);流域内耕地面积增长最大,为3 140 km²,占研究区总面积的6.23%;其次是草地面积增加1 402 km²,占研究区总面积的2.78%;而面积减少最多的是未利用土地,为2 974 km²,占总面积的5.90%,主要转化为草地和耕地;由NDVI变化可知,该流域内的植被主要由草地构成,并且草地高覆盖(>0.8)区呈现出增加趋势,集中在人类活动区。干旱区终端湖泊面积变化监测是生...     

基于GEE的干旱区流域湿地水体时空动态变化特征分析——以宁夏平原为例

黄河流域生态保护和高质量发展已成为国家重大战略,宁夏平原为黄河流域具有代表性的典型湿地区域。本文基于谷歌地球引擎平台(GEE)对宁夏平原1984—2020年湿地水体的历史覆盖、面积变化、类型转变及季节性演变等动态信息进行分析与评价。结果表明：(1) 1984—2020年宁夏平原湿地水体历史覆盖面积为1 373.86 km²,占研究区面积的8.1%,全时段覆盖水体面积为116.46 km²;(2) 1984—1999年至2000—2020年宁夏平原地表水体面积共计增加482.99 km²,总体面积变化率为45.6%;(3)研究区新增永久性水体明显,过去37年新增永久性水体218.89 km²,同时季节性水体面积变化幅度较大;(4) 2020年,全年覆盖水体占比为39.45%,而1—6月覆盖时间的水体面积占比超过50%。本文成果可为环境保护和黄河流域高质量发展提供数据支撑。     

黑龙江省呼玛至十八站公路路域生存环境质量评估

针对建设绿色公路不可避免地对路域生存环境质量造成影响的问题,本文选用Landsat 8卫星影像、ASTER GDEM 30 m分辨率的DEM数据、2020版30 m全球地表覆盖数据,利用ENVI 5.3和ArcGIS 10.2平台协同操作,从公路的路域植被覆盖度变化、土壤侵蚀度、生存环境适宜性3个角度分析对生存环境质量的影响。研究结果表明,公路建设前后路域植被覆盖度超75%区域从2 673.8 km²降至2 389.82 km²,植被覆盖度为45%~75%的区域从997.31 km²降至767.19 km²;土壤侵蚀程度以中度侵蚀和高度侵蚀为主,中度侵蚀和高度侵蚀总计面积3 927.99 km²,占比达79.04%;生存环境适宜性方面,公路左侧呼玛河流域及附近最高,公路右侧的林区大面积图斑块次之。     

基于优化随机森林模型的滑坡易发性评价

以三峡库区沙镇溪镇-泄滩乡为研究区,探索基于最短描述长度原则的信息增益法对滑坡连续型因子进行离散的效果,计算皮尔森系数去除高相关因子。利用信息量法预测的极低、低易发区随机抽取非滑坡样本点。通过迭代计算袋外误差估计确定较优的随机特征及其数目,将优化后的随机森林对研究区滑坡进行易发性评价,并与逻辑回归等方法进行比较。绘制各算法预测结果的接收灵敏度曲线,其中优化后的随机森林预测结果的曲线下面积较高,达91.8%,表明优化随机森林模型在滑坡易发性评价中具有较高的预测能力。     

汶川地区地质灾害易发性评价方法对比分析

在比较和分析了目前国内外研究和应用较多的几种地质灾害评价理论和方法的基础上,对汶川县2014年landsat8遥感影像解译并提取了地质灾害信息,利用DEM数据对20014年地质灾害的面积在高程、坡度、坡向等致灾因子进行了统计。采用信息量法、层次分析法、加权信息量对汶川地区地质灾害易发性进行了评价。通过这3种评价方法的结果对比表明:采用单一的信息量法、层次分析法做地质灾害易发性评价时各有优势和不足,将多种易发性评价方法进行合理的综合应用是地质灾害易发性评价的优选方法。     

GEE云平台支持下的西天山森林遥感监测与时空变化分析

针对区域大尺度森林遥感调查、精确信息提取和时间序列变化监测过程中存在的数据挑选困难、计算效率较低、提取精度不高等问题,本文基于谷歌云计算平台（GEE）强大的海量遥感数据组织、存储和计算功能,根据新疆干旱区森林资源的空间分布特点,结合多源遥感数据和地理要素数据集,首先构建了光谱+纹理+地形等多维分类特征集;然后在地理国情监测森林地面调查样本数据的协助下建立了西天山森林分类样本数据库;进而采用随机森林分类算法实现了对西天山森林1995、2000、2005、2010、2015和2018年6期自动分类;最后通过云端与本地相结合完成了森林资源遥感分类数据编辑检查、制图与分析。研究结果表明：①1995-2018年西天山森林总体呈动态扩张趋势,森林分布面积从1995年的3 953.6 km²年增加到2018年的4 243.2 km²,增长速率为12.6 km²/a;在结构组成上,西天山森林以针叶林为主,阔叶林、灌木林、针阔混交林较少。②在时间变化过程上,西天山森林的扩张态势呈现缓中增强,2005-2018年增长速率要明显高于1995-2005年。③在空间变化特征上,不同森林类型之间的转化很少,新增林地主要来自非林地,2000年以来非林地转林地的面积约为520 km²。非林地转化为林地区域主要集中在特克斯县分局、尼勒克县分局、昭苏县分局、新源林场、巩留分局、伊宁分局,转入面积分别为111.14、102.19、67.16、56.45、42.76、40.71 km²。     

基于USLE模型的望奎县2017年土壤侵蚀定量分析

利用USLE模型对望奎县2017年土壤侵蚀做定量分析。结果表明：1)该县土地侵蚀总面积为567.88 km²,占总土地面积的24.47%。2)以中度侵蚀为主,中度侵蚀面积为298.58 km²,占总侵蚀的52.58%;轻度侵蚀次之,面积为218.30 km²,占38.44%;强烈侵蚀面积为33.73 km²,占5.94%;剧烈侵蚀地区总面积为10.51 km²,占1.85%;极强烈侵蚀面积为6.76 km²,占1.19%。研究结果可以为望奎县及具有同类特点的区域在水土治理和防治上提供借鉴依据。     

利用全卷积网络提取Sentinel-2影像高低层建筑区

面向Sentinel-2多光谱数据,依据影像地物空间结构和地表实际功能类型将建筑区分为高层建筑区和低层建筑区,构建了一种基于全卷积网络模型的高、低层建筑区快速提取技术。在此基础上,以雄安新区及其周边为试验区,选取2017年3月获取的4景Sentinel-2多光谱数据进行试验验证和分析。结果表明：本文技术能够实现大范围区域内高层和低层建筑区的快速提取,总体平均提取精度达到95.30%,其中高层建筑区平均提取精度为99.22%,低层建筑区平均提取精度为91.38%,该技术明显优于现有基于纹理结构的高低层建筑区提取方法。通过对提取结果进行统计分析发现：约4.4×10⁴ km²的研究区内高层和低层建筑区分别约为94和7351 km²;雄安新区中心三县内高层和低层建筑区分别约为1.25和312.24 km²。本文技术具有很好的推广性,结合Sentinel-2数据大幅宽高频次观测特点和更多类型建筑区样本,可以实现大范围地表多类型建筑区动态监测。     

基于DEM的不同地貌类型区小流域划分及分布特征研究——以贵州省赤水河流域为例

小流域已经成为水土流失治理、生态系统修复等研究工作的重要地理单元。本文以贵州省赤水河流域为研究对象,探索我国西南典型喀斯特与非喀斯特地貌混合分布区小流域划分方法及小流域分布特征,基于DEM提取小流域边界,利用1∶5万地形图进行修正,并结合野外调查和地质、水文数据验证,最终将贵州省赤水河流域划定了753个小流域。其中,喀斯特地貌区小流域个数358个,喀斯特+非喀斯特地貌区小流域个数182个,非喀斯特地貌区213个;就不同流域类型小流域划分结果看,完整型小流域530个,区间型小流域180个,坡面型小流域43个;这些小流域中面积小于3km²的有9个,面积在3～10km²的有310个,面积在10～30km²的有348个,面积在30～50km²的有86个。贵州省赤水河流域小流域划分研究可为小流域治理工作提供依据,为区域制定水土保持方案和生态建设措施提供辅助决策,促进喀斯特地区水土保持与生态环境建设。     

近20年鄂西地区植被覆盖度时空变化特征分析

基于2000—2020年的MOD13Q1 NDVI遥感数据,使用像元二分模型计算湖北省西部山体区域的植被覆盖度,并利用斜率模型、马尔可夫转移矩阵模型和赫斯特指数综合分析了植被覆盖度的时空变化规律。结果表明,研究区的植被覆盖度总体呈上升趋势,平均植被覆盖度增加了0.025,轻微增长区域面积为44 359.26 km²,显著性增长面积为3 069.375 km²,不显著性变化的面积为39 862 km2。2000—2020年期间,时序植被覆盖度的赫斯特指数为0.63,表明研究区内植被覆盖度的增长趋势在未来是可持续的。本研究成果不仅可为城市生态环境评价提供科学依据,而且可为城市的生态建设和可持续发展提供决策支持。     

都江堰虹口乡地质灾害风险评价

针对都江堰虹口乡地质灾害高易发的现状,利用GIS技术与信息量模型相结合的方法,结合专家打分法,开展虹口乡地质灾害风险评价,将其划分为高度、中度、低度和极低度4级风险区地质灾害高低反映了该区域的地质灾害现状,具有较高的准确性,从而说明本文评价方法的有效性,为有效防治地质灾害及后期的灾害监测提供了科学依据。     

基于不同斜坡单元划分方法和BP神经网络的泥石流易发性评价

选取合适的评价单元是泥石流易发性评价的关键,为探索斜坡单元不同划分方法对泥石流易发性评价结果的影响,本文以泥石流多发地东川区为例,对比分析了水文分析法和曲率分水岭法两种斜坡单元划分方法在泥石流易发性评价中的效果。首先在解译泥石流点的基础上,采用不同划分方法的斜坡单元作为评价单元,然后对初步选取的指标因子进行多重共线性和贡献率分析,以完善指标因子体系,最后构建基于BP神经网络的泥石流易发性评价模型。结果表明,泥石流极高和高易发区主要集中分布于研究区小江河谷和金沙江南岸,该地区地质环境脆弱,危险性较高。基于曲率分水岭法的易发性模型AUC值为0.865 8,高于水文分析法的0.815 3,表明采用曲率分水岭法划分的斜坡单元更适用于研究区泥石流易发性评价。