加权信息量模型评价崩塌地质...——以徐州市云龙区王山为例_孙哲.pdf
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1、2023NO3.ISSN 1672-9064CN 35-1272/TKni=10引言徐州市地质灾害类型较多,主要为崩塌、地面塌陷、地面沉降等。汤志刚等1对徐州市地质灾害进行了分析研究,并提出相应的防治措施。对于徐州市地质灾害来说,目前易发性研究对象主要是崩塌。当前,对崩塌地质灾害评价的方法大致可分为统计分析方法和数学模型法2类。统计分析法中比较常见的方法有层次分析法2、确定系数法3、证据权法4和逻辑回归等5;数学模型法中比较常用的有神经网络模型法6、信息量模型法7、支持向量机模型法等8。但是单一评价方法具有一定的局限性,如信息量模型法将各评价因子等权重考虑进行数据处理;层次分析法依赖于专家经验
2、,具有一定的主观性,因此将多种评价方法进行耦合评价来提高评价结果精度。李信等9采取信息量逻辑回归模型,对海南省五指山市地质灾害易发性进行评价,其评价结果与实际较为符合。焦伟之等10采取基于GIS和加权信息量模型对城镇河谷地区地质灾害易发性进行对比分析,探索AHP模型、IV模型和WIV模型评价结果的合理性。刘福臻等11使用耦合Random forest与信息量模型对西藏自治区工布达江县进行地质灾害易发性评价,通过对比,分析出RF-信息量模型评价结果更为理想。考虑到耦合评价模型的优点,本文以徐州市云龙区王山为研究区,将信息量模型和层次分析法进行耦合评价,采用自然断点法与信息量突变点分别对易发区进行
3、划分,并将分区结果进行对比,探索适用于城镇山体小范围地质灾害易发性评价的模型。1研究区概况云龙区位于江苏省徐州市中部,总面积约120 km2,地理坐标为东经11710311172036、北纬340827341709,属北温带季风气候区,年降水集中在69月。区内地表水体较发育。地貌由平原和低山丘陵组成,总体地势由西北向东南微缓下倾。区内山体主要分布于研究区北部、东部及西南部,共约28座山。区域位于华北陆块区东南缘,最老地层为震旦系淮河群张渠组,最新地层为中生界白垩系。第四系分布广泛,厚度约060 m。断裂构造主要为北西向废黄河断裂、北东向邵楼断裂。王山山体位于云龙区大龙湖街道西南部,主坡向南西至
4、南东,坡高约1065 m,坡度1570,产状12565,裂隙较发育,局部因人工采石形成高陡边坡。2评价模型地质灾害风险评价模型一般采用信息量法和层次分析法。根据信息量模型,基于层次分析法求出的各因子对应权重值,给各评价因子分级信息量值赋予一定的权重,将各因子分级信息量及其对应权重相乘并求和,得到加权信息量值。易发性评价的数学模型见式(1)。A=Wii(1)式中:A为加权总信息量值;Wi为i评价因子的信息量值;i为i评价因子对应的权重。对计算结果得出的总加权信息量值的值域采用自然断点或突变点进行分级,得到易发性评价结果。3易发性评价因子的选取影响崩塌的因素很多,主要有高程、坡度、坡高、坡向、地形
5、起伏度、工程地质岩组、构造、降雨、边坡结构、植被、人类工程活动等,评价因子的选取主要根据因子对崩塌的影响程度、易获取程度及相互间相关程度等因素来综合考虑。根据云龙区崩塌地质灾害发育特征,本次评价选取坡度、地形起伏度、工程地质岩组和构造作为地质环境条件评价因子;降雨、人类工程活动为诱发因素评价因子。收稿日期:2022-12-05基金资助:徐州市云龙区人民政府“徐州市云龙区15万地质灾害风险普查(2021YLFX227)”项目作者简介:孙哲(1990),女,研究生,硕士,工程师(水工环),主要从事地质灾害环境研究。加权信息量模型评价崩塌地质灾害易发性以徐州市云龙区王山为例孙哲景佳俊闫士民孙晓倩(江
6、苏省地质矿产局第五地质大队江苏徐州221004)摘要以徐州市云龙区地质灾害风险普查数据为基础,选取坡度、地形起伏度、工程地质岩组、构造、降雨和人类工程活动为评价因子,建立研究区崩塌易发性评价指标体系。基于GIS和加权信息量对研究区开展崩塌地质灾害易发性评价,采用自然断点和信息量突变点为分区阈值界限进行对比分析,对结果采用ROC曲线进行验证,结果表明信息量突变点加权信息量模型比自然断点加权信息量模型评价精度提高2%,说明前者更适用于城镇山体小范围的崩塌地质灾害易发性评价。关键词崩塌地质灾害加权信息量模型自然断点信息量突变点中图分类号:X43;X22文献标识码:A文章编号:1672-9064(20
7、23)0312303环 境 大 视 野1232023NO3ISSN 1672-9064CN 35-1272/TK书书书表 摇崩塌易发性各评价因子信息量值统计表(自然断点法)因子分级 信息量加权信息量 坡度 地形起伏度 厚层坚硬岩组 工程地质岩组中厚层较坚硬岩组 中薄层较坚硬岩组 岩浆岩岩组 与断层距离 年均降雨量 人类工程活动 书书书表 摇层次分析法计算各评价指标权重评价因子权重地质环境条件摇坡度摇地形起伏度摇工程地质岩组摇距断层距离诱发因素摇年均降雨量摇人类工程活动4评价过程4.1信息量评价过程整个易发性评价计算以ArcGIS作为多元数据处理平台,将各类数据融合到到同一体系,采用自然断点法将
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