地球信息科学学报 ›› 2017, Vol. 19 ›› Issue (12): 1584-1592.doi: 10.3724/SP.J.1047.2017.01584
收稿日期:
2017-06-12
修回日期:
2017-07-11
出版日期:
2017-12-25
发布日期:
2017-12-25
作者简介:
作者简介:牛全福(1973-),男,甘肃天水人,博士,副教授,主要从事地理信息与数字地形分析方面的研究。E-mail:
基金资助:
NIU Quanfu*(), FENG Zunbin, DANG Xinghai, ZHANG Yingxue, LI Yuefeng
Received:
2017-06-12
Revised:
2017-07-11
Online:
2017-12-25
Published:
2017-12-25
Contact:
NIU Quanfu
摘要:
黄土高原是中国生态较为脆弱的地区,也是滑坡发育的地层之一。黄土滑坡发育是孕灾环境、致灾因子和承灾体等多种因素联合作用的结果,其中作为重要孕灾环境因素的地形因子的选取是黄土滑坡风险研究的基础。本文选取黄土滑坡灾害多发的甘谷县作为研究区,综合利用敏感性指数、确定性系数和相关系数方法进行地形因子在滑坡灾害研究中的适宜性分析,得出以下结论:基于确定性系数法、敏感性分析模型和相关系数法,最终筛选出适宜于本区域滑坡灾害评价的地形因子为:坡度、坡度变率、坡形和地表粗糙度;确定性系数法、敏感性分析模型都基于分析单一因子与滑坡之间的关系进行致灾因子选取,忽视地形因子之间的相关性。实验结果表明,研究区稳定性较差的区域与已发生滑坡灾害分布数量具有较好的对应关系,并深入分析了滑坡与地形因子分级范围的关系,发现地形因子分级范围对地质灾害风险研究具有重要的影响,是导致部分区域的差异性主要原因之一。实地调查发现,河网切割密度及人类工程活动也对研究区危险性具有重要的控制作用,是重要的地形因素。
牛全福, 冯尊斌, 党星海, 张映雪, 李月锋. 黄土区滑坡研究中地形因子的选取与适宜性分析[J]. 地球信息科学学报, 2017, 19(12): 1584-1592.DOI:10.3724/SP.J.1047.2017.01584
NIU Quanfu,FENG Zunbin,DANG Xinghai,ZHANG Yingxue,LI Yuefeng. Suitability Analysis of Topographic Factors in Loess Landslide Research[J]. Journal of Geo-information Science, 2017, 19(12): 1584-1592.DOI:10.3724/SP.J.1047.2017.01584
表3
坡度分级与敏感性指数和确定性系数统计
坡度分级/° | 面积/km2 | 面积百分比/% | 滑坡/个 | 滑坡百分比/% | 滑坡密度/(个/m2) | 敏感性指数 | 确定性系数 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
0~10 | 240.470 | 29.173 | 15 | 11.538 | 0.624 | 0.396 | -0.604 |
10~20 | 337.408 | 40.933 | 47 | 36.154 | 1.393 | 0.883 | -0.117 |
20~30 | 203.028 | 24.630 | 53 | 40.769 | 2.610 | 1.655 | 0.396 |
30~40 | 39.047 | 4.737 | 12 | 9.231 | 3.073 | 1.949 | 0.487 |
40~65 | 4.368 | 0.530 | 3 | 2.308 | 6.868 | 4.355 | 0.770 |
表5
坡度变率分级与敏感性指数和确定性系数统计
坡度变率 | 面积/km2 | 面积百分比/% | 滑坡/个 | 滑坡百分比/% | 滑坡密度/(个/m2) | 敏感性指数 | 确定性系数 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
0~3.2 | 279.573 | 33.916 | 29 | 22.31 | 10.373 | 0.658 | -0.342 |
3.2~7.4 | 272.118 | 33.011 | 36 | 27.69 | 13.230 | 0.839 | -0.161 |
7.4~12.3 | 164.387 | 19.942 | 33 | 25.38 | 20.075 | 1.273 | 0.214 |
12.3~19.1 | 82.139 | 9.964 | 17 | 13.08 | 20.697 | 1.313 | 0.238 |
19.1~47.9 | 26.104 | 3.167 | 15 | 11.54 | 57.463 | 3.644 | 0.726 |
表6
粗糙度分级与敏感性指数和确定性系数统计
粗糙度 | 面积/km2 | 面积百分比/% | 滑坡/个 | 滑坡百分比/% | 滑坡密度/(个/m2) | 敏感性指数 | 确定性系数 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
1.00~1.03 | 383.884 | 46.57 | 34 | 26.15 | 0.006 | 0.562 | -0.438 |
1.03~1.09 | 281.086 | 34.10 | 48 | 36.92 | 0.011 | 1.083 | 0.076 |
1.09~1.16 | 121.180 | 14.70 | 34 | 26.15 | 0.018 | 1.779 | 0.438 |
1.16~1.31 | 33.913 | 4.11 | 11 | 8.46 | 0.02 | 2.056 | 0.514 |
1.31~2.38 | 4.259 | 0.52 | 3 | 2.31 | 0.044 | 4.471 | 0.776 |
[1] | 刘东生. 黄土与环境[M].北京:科学出版社,1985. |
[ Liu D S.Loess and Environment[M]. Beijing: Science Press, 1985. ] | |
[2] |
Zhou J X, Zhu C Y.Landslide disaster in the loess of China[J]. Journal of Forestry Research, 2002,13(2):157-161.
doi: 10.1007/BF02857244 |
[3] | 许领,戴福初,邝国麟,等.黄土滑坡典型工程地质问题分析[J].岩土工程学报,2009,32(2):287-293. |
[ Xu L, Dai F C, Kuang G L, et al.Analysis of some special engineering-geological problems of loess landslide[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 2009,31(2):287-293. ] | |
[4] |
单新建,叶洪,李焯芬,等.基于环境因子AI-GIS方法的天然滑坡危险性预测——以香港大屿山岛为例[J].地质科技情报,2004,23(3):109-112.
doi: 10.3969/j.issn.1000-7849.2004.03.022 |
[ Shan X J, Ye H, Li Z F, et al.Prediction of regional landslide danger areas using AI-GIS based on environment factors: An example of LANTAU island, Hongkong[J]. Geological Science and Technology Information, 2004,23(13):109-112. ]
doi: 10.3969/j.issn.1000-7849.2004.03.022 |
|
[5] |
贾贵义,全永庆,黎志恒,等.基于组合赋权法的白龙江流域甘肃段地质灾害危险性评价[J].冰川冻土,2014,36(5):1227-1236.
doi: 10.7522/j.issn.1000-0240.2014.0147 |
[ Jia G Y, Quan Y Q, Li Z H, et al.Geo-hazards assessment for the Gansu segment in Bailongjiang River basin by using combination weighting method[J]. Journal of Glaciology and Geocryology, 2014,36(5):1227-1236. ]
doi: 10.7522/j.issn.1000-0240.2014.0147 |
|
[6] |
牛全福,程维明,刘勇,等.基于信息量模型的玉树地震次生地质灾害危险性评价[J].山地学报,2011,29(2):243-249.
doi: 10.3969/j.issn.1008-2786.2011.02.014 |
[ Niu Q F, Cheng W M, Liu Y, et al.Susceptibility assessment of secondary geological disaster based on information value methodology for Yushu earthquake region[J]. Journal of Mountain Science, 2011,29(2):243-249. ]
doi: 10.3969/j.issn.1008-2786.2011.02.014 |
|
[7] | 王志旺,李端有,王湘桂.证据权法在滑坡危险度区划研究中的应用[J].岩土工程学报,2007,29(8):1268-1273. [ Wang Z W, Li D Y, Wang X G. Zonation of landslide hazards based on weights of evidence model[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 2007,29(8):1268-1273. ] |
[8] |
Niu Q F, Cheng W M, Liu Y, et al.Risk assessment of secondary geological disasters induced by Yushu earthquake[J]. Journal of Mountain Science, 2012,9:232-242.
doi: 10.1007/s11629-012-2076-4 |
[9] |
Tang G A, Song X D, Li F Y, et al.Slope spectrum critical area and its spatial variation in the Loess Plateau of China[J]. Journal of Geographical Sciences, 2015,25(12):1452-1466.
doi: 10.1007/s11442-015-1245-0 |
[10] |
Zhu S J, Tang G A, Xiong L Y, et al.Uncertainty of slope length derived from digital elevation models of the loess plateau, China[J]. Journal of Mountain Science, 2014,11(5):1169-1181.
doi: 10.1007/s11629-013-2788-0 |
[11] | Tang G A, Li F Y, Liu X J, et al.Research on the slope spectrum of the Loess Plateau[J]. Science in China Series E: Technological Sciences, 2008,5(1):175-185. |
[12] |
Song X D, Tang G A, Li F Y, et al.Extraction of loess shoulder-line based on the parallel GVF snake model in the loess hilly area of China[J]. Computers & Geosciences, 2013,52:11-20.
doi: 10.1016/j.cageo.2012.08.014 |
[13] | 闾国年,钱亚东,陈钟明.黄土丘陵沟壑区沟谷网络自动制图技术研究[J].测绘学报,1998,27(2):131-137. |
[ Lv G N, Qian Y D, Chen Z M.Study of automated mapping of channel network in hilly loess region[J]. Acta Geodaetica & Cartographica Sinica, 1998,27(2):131-137. ] | |
[14] |
蔡强国,陆兆熊,王贵平.黄土丘陵沟壑区典型小流域侵蚀产沙过程模型[J].地理学报,1996,51(2):108-117.
doi: 10.11821/xb199602003 |
[ Cai Q G, Lu Z X, Wang G P, et al.Process-based soil erosion and sediment yield model in a small basin in the hilly loess region[J]. Acta Goegraphica Sinica, 1996,51(2):108-117. ]
doi: 10.11821/xb199602003 |
|
[15] | 汤国安,刘学军.数字高程模型及地学分析的原理与方法[M].北京:科学出版社,2006. |
[ Tang G A, Liu X J.Digital elevation model and principle and methodology in geographical analysis[M]. Beijing: Science Press, 2006. ] | |
[16] | 马收先,李海龙,岳桥,等.天水盆地新近纪伸展构造——来自沉积与构造变形方面的证据[J].地质通报,2016,35(8):1314-1323. |
[ Ma S X, Li H L, Yue Q, et al.The neogene extension of the Tianshui Basin: Evidence from sedimentary and structural records[J]. Geological Bulletin of China, 2016,35(8):1314-1323. ] | |
[17] | 许冲,戴福初,姚鑫,等.基于GIS的汶川地震滑坡灾害影响因子确定性系数分析[J].岩石力学与工程学报,2010 (s1):642-664. |
[ Xu C, Dai F C, Yao X, et al.GIS based certainty factor analysis of landslide triggering factors in Wenchuan earthquake[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2010,s1:642-664. ] | |
[18] | Heckerman D.Probabilistic interpretations for mycin's certainty factors[J]. Machine Intelligence & Pattern Recognition, 2013,4:167-196. |
[19] |
兰恒星,伍法权,周成虎,等.基于GIS的云南小江流域滑坡因子敏感性分析[J].岩石力学与工程学报,2002,21(10):1500-1506.
doi: 10.3321/j.issn:1000-6915.2002.10.014 |
[ Lan HX, Wu F Q, Zhou C H, et al.Analysis on susceptibility of GIS based landslide triggering factors in Yunnan Xiaojiang watershed[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2002,21(10):1500-1506. ]
doi: 10.3321/j.issn:1000-6915.2002.10.014 |
|
[20] |
唐川. 德国波恩地区滑坡特征与危险性评价[J].水土保持学报,2000,14(1):48-53.
doi: 10.3321/j.issn:1009-2242.2000.01.010 |
[ Tang C.Characteristics of landslides and its hazard assessment in Boon area, Germany[J]. Journal of Soil and Water Conservation, 2000,14(1):48-53. ]
doi: 10.3321/j.issn:1009-2242.2000.01.010 |
|
[21] |
唐新凯,梁收运.地形条件对黄土滑坡的影响分析[J].世界科技研究与发展,2012,34(6):945-949.
doi: 10.3969/j.issn.1006-6055.2012.06.019 |
[ Tang X K, Liang S Y.Effects of topography conditions on loess landslide[J]. World SCI-TECH R&D, 2012,34(6):945-949. ]
doi: 10.3969/j.issn.1006-6055.2012.06.019 |
|
[22] | 吴玮江,王念秦.甘肃滑坡灾害[M].兰州:兰州大学出版社,2006. |
[ Wu W J, Wang N Q.Gansu landslide hazard[M]. Lanzhou: Lanzhou University Press, 2006. ] | |
[23] | 符振平. 王沟黄土滑坡形成机理及稳定性研究[D].西安:长安大学,2010. |
[ Fu Z P.Study on formation mechanism and stability of loess landslide in Wanggou[D]. Xi′an: Changan university Press, 2010. ] |
[1] | 李发东, 王海起, 孔浩然, 刘峰, 王志海, 王琼, 徐建波, 单宇飞, 周啸宇, 闫峰. 联合词汇增强的中文细粒度地理命名实体识别模型研究[J]. 地球信息科学学报, 2023, 25(6): 1106-1120. |
[2] | 王益鹏, 张雪英, 党玉龙, 叶鹏. 顾及时空过程的台风灾害事件知识图谱表示方法[J]. 地球信息科学学报, 2023, 25(6): 1228-1239. |
[3] | 刘建湘, 陈晓慧, 刘海砚, 张兵, 徐立, 刘涛, 付雨萌. 基于轨迹语义的船舶活动知识图谱构建[J]. 地球信息科学学报, 2023, 25(6): 1252-1266. |
[4] | 蒋秉川, 黄梓航, 任琰, 孙勇, 范爱民. 基于时序超图模型的战场环境多层次知识建模方法[J]. 地球信息科学学报, 2023, 25(6): 1148-1163. |
[5] | 李琳叶, 李艳艳, 陈传法, 刘妍, 刘雅婷, 刘盼盼. 林区数字高程模型修正方法:顾及高程自相关的后向传播神经网络模型[J]. 地球信息科学学报, 2023, 25(5): 935-952. |
[6] | 王振娟, 花卫华, 刘修国, 郑鹏, 肖旖旎, 闻龙. 一种消除三维地质模型边界裂缝的锁边LOD方法[J]. 地球信息科学学报, 2023, 25(5): 967-981. |
[7] | 冯耀伟, 屈永华. 结合光照信息的多尺度K-均值植被几何光学四分量提取算法[J]. 地球信息科学学报, 2023, 25(5): 1037-1049. |
[8] | 刘潇, 刘智, 林雨准, 王淑香, 左溪冰. 面向遥感影像场景分类的类中心知识蒸馏方法[J]. 地球信息科学学报, 2023, 25(5): 1050-1063. |
[9] | 柯日宏, 吴升, 柯玮文. 一种识别共享单车潮汐点的时空模型和基于KNN-LightGBM的租还需求预测方法[J]. 地球信息科学学报, 2023, 25(4): 741-753. |
[10] | 谭德明, 饶佳艺. 深圳市都市型滨水空间活力影响因素分析[J]. 地球信息科学学报, 2023, 25(4): 809-822. |
[11] | 俞钦平, 吴振华, 王亚蓓. 一种耦合进化算法与FLUS模型的土地利用变化模拟模型[J]. 地球信息科学学报, 2023, 25(3): 510-528. |
[12] | 张珂健, 黄诚, 张晓祥, 王加虎, 陈跃红, 杨涛. 利用改进的SCS水文预警模型提升山洪灾害风险应急制图的时效性——以长江经济带为例[J]. 地球信息科学学报, 2023, 25(3): 546-559. |
[13] | 吴子豪, 刘耀林, 冯向阳, 陈奕云, 闫庆武. 基于多尺度地理加权回归的土壤镉污染局部影响因子分析[J]. 地球信息科学学报, 2023, 25(3): 573-587. |
[14] | 黄帅元, 董有福, 李海鹏. 黄土高原区SRTM1 DEM高程误差校正模型构建及对比分析[J]. 地球信息科学学报, 2023, 25(3): 669-681. |
[15] | 陈凯, 雷少华, 代文, 王春, 刘爱利, 李敏. 基于开源数据和条件生成对抗网络的地形重建方法[J]. 地球信息科学学报, 2023, 25(2): 252-264. |
|