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。     

基于监测降雨的华蓥山区域地灾预警系统

华蓥山地区地质灾害分布广、危及面积大且区内降雨量丰富,建立相应的区域预警系统,可以减小灾害带来的损失。选择影响地质灾害易发性的评价指标并将其量化,建立Logistic回归模型,计算区域内已划分各单元格地质灾害发生的概率值,同时利用Logistic回归模型对地区实时监测降雨信息进行统计分析,计算降雨量引发地质灾害的概率值。依托MapGIS平台分析生成研究区地质灾害危险性区划图、降雨量危险性分级图和预警等级图,并进行预警信息的发布。     

顾及样本优化选择的多核支持向量机滑坡灾害易发性分析评价

滑坡灾害易发性分析评价对地质灾害的防治与管理具有重要意义。针对滑坡灾害样本选择策略,单核支持向量机多特征映射不合理的问题,本文提出顾及样本优化选择的多核支持向量机(multiple kernel support vector machine,MKSVM)滑坡灾害易发性分析评价方法。为了保证样本平衡性并提高负样本的合理性,采用相对频率比(relative frequency,RF)综合评价各状态对于滑坡灾害易发性影响的重要程度,实现各评价因子状态的合理划分;利用确定性系数法(certainty factor,CF)计算各评价因子各状态分级影响滑坡灾害的敏感性,并在此基础上进行加权求和得到各栅格单元的滑坡灾害易发性指数,在滑坡灾害易发性指数极低和低易发区内随机选择与滑坡灾害点数目一致的非滑坡灾害点作为负样本数据。利用MKSVM对各特征空间最优核函数进行线性组合,解决了单一核函数映射不合理的问题,提高了模型的分类准确率和预测精度。以湖南省湘西土家族苗族自治州为研究区,从滑坡灾害易发性分区图、分区统计及评价模型精度3个方面对CF样本策略的MKSVM模型、CF样本策略的单核SVM模型、随机样本策略的MKSVM模型、随机样本策略的单核SVM模型进行了对比分析。结果表明,4种模型的受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic,ROC)下的面积(area under curve,AUC)分别为0.859、0.809、0.798、0.766,验证了CF样本策略的合理性、有效性及MKSVM模型的可靠性。     

层次分析法的黄河上游滑坡易发性评价

针对黄河上游龙羊峡至积石峡段滑坡灾害分布易发性评价与区划成图问题,该文以ArcGIS为平台,联系评价区的实际特点,选取地貌类型、地层岩性、降雨、断层、坡度为评价因子,运用层次分析法(AHP)确定各评价因子的权重,建立研究区滑坡易发性评价模型,结合GIS的空间分析功能实现研究区内滑坡灾害的易发性区划。结果表明,滑坡灾害主要集中在龙羊峡库区右岸和群科-尖扎盆地。区划结果与野外实际调查基本吻合,为今后GIS应用于地质灾害区划提供了思路,同时可为区内地质单位进行灾害监测提供基础数据和依据。     

遥感技术在图们地区地质灾害危险性评价中的应用

图们市是地质灾害多发地区,这些地质灾害具有密集性、易发性、群发性和重复性的特点,对当地人民生命财产安全构成威胁,更制约着当地社会经济可持续发展。本次研究以2005年SPOT-5影像、2015年GF-2影像为数据源,选取地貌、岩土体类型、地质灾害点密度、地质构造、森林覆盖率、降雨量和人类工程活动7个评价因子,采用网格分析法获取各因子的量化分级图。通过Arc GIS的栅格计算功能,将各因子加权叠加获取危险性指数分布图,再通过surfer重分类生成研究区地质灾害危险性区划图。研究表明,图们市地质灾害危险性程度以轻度和微度为主,重度和中度区主要集中在重要交通干线和居民集中生活区,应加强危险性重度和中度区的地质灾害监测和排查工作。     

基于高分一号卫星的江西樟树市地质灾害评价

运用高分一号卫星进行江西樟树市地质灾害评价对于科学防治地质灾害,提高国产卫星应用水平具有重要意义。本文通过正射校正、影像融合、几何校正等步骤对高分一号影像进行预处理,然后对处理后的影像进行地质灾害解译,获取樟树市地质灾害分布情况。在进行地质灾害评价过程中采用小流域评价单元,选取灾害点密度、地表水文、构造断裂带、工程活动、岩土类型、地形坡度等6个评价因子,并运用层次分析法确定因子权重,通过加权平均法最终获得樟树市地质灾害易发性综合评价图,其精度为78%。结果表明樟树市易发生地质灾害的地区占全市总面积的34.68%,易发程度最高的地区主要分布在东南部,占全市总面积的7.82%。     

云南某县地质灾害与土地利用类型相关性分析

应用法国SOPT-5图像,以ERDASIMAGE软件为平台对研究区土地利用进行监督分类,分析研究区土地利用各个类型与地质灾害的相关性,利用层次分析法确定影响灾害指标及权重。得出居住用地区是地质灾害高易发区,对应了地质灾害易发分区图。     

模型构建器在地质灾害易发性评价中的应用

地质灾害的发生受到地形地貌、地质构造等因素的影响,在进行易发性评价时通常选择坡向、道路、地层岩性和斜坡结构作为评价因子。以自然斜坡单元为评价单元,借助于ArcGIS平台的模型构建器和Python脚本语言,结合平台自带的多种分析、统计工具,以输出为输入方式构建评价因子模型。从简单模型和模型构建器+Python 2个角度,分析栅格、线型和面状类评价因子的生成与赋值,探索模型构建器在地质灾害易发性评价中的应用,为评价提供一种流程化、自动化的数据处理方式。     

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。     

内江市景观格局对地质灾害易发性的影响分析

为探讨地表土地景观格局对地质灾害易发性的影响,丰富地质灾害易发性评价体系,以内江市为研究区域,选取高程、坡度、降雨量、植被指数、地层岩性和距构造距离为评价指标,利用层次分析法进行地质灾害易发性评价,以乡镇为统计单元,运用空间滞后模型进行回归分析,定量地探讨了景观格局对地质灾害易发性的影响.结果表明:地质灾害易发性和平均斑块面积、景观蔓延度和香农多样性指数显著正相关.地质灾害易发性与部分景观格局指数存在显著的相关性,景观格局可以在一定程度上反映地质灾害易发性的空间分布,可以在今后的地质灾害评价中将景观格局作为评价指标进行考虑,同时也为实现生态保护和防灾减灾的综合治理提供科学参考.     

新源县汇水域单元滑坡灾害易发性评价

针对滑坡灾害易发性难以定量评价的问题,提出了以汇水域为基本统计单元,层次分析法与信息量法相结合的滑坡易发性评价模型。该模型是在综合分析已有监测数据的基础上,建立了坡度、黄土分布、土地表覆被、水系、断层、高程、地表粗糙度、坡向等8类要素与滑坡稳定性的相关性,根据评价结果将滑坡易发性划分为5个不同的等级。基于新疆新源县滑坡易发性评价的实验结果表明,该模型评价结果与滑坡实际分布情况相符,能够准确对不同汇水域灾害易发性进行分级评价,可以为相关部门进行防灾、预警提供一定的数据支持。提出了一种主观判断与客观分析相结合的方法,回答了"什么地方最容易发生地质灾害"的问题。     

层次分析-熵值定权法应用于山区城镇地质灾害易发性评价

我国西南山区很多城镇面临着崩塌、滑坡等地质灾害的威胁,开展山区城镇地质灾害易发性评价研究具有重要意义。本文对重庆市武隆区羊角场镇进行了地质灾害易发性评价研究,在确定区域易发性评价因子的基础上,综合层次分析法和熵权法两种方法确定评价因子的权重,最后采用易发性指数并基于ArcGIS对研究区进行易发性评价和区划。易发性分区结果与已有的地质灾害分布有较好的对应关系。采用的组合赋权法先用层次分析法确定主观权重,然后又结合熵值法对权重进行修正,在一定程度上减少了主观影响,对地质灾害易发性的量化更加准确与合理。本文的研究思路可为山区城镇地质灾害的风险评估和防治提供参考。     

顾及地形邻域影响的地质灾害风险易发区评估

地质灾害发生时通常会带来巨大的人力物力损害,而易发区评估是防灾减灾的重要手段。为了尽可能减少灾害带来的经济损失和人员伤亡,本文在GIS的支持下开展地质灾害风险评估研究。具体结合温州市自然地理状况及相关受灾情况历史数据,分析高程因子、坡度因子、坡向因子等地质灾害影响因子,提出了综合邻近环境的地质灾害分析方法,利用层次分析方法计算各因子权重,构建了温州市滑坡灾害易发性评价指标体系,确定了温州市地质灾害易发区;同时还研究了山区、平原不同地形条件下的地质灾害风险规律。     

层次分析法在炉霍县泥石流易发性评价中的应用

在深入研究炉霍县泥石流灾害的基础上,以实地考察数据为依据,以层次分析法为技术方法,对炉霍县泥石流易发性进行了评价。选取高程、坡度等8个指标作为影响泥石流易发性的评价因子,通过建立系统层次结构,构建判断矩阵,从而求出各因子的权重,建立泥石流危险性评价模型。实践证明,基于层次分析法的泥石流灾害易发性评价是有效和实用的。     

熵指数融入支持向量机的滑坡灾害易发性评价方法——以陕西省为例

滑坡灾害易发性评价可为滑坡灾害风险管理、国土空间规划及滑坡监测提供科学依据。针对现有滑坡灾害易发性评价模型无法消除易发性评价指标因子在量纲、性质等方面的差异,尚未考虑易发性评价指标因子与滑坡灾害相关性,以及精度较高的经典机器学习模型训练效率较低、参数选取困难等问题,引入熵指数(index of entropy,IOE)和粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法,提出IOE融入支持向量机(support vector machine, SVM)的滑坡灾害易发性评价方法。首先,基于滑坡灾害易发性评价指标因子,利用IOE模型计算SVM的调节因子;然后,采用PSO算法迭代求解SVM最优解,根据SVM二分类得到的隶属度来区分滑坡灾害易发性;最后,以陕西省作为实验区,从滑坡灾害易发性分区图、分区统计及评价模型精度3个方面将所提方法与SVM方法进行了对比,实验结果表明所提方法的准确性、可靠性优于SVM方法。     

绍兴市地质灾害易发分区研究

为了对绍兴市的地质灾害易发风险性进行定量评估,本文借助GIS软件对绍兴市进行网格划分,构建地质灾害易发风险性评价指标体系和指数评价模型。通过对地质灾害进行定量评估,将绍兴市地质灾害易发程度划分为高、中、低、不易发4个等级,并绘制了绍兴市地质灾害易发性分区成果图。研究成果支撑绍兴市地质灾害防治“十四五”规划,服务于绍兴市的地质灾害防治管理和决策。     

遥感技术在安徽省地质灾害调查中的应用研究

利用遥感资料对安徽省进行地质灾害调查,查明了地质灾害的类型、规模、圈出灾害影响范围,为总结分析灾害发生、发展规律、进行灾害区划,预测灾害易发区段,防灾减灾,提供了科学依据。     

一种结合SMOTE和卷积神经网络的滑坡易发性评价方法

大规模的人类工程活动诱发和加剧了滑坡灾害的致灾情况,严重威胁工程安全和环境安全。滑坡易发性评价是滑坡监测预警的关键技术。针对传统滑坡监测手段数据源有限、缺乏挖掘滑坡灾害空间分布特征及其诱发因素的有效方法等问题,以位于三峡库区的中国重庆市万州区为研究区,基于地形、地质和遥感影像等多源数据,首先提取了22个滑坡易发性评价因子,并对这些因子进行多重共线性检验;然后采用合成少数类过采样技术(synthetic minority oversampling technique, SMOTE)解决滑坡和非滑坡样本比例不平衡问题,建立输入训练集;最后构建卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)模型,定量预测滑坡易发性,生成滑坡易发性分区图。采用受试者工作特征曲线分析评价结果,测试数据集模型精度达89.50%,说明该模型是一种高性能的滑坡易发性评价方法。     

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。     

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。