基于ArcGIS的滑坡空间分布的变维分形研究——以江西省宁都县为例

滑坡空间分布的定量研究对了解滑坡的发育特征具有实际意义,能够为滑坡的防治提供重要依据.为了了解滑坡的空间分布特征,以江西省宁都县1：5万地质灾害调查数据为基础,基于ArcGIS空间分析叠加模块,对滑坡空间分布规律应用变维分形理论进行定量研究,揭示出滑坡空间分布与地形地貌、岩土体类型、高程、坡度均呈二价累计和分形分布,使得滑坡与各因素之间的关系从定性分析上升到定量研究,并计算出分维值,说明了分维值的意义.     

区域滑坡空间分布的变维分形特征研究

定量研究滑坡的空间分布特征对研究滑坡灾害的孕育发展具有重要意义。以陕西省宁强县滑坡为例,采用变维分形方法,探讨滑坡在空间分布上的变维分形特征。结果表明：区域滑坡与不同影响因子,即高程、起伏度、坡度、距河流距离、距断裂带距离和地层岩性之间全部呈一阶累积和变维分形分布特征,且分形维数分别是0.511 1、1.135 7、1.290 6、0.903 8、1.189 5、0.979 9。由此可见滑坡对于不同影响因子的敏感度由高到低分别是坡度＞距断裂带距离＞起伏度＞地层岩性＞距河流距离＞高程。上述研究表明用变维分形理论来研究滑坡的空间分布特征是完全可行的,它能够定量地反映滑坡的空间分布与各影响因素之间的敏感性关系,特别是对于GIS空间叠加分析时权重的确定有着重要的意义。     

基于GIS技术的滑坡空间分布的分形特征研究

在滑坡空间分布特征的研究中引入了变换分形的手段,结合哥伦比亚Chinchina地区的滑坡发育分布图,基于GIS技术对滑坡的空间分布特征进行了研究,发现滑坡的空间分布与坡度、岩性、土地利用类型均呈二阶累计和分形分布。通过计算得到了分维值,并探讨了分维值的物理意义。     

基于分形理论的南江县滑坡敏感性分析与易发性评价

定量分析滑坡发生的敏感性,能为易发性区划、危险性评价、风险性评估等提供定量依据,对研究滑坡的成灾背景、发育规律具有重要意义。文章基于ArcGIS技术应用“累计和分形理论”对滑坡的敏感性进行了分析,得到各致灾因子的累计和分维值及滑坡发生对各致灾因子的敏感性;基于滑坡对致灾因子的敏感性绘制南江县易发性区划图,将南江县滑坡易发性等级分为极高易发区、高易发区、中易发区、较低易发区、极低易发区五个等级。     

分形分维理论在地质灾害发育及空间分布规律中的应用——以长安区滑坡、崩塌地质灾害为例

长安区区内地层岩性、地质构造多样,加之人类经济工程活动、降雨、地震等诱发影响,秦岭北坡及黄土台塬边缘滑坡崩塌地质灾害发育,是陕西省地质灾害较严重的县(区)之一。本文以长安区为研究区域,在对长安区自然地理及区域地质环境条件等资料充分收集的基础上,结合长安区滑坡崩塌灾害点的实际调查资料,详细分析了长安区的滑坡崩塌灾害发育特征及空间分布规律,并采用网络覆盖法,对长安区滑坡崩塌地质灾害的空间分布进行了分形分维计算。求得地质灾害的空间分布分维值为0.876 6,反应出长安区滑坡崩塌地质灾害空间分布特性的复杂性。研究结果表明,分形分维理论能合理评价地质灾害空间分布特征,对类似地区的地质灾害空间分布特征分析具有借鉴意义。     

矿床空间分布的分形研究及其找矿意义——以三江南段银铅锌矿床分布为例

矿床的空间分布规律对地质勘查和找矿工作具有指导作用,三江南段地区是我国重要的多金属成矿区带,因此在该地区使用现代数学理论来研究矿床的空间分布规律具有重要意义. 本文在深入研究三江南段地区银铅锌成矿机理、成矿地质背景以及数盒子法(Box - counting method)的基础上采用近年来广泛使用的关联维数来研究该地区银铅锌矿床的空间分布规律.首先借助GIS技术量测了13个银铅锌矿床之间的距离,用不同的标度r及其对应的关联函数C(r)得到一点对序列( r,C(r)),然后通过在平面坐标下作出(lnr,lnC(r))的散点图,使用最小二乘法拟合直线来估算关联维数,整体拟合得到的关联维数D=0.875 ;分段拟合得到的关联维数D1=0.184、D2=1.00.研究结果表明三江南段地区的银铅锌矿床在空间上具有分形丛集分布的特征.依据本次研究,将该地区划分为三个银铅锌矿密集区,并就该地区找矿工作提出指导意见,同时也探讨了关联维数与盒子维数的差异.     

断裂性质与滑坡分布的关系——以汶川地震中的大型滑坡为例

美姑河流域地处全球滑坡灾害密集的云贵高原与川西南山地过渡带,该地区因地貌类型特殊,大型-巨型滑坡数量多、危害重、成因机理复杂,成为河谷区重大工程和城镇建设的安全隐患。笔者在国内外古滑坡研究成果分析的基础上,总结了美姑河流域古滑坡时空展布、滑坡对顺构造地貌响应、滑坡孕灾-控灾机理,滑坡成灾模式与主控因素等方面的研究进展。结合当前滑坡防灾减灾实际需求,提出美姑河流域顺构造地貌控制下古滑坡孕灾模式研究的3个优选方向：(1)不同发育强度的顺构造地貌对滑坡孕灾-控灾模式,(2)构造差异隆升对顺构造地貌区大型滑坡发育的孕灾模式,(3)通过古滑坡年代学研究建立断裂、褶皱、古地震和古气候变化与滑坡发育的对应联系。破解这些研究方向的关键科学问题,将为西南山区古滑坡研究及防灾减灾起到积极指导作用。     

基于GIS的单体滑坡稳定性分区——以某高速公路滑坡为例

?以川东地区某新建高速公路的堆积体滑坡为工程实例,在对其进行现场踏勘和工程地质勘查的基础上,分析了该滑坡的工程地质条件、变形破坏演化机制。创新性的将传递系数法与Arc GIS的空间分析及数据处理功能相结合,对该滑坡的稳定性进行了评价及计算分区。首先,基于极限平衡理论得出滑坡的抗剪强度指标,再采用Arc GIS空间差值及栅格计算,结合力学公式,对该滑坡进行了空间模拟及稳定性评价,做出滑坡安全系数计算分区图。结果表明,在常规工况条件下,滑坡体局部处于欠稳定状态;在非常规工况条件下,滑坡体欠稳定区域大范围扩展,整体稳定性差。进而划分出该滑坡在不同工况的施工过程中需要重点防护治理部位,为该工程的进一步施工提供有意义的参考。?     

降雨激发浅层滑坡发育特征与阈值研究——以江西省全南县大吉山“2019.6.10”灾害为例

2019年6月10日江西省全南县大吉山社区流域在一次降雨量171 mm、最大小时降雨量40.5 mm作用下发生了116处浅层滑坡。通过影像识别、野外调查、GIS分析和数理统计等方法分析了该地区浅层滑坡的发育特征、地形特征及此次滑坡发生的降雨阈值。结果表明：（1）滑坡的特征参数表明降雨事件诱发的滑坡均为小型、浅层、形态以“宽薄型”为主的滑坡。（2）通过滑坡数量百分比（LSNP）和滑坡面积百分比（LSAP）等指标显示滑坡发育的地形条件中滑坡坡度、相对高程、地表曲率对滑坡具有较明显的控制作用,坡向和临空面对滑坡分布影响性不强,人类工程活动对滑坡发育的影响不容忽视。（3）利用现有预报模型,计算出该区域浅层滑坡发生的阈值P<0.21、0.21≤P<0.40、P≥0.40分别对应发生可能性小、中等和大,以及发生浅层滑坡需要的一次最小降雨量为70 mm。该成果可为类似地质背景地区的浅层滑坡风险管理和灾害预警提供重要参考。     

三峡库区重庆段滑坡活动时间分布的物理分形研究

在许多研究滑坡活动分布的分形特征中,未能考虑无标度区的范围,并将滑坡分布作为数学点来描述而未考虑滑坡规模对分形结果的影响。这种研究结果主要反映了数量众多的规模较小滑坡活动的特点,掩盖了规模较大的滑坡分布特征。本文研究了重庆三峡库区1594个规模大于1×10^4m^3的滑坡活动时间分布资料,分析了滑坡活动时间的均匀分布、Poisson分布和分形分布结果。提出运用物理分形的方法,将滑坡活动按不同规模等级划分为4个子集,分析了各个子集的分维D,无标度区的范围和自然周期。表明运用物理分形的方法能描述不同规模等级滑坡活动时间分布的分形特征。     

湘中断裂分布空间结构的信息维特征初探

断裂分布空间结构的信息维Ｄ１避免了容量维Ｄ０的缺陷,考虑了每条断裂对信息维所作的贡献,从新的角度反映了断裂分布的空间结构特征。计算结果表明湘中盆地北部信息维为１．７９２,南部信息维为１．６８５。南北两部分分属于信息维不同的两个自相似系统。结合区内锑矿床的分布特征,可发现信息维的大小对成矿流体的运移和矿床定位有一定的指示作用,锑矿（点）产出较多、矿床储量较大的地区,其信息维值较大。     

基于转移概率的河北省定兴县地表基质垂向分布特征分析

地表基质层为地表自然资源的承载体和赋存体的空间实体. 查明地表基质平面分布、垂向组合及空间变异是地表基质调查的关键. 将转移概率统计方法应用到河北省定兴县5 m以浅地表基质层, 通过极限概率分析、置换分析、熵分析和差值矩阵环流分析, 总结出定兴县及各地貌类型的地表基质的垂向组合与横向变化特征, 并构建地表基质结构序列. 研究表明, 该地区长地表基质受多种复杂成因因素的影响, 其类型剧烈变化, 自下至上的砂土基质-壤质砂土基质-砂质壤土基质-壤土基质为区内典型代表组合, 壤质砂土基质-黏质壤土基质为次级组合类型. 结果显示, 转移概率方法能够较为准确地刻画地表基质的空间分布, 能够从大量繁杂的编录中获取区域内地表基质垂向变化的宏观规律.     

秦巴山区地质灾害发育规律研究——以镇巴县幅为例

以镇巴县幅为例,通过现场地质灾害调查、无人机航拍、室内遥感解译的方法,统计斜坡地质灾害的分布与地貌、坡度、坡向、斜坡结构类型、水系与公路的相关性,得出以下结论：1）斜坡灾害发育与地貌紧密相关,低山区与中山区斜坡地质灾害占灾害总数的96.97%.2）斜坡灾害主要分布在20~40°坡度区间内,灾害数目占总斜坡灾害数目的75.76%.3）41%的斜坡灾害分布在东、西两个方向斜坡上.4）顺向坡最易发育地质灾害,顺向坡地质灾害数量占总数的33%.5）河流对地质灾害有很强的控制作用,45.45%的地质灾害发生在距河流200 m范围内.6）研究区内斜坡灾害与人类工程活动特别是修建公路有很强的相关性,公路两侧50 m范围内发育斜坡灾害数量占总数的55.56%.结合研究区地质灾害发育规律及遥感影像特征,总结出一套适用于陕南秦巴山区的斜坡灾害识别方法,可为防灾减灾及灾害识别提供技术支持.     

山区地质灾害时空分布规律及影响因素分析——以四川省马边县为例

山区地质灾害不仅破坏山区环境, 损毁耕地、房屋及公共设施, 还威胁人民的生命和财产安全, 制约山区经济发展. 为减轻地质灾害的发生和降低人类生命财产的损失和环境的破坏, 提高马边县地质灾害区的防灾减灾能力, 通过野外调查、数据统计和GIS空间分析等方法, 运用定性和定量结合法研究了马边县地质灾害时空分布与地形地貌、地质构造、降雨条件等3大类和海拔、坡向、坡度、坡型、岩性、断裂、降雨和人为活动8小类因素的关系. 结果表明: 1)马边县地质灾害以滑坡灾害为主, 崩塌次之, 泥石流最少, 在时间上和空间上分布具有不均匀性; 2)地形地貌因子敏感区间为海拔700~900 m之间, 坡向为东和东南向, 坡度为20~25°之间, 坡型为凸型坡为主; 3)地质构造因子敏感区间是岩性以泥岩为主, 构造带以距离断层中心线小于1 km范围为主; 4)降雨量的敏感区间在低山区为1 100~1 300 mm之间, 中高山区为1 300~1 500 mm之间; 5)人为活动因素已不可忽视.     

基于GIS技术和信息量法的地质灾害易发性研究——以海南省昌江县为例

海南省昌江县地质灾害的发育受地质环境条件控制和多种外在因素影响.依据昌江县地质灾害详细调查资料,选择各类地质灾害发育的控制条件和诱发因素作为评价指标,通过建立地质灾害影响因子体系,构建信息量分析模型.通过对各项因子进行量化并使其归一化,运用层次分析法确定评价因子权重系数,利用ArcGIS的空间叠加分析功能,实现对昌江县地质灾害易发程度的评价分析.本研究将为昌江县地质灾害预警监测和地质灾害避让搬迁提供依据.     

江西省吉安县地质灾害气象预警研究

暴雨型地质灾害具有突发性强的特点,降雨是地质灾害的触发因素,根据降雨量进行地质灾害预警预报可以较大减少地质灾害损失。文章在吉安县崩塌、滑坡、泥石流地质灾害易发程度分区的基础上,采用显式统计模型,通过分析历史地质灾害和日降雨量资料之间的关系,研究吉安县地质灾害气象预警模型。研究表明:当日降雨量达到50 mm、70 mm、110 mm、160 mm时,不同等级崩塌、滑坡、泥石流地质灾害易发区进入相应地质灾害气象预警状态。吉安县地质灾害气象预警区划成果填补了吉安县县域地质灾害气象预警的空白,为地质灾害预警决策提供了量化指标。     

湘西沃溪金锑钨矿床分形成矿动力学

随着分形理论的建立与发展 ,应用分形理论研究矿床分布及元素的分布与富集规律已经成为研究成矿作用的一个有力的新工具。文中对湘西沃溪金锑钨矿床金品位空间变化进行了分形与混沌吸引子分析 ,结果表明 ,该矿床金品位分布具有分形结构特征 ,并都呈双分形关系 ,分叉处的金品位与其平均品位相当 ,分维值可以指示成矿流体的运移方向。其金品位空间变化为混沌序列 ,在相空间维数为 8～ 1 0时 ,出现一个混沌吸引子 ,吸引子的维数变化于 1 .5 3～ 4 .72之间 ;表明其成矿流体的演化及金元素的沉淀富集成矿过程为混沌动力学过程 ,描述或控制本矿区金品位变化的独立变量至少需要 8～ 1 0个。总之 ,成矿物质的沉淀过程是一个复杂的非线性动力学过程 ,矿物在热液体系中通过构造应力、流体流动、流体岩石反应等之间的复杂非线性反馈作用 ,最终在合适部位沉淀下来 ,形成了各种具分形与混沌特征的矿床和品位分布     

江西于都银坑-桥头-马安地区不同富硒农作物地球化学适生模型的建立

在江西于都砂岩、泥岩成土母岩地质背景区,采集分析了61组水稻、花生样及其根系土样品,结果发现:水稻硒平均含量为0.062 μg/g,水稻根系土硒平均含量为0.39 μg/g;花生硒平均含量为0.051 μg/g,花生根系土硒平均含量为0.44 μg/g。此外,水稻和花生的富硒率分别为30.00%和16.10%,对应根系土硒含量超过0.4 μg/g的样品占36.07%。相关分析表明,根系土硒含量与TFe₂O₃、MnO、TOC、S、烧失量、N、CaO、MgO、Na₂O含量呈正相关,与SiO₂含量呈负相关。农作物硒含量与土壤总硒、有效硒、TOC、铁锰氧化物、钙镁氧化物、硫含量呈正相关,据此建立了富硒农作物的地球化学适生模型。研究表明,在成土母质为砂岩、泥岩的地质背景下,开发富硒农产品不仅要依据土壤总硒含量,还需考虑土壤有效硒、TOC、铁锰氧化物、钙镁氧化物、硫含量等多项指标。