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滑坡地质灾害是目前世界上影响最为广泛的地质灾害之一,每年都会给很多国家和地区带来巨大的人员伤亡和经济损失。尤其是随着快速的城市化进程,人为因素造成的滑坡地质灾害发生得越来越频繁,带来的人员伤亡和经济损失也越来越大。因此,针对滑坡地质灾害自身特有的规律进行滑坡危险性的综合评价,对于防治滑坡地质灾害、保护人民生命财产、降低经济损失具有十分重要的意义。
本文提出了一种滑坡危险性的GIS综合评价方法,该方法首先基于模型选择理论,进行滑坡危险性评价基础因子的定量化选择,确定出重要性较高的基础因子;然后基于混淆矩阵定量化地选择滑坡危险性评价的最佳分析尺度;再通过ROC曲线定量化地比较分析各种滑坡危险性区划模型,选出最优者进行滑坡危险性区划划分:最后引入雨量数据进行滑坡临界降雨量空间分布反演,得出滑坡临界降雨量空间分布图,为滑坡地质灾害区域预警预报提供决策支持。
在上述方法的支持下,本文选择了具有代表性的受人为因素引起的滑坡影响严重的深圳市作为试验区展开滑坡危险性评价研究。待选的滑坡危险性评价基础因子包括地形地貌因子(高程、坡度、坡向、纵向曲率、横向曲率、R2和CMTI)、地质因子(到断层的距离和岩性)、水文因子(到水系的距离)、植被因子(NDVI)以及人类活动因子(建筑物密度)。诱发因子则选定了24小时累积降雨量。
通过滑坡危险性评价基础因子和分析尺度的定量化选择,确定试验区滑坡危险性评价的最佳尺度为30米,亦即所有滑坡的平均坡长。30米尺度下的重要性高的基础因子包括坡度、NDVI、高程、建筑物密度、R2、坡向、到水系的距离和岩性。
根据上述最佳分析尺度和重要影响因子,本文又基于ROC曲线定量化地比较了两种滑坡危险性区划模型的应用效果,即逻辑回归模型和广义加法模型。最终选定广义加法模型进行试验区的滑坡危险性区划。
本文从两个方面评价了该危险性区划结果的精度:一是已发生的滑坡灾害点应该尽可能多地被划分到危险性等级高的区划中,二是在所有普查滑坡中,被预测为危险性高的滑坡比例应该尽量低。分析结果表明,试验区危险性区划的分类精度是较高的,并且对高危险性滑坡预测的冗余是较为合理的。
在试验区滑坡危险性区划的基础上,本文进一步引入24小时累积雨量作为诱发因子进行试验区滑坡地质灾害的时空预测,提出了一个滑坡临界降雨量空间分布反演模型,提取出试验区内每一个空间位置上的滑坡临界降雨量值,又以2008年6月13日为例使用试验区滑坡临界降雨量空间分布图进行了滑坡地质灾害区域预警预报,并采用与危险性区划类似的评价方法对其结果加以评价。结果表明预报的正确率是较高的,并且冗余度是可以接受的。
后续研究中还需搜集更多的滑坡资料,用于检验和修正滑坡危险性评价中的模型,研究多因子组合对滑坡危险性的影响,并进一步考虑分类滑坡的危险性评价和引入新的分类和预测模型等。