闽三角城市群地质灾害敏感性评价

doi:10.12082/dqxxkx.2018.180099

地球信息科学学报 ›› 2018, Vol. 20 ›› Issue (9): 1286-1297.doi: 10.12082/dqxxkx.2018.180099

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闽三角城市群地质灾害敏感性评价

林金煌^1,²(), 张岸², 邓超¹, 陈文惠^1,^*(), 梁春阳¹

1. 福建师范大学地理科学学院,福州 350007
2. 中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室, 北京 100101

收稿日期:2018-02-08 修回日期:2018-04-02 出版日期:2018-09-25 发布日期:2018-09-25
通讯作者: 陈文惠 E-mail:linjinhuang93@163.com;whchenfz@sohu.com
作者简介:
作者简介：林金煌（1993-）,男,硕士生,研究方向为地理信息系统应用与区域经济研究。E-mail: linjinhuang93@163.com
基金资助:
国家重点研发计划项目（2016YFC0502901）;科技基础性工作专项项目(2015FY210600);中国科学院特色研究所培育建设服务项目（TSYJS03）

Sensitivity Assessment of Geological Hazards in Urban Agglomeration of Fujian Delta Region

LIN Jinhuang^1,²(), ZHANG An², DENG Chao¹, CHEN Wenhui^1,^*(), LIANG Chunyang¹

1. College of Geographical Science, Fujian Normal University, Fuzhou 350007, China
2. State Key Laboratory of Resources and Environmental Information System, Institute of Geographical Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China

Received:2018-02-08 Revised:2018-04-02 Online:2018-09-25 Published:2018-09-25
Contact: CHEN Wenhui E-mail:linjinhuang93@163.com;whchenfz@sohu.com
Supported by:
National Key Research and Development Program of China, No.2016 YFC0502901;Basic Science-technological Special Working, No.2015FY210600;Featured Institute Construction Services Program, No.TSYJS03.

摘要/Abstract

摘要：

生态安全是地区社会经济可持续的根本保障,然而地质灾害会对地区的生态安全造成严重威胁,对闽三角城市群进行地质灾害敏感性分析具有重要意义。本文分别选取坡度、高程、土壤类型、NDVI、岩性、多年平均降水量、距主要公路距离和5 km格网内的地质灾害点数目这8个指标,基于SPCA、全局Moran's I和局部Moran's I,对闽三角城市群的地质灾害敏感性进行综合评价。结果表明：闽三角城市群整体处于中度敏感,不同敏感性的面积大小顺序为：中度敏感>高度敏感>轻度敏感>极敏感>不敏感,占比分别为26.96%、25.67%、23.89%、11.75%和11.72%;地质灾害敏感性由东南沿海向西北内陆呈现出由不敏感向极敏感逐渐过渡的整体趋势,并存在着明显的地带性特征;不同县（市、区）间及其内部的地质灾害敏感性均存在较大的空间异质性;地质灾害敏感性存在显著的空间自相关性,且为显著正相关,并呈现出显著的空间集聚性特征,在德化县、永春县、安溪县和南靖县为高高聚集,在惠安县、丰泽区、鲤城区、晋江市和石狮市为低低聚集;不同土地利用类型下的地质灾害敏感性综合指数大小顺序为：林地>草地>未利用地>耕地>水域>建设用地,林地和草地整体处于中度敏感,水域、耕地、建设用地和未利用地整体处于轻度敏感;多年平均降水量、坡度、距主要公路距离、地质灾害点数目、岩性和土壤类型是研究区地质灾害的主要驱动因子。

关键词: SPCA, Moran's I, 地质灾害, 敏感性, 闽三角城市群

Abstract:

Ecological safety is the fundamental guarantee for the sustainable development of regional society and economy. However, geological hazards will pose serious threats to the ecological safety of the area. It has great significance to analyze the sensitivity of geological hazards in Urban Agglomeration of Fujian Delta Region. In this paper, eight indicators are selected including slope, elevation, soil types, NDVI, lithology, average annual precipitation, the distance from the main road and the geological hazards points in 5km grids, for comprehensively assessing the sensitivity of geological hazards in urban agglomeration of Fujian Delta Region based on SPCA, global Morans'I and local Morans'I. The results show that the urban agglomeration of Fujian Delta Region is moderately sensitive in the overall, and the areas of different sensitivities decrease in the order of moderately sensitive>highly sensitive>light sensitive>extremely sensitive>insensitive, accounting for 26.96%, 25.67%, 23.89%, 11.75% and 11.72% of the regain, respectively. The sensitivity of geological hazards from southeast coast to northwest inland shows a gradual transition from insensitivity to extreme sensitivity with obvious zonal characteristics. There is significant spatial heterogeneity in sensitivity of geological hazards between different counties (cities and districts) and their internal areas. The sensitivity of geological hazards has significant spatial autocorrelation, which is a significant positive correlation, showing significant spatial clustering characteristics with the high-high clustering in Dehua, Yongchun, Anxi and Nanjing, low-low clustering in Huian, Licheng, Jinjiang, Shishi. The sensitivity synthesis index of geological hazards between different land use types is in the order of forestland > grassland > unused land > farmland > wetland > construction land. The forestland and grassland are overall moderately sensitive, while wetland, farmland, construction land and unused land are light sensitive in the overall. The average annual precipitation, slope, distance from the main road, number of 5 km grid geological hazards points, lithology and soil types are the main driving factors of geological hazards in the study area.

Key words: SPCA, Moran's I, geological hazard, sensitivity, urban agglomeration of Fujian Delta Region

林金煌, 张岸, 邓超, 陈文惠, 梁春阳. 闽三角城市群地质灾害敏感性评价[J]. 地球信息科学学报, 2018, 20(9): 1286-1297.DOI:10.12082/dqxxkx.2018.180099

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图/表 16

图1

表1

图2

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表5

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表8

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表9

表10

图6

参考文献 33

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评价指标	数据描述	数据来源
坡度	由DEM计算提取的30 m网格坡度数据	数字高程模型（DEM）
高程	由30 m网格数字高程模型（DEM）提取	1:10万数字线划图栅格化
土壤类型	在野外调查的基础上,由1:50万福建省土壤类型图数字化	福建省农业厅
NDVI	由2015年的Landsat8影像反演得到的30 m的年均NDVI	地理空间数据云
岩性	在野外调查的基础上,由1:20万的福建省地质图数字化	福建省地矿局
主要公路	在野外调查的基础上,由县级以上主要公路分布图数字化	2015年遥感影像数字化
土地利用类型	林地、草地、耕地、水域、建设用地和未利用地6种类型	2015年遥感影像目视解译
多年平均降水量	基于气象站点位置和多年平均降水,采用Kriging法插值得到	福建省气象局
地质灾害点位	相关政府网站公布的滑坡、泥石流、崩塌等地质灾害数据	厦漳泉的相关政府网站

主成分系数	主成分
主成分系数	PC1	PC2	PC3	PC4	PC5	PC6
特征值λ	3.87	1.73	1.30	1.26	1.12	0.81
贡献率/%	34.26	15.33	11.50	11.16	9.95	7.22
累计贡献率/%	34.26	49.59	61.09	72.25	82.20	89.41

综合评级	等级	生态特征
不敏感	Ⅰ	抗干扰能力强,地质状况良好,生态系统稳定
轻度敏感	Ⅱ	抗干扰能力较强,地质状况较好,生态系统较稳定,微度地质灾害
中度敏感	Ⅲ	抗干扰能力一般,地质状况较差,生态系统较不稳定,轻度地质灾害
高度敏感	Ⅳ	抗干扰能力较差,地质状况差,生态系统不稳定,较频繁地质灾害
极敏感	Ⅴ	抗干扰能力极差,地质状况极差,生态系统极不稳定,频繁地质灾害

集聚类型	含义
高高聚集（H-H）	高观测值的区域周围被同是高值的区域所包围的空间集聚方式
高低聚集（H-L）	高观测值的区域周围被低值的区域所包围的空间集聚方式
低高聚集（L-H）	低观测值的区域周围被高值的区域所包围的空间集聚方式
低低聚集（L-L）	低观测值的区域周围被同是低值的区域所包围的空间集聚特征
不显著（No Significant）	不存在显著的空间集聚特征

评价指标	标准化赋值
评价指标	2	4	6	8	10
高程/m	<300	300~600	600~900	900~1200	>1200
坡度/°	<5	5~15	15~25	25~35	>35
地质岩性	一类岩石（泥岩、石灰岩、黏土岩、页岩）	二类岩石（砾岩、角砾岩、粉砂岩、粗、中、细砂岩）	三类岩石（片岩、石英岩、大理岩、角闪岩、辉绿岩、辉长岩、碳酸岩）	四类岩石（安山岩、流纹岩、凝灰岩、玄武岩、英安岩）	五类岩石（花岗岩、花岗斑岩、正长岩、闪长岩、二长岩）
土壤类型	一类土壤（水稻土、灰潮土）	二类土壤（盐土、风砂土、草甸土、石灰土）	三类土壤（砖红壤、赤红壤、赤土、红壤、赤砂土）	四类土壤（黄壤、黄红壤、粗骨土、石质土）	五类土壤（紫色土）
NDVI	>0.55	0.4-0.55	0.25-0.4	0.1-0.25	<0.1
距主要公路距离/m	>5000	3000~5000	1500~3000	500~1500	<500
多年平均降雨量/mm	<1300	1300~1400	1400~1500	1500~1600	>1600
地质灾害点/（个/25 km²）	<2	2~4	4~6	6~8	>8

闽三角城市群地质灾害敏感性评价

Sensitivity Assessment of Geological Hazards in Urban Agglomeration of Fujian Delta Region

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敏感性等级	SSI	面积/km²	占比/%
不敏感	12.43-14.07	2901.08	11.72
轻度敏感	14.08-15.32	5916.61	23.89
中度敏感	15.33-16.34	6676.24	26.96
高度敏感	16.35-17.34	6356.91	25.67
极敏感	17.35-24.72	2910.04	11.75

县（区、市）	不敏感/km²	轻度敏感/km²	中度敏感/km²	高度敏感/km²	极敏感/km²
安溪县	0.61	168.27	813.86	1256.86	751.27
德化县	-	5.36	178.02	890.81	1123.88
永春县	-	43.02	547.89	584.91	278.13
惠安县	445.18	212.59	15.43	0.14	-
丰泽区	70.36	29.95	2.85	-	-
鲤城区	42.54	9.44	0.00	-	-
泉港区	120.70	140.41	22.76	-	-
晋江市	636.80	7.13	0.30	-	-
洛江区	30.72	201.80	119.61	16.63	0.14
南安市	271.51	896.31	435.27	303.06	96.94
石狮市	148.84	3.81	-	-	-
海沧区	64.44	71.18	19.21	2.05	-
湖里区	26.85	12.51	15.38	-	-
集美区	136.13	53.25	44.91	6.00	4.46
思明区	10.25	50.30	9.18	-	-
同安区	59.20	261.10	207.13	96.01	17.72
翔安区	202.71	97.74	25.12	14.62	0.17
长泰县	1.44	317.48	384.30	178.78	19.63
东山县	98.63	78.89	-	-	-
华安县	1.60	221.10	542.85	386.53	123.54
南靖县	0.07	243.04	620.55	892.48	203.48
平和县	-	191.77	753.29	1106.69	236.67
云霄县	57.70	321.90	356.59	232.51	37.82
漳浦县	114.63	887.04	761.00	171.30	7.25
诏安县	66.27	578.50	434.74	134.49	9.08
龙文区	0.01	105.38	15.21	0.01	-
芗城区	0.22	190.61	49.91	4.30	-
龙海市	293.46	516.34	300.62	79.19	0.20

敏感性等级	林地		草地		水域		耕地		建设用地		未利用地
敏感性等级	面积/km²	比例/%	面积/km²	比例/%	面积/km²	比例/%	面积/km²	比例/%	面积/km²	比例/%	面积/km²	比例/%
不敏感	506.42	3.12	7.05	5.02	164.70	33.04	1015.90	20.60	1301.10	43.61	15.03	17.97
轻度敏感	2717.11	16.72	37.72	26.87	217.31	43.59	1845.85	37.43	1096.84	36.76	26.01	31.10
中度敏感	5077.72	31.24	47.36	33.73	72.59	14.56	1073.24	21.76	382.12	12.81	23.97	28.66
高度敏感	5477.59	33.70	38.18	27.20	33.86	6.79	640.52	12.99	151.39	5.07	14.63	17.49
极敏感	2475.66	15.23	10.07	7.18	10.08	2.02	356.30	7.22	52.29	1.75	4.00	4.78

	土地利用类型						总体
	林地	草地	水域	耕地	建设用地	未利用地	总体
敏感性综合指数	16.25	15.83	14.62	15.18	14.35	15.27	15.77

评价指标	主成分
评价指标	PC1	PC2	PC3	PC4	PC5	PC6
高程	0.40	0.07	-0.15	-0.04	0.05	0.17
坡度	0.47	-0.05	0.07	-0.30	0.07	-0.55
NDVI	-0.32	0.08	-0.18	0.29	0.11	0.39
岩性	0.07	-0.24	0.79	0.39	0.39	0.02
土壤类型	0.28	-0.23	-0.15	-0.41	0.56	0.53
距主要公路距离	-0.32	0.63	0.40	-0.54	0.14	0.06
多年平均降水量	0.51	0.30	0.28	0.10	-0.53	0.45
地质灾害点数目	0.25	0.62	-0.24	0.44	0.46	-0.18

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