Newmark位移模型是研究地震滑坡易发性的经典模型,机器学习方法支持向量机模型也越来越多的应用到滑坡易发性评估研究。本文将Newmark位移模型与支持向量机模型相结合,建立基于物理机理的地震滑坡易发性评估模型并应用于2008年汶川地震重灾区汶川县。从震后遥感影像目视解译出汶川县1900处地震诱发滑坡,并将其随机划分为70%的训练数据集和30%的验证数据集。选择地形起伏度、坡度、地形曲率、与构造断裂带距离、与水系距离、与道路距离6个因子与Newmark位移值共同作为地震滑坡易发性影响因素。利用ROC曲线和模型不确定性等指标对模型结果进行评估,并与二元统计模型频率比和多元统计模型Logistic回归的结果进行对比。结果表明：与频率比和Logistic回归模型相比,支持向量机模型的正确率最高,训练集和验证集ROC曲线下的面积分别为0.876和0.851。将模型应用于绘制汶川县地震滑坡易发性图,结果显示滑坡易发性图与实际的滑坡点位分布一致性较高,有80.4%的滑坡位于极高和高易发区。这说明支持向量机与Newmark位移方法结合建立的地震滑坡易发性评估模型有较高的预测价值,可以为滑坡风险评估和管理提供依据。

本文以山西省霍西煤矿区为研究区,利用遥感和GIS方法对滑坡灾害的敏感性进行了数值建模与定量评价。利用交叉检验方法构建了径向基核函数支持向量机滑坡敏感性评价模型,并基于拟合精度对模型进行了定量评价;对各评价因子在模型中的重要性进行对比分析;基于空间分辨率为30m的评价因子,通过径向基核函数支持向量机模型获得了霍西煤矿区滑坡敏感性指数值,并利用分位数法将霍西煤矿区的滑坡敏感性分为极高、高、中和低4个等级。结果表明：拟合精度建模阶段和验证阶段分别为87.22%和70.12%;与滑坡敏感性关系最密切的5个评价因子依次是岩性、距道路距离、坡向、高程和土地利用类型;极高和高敏感区域分布了93.49%的滑坡点,面积占总面积的50.99%,是比较合理的分级方案。本研究不仅可以为研究区人工边坡调查和煤矿资源合理开采提供借鉴,对相似矿区的相关工作也具有参考价值。

泥石流危险性评价是泥石流防灾减灾的重要内容。本文以四川省为研究区,以DEM为数据源,通过提取水流方向,计算汇流累积量,实现四川省小流域划分。基于收集的已查明泥石流流域资料,分析了泥石流孕灾环境与成灾特点,选择流域高差、流域面积为指标,建立基于能量条件的潜势泥石流流域判识模型,对划分的小流域进行判识,识别出7798个小流域具备泥石流发生所需能量条件,面积为31.1×10⁴ km²,占四川省总面积的64.18 %。进而建立了泥石流危险性评价指标体系和可拓物元模型,开展了小流域泥石流危险性评价,划分了危险度等级,得到中度、高度、极高危险区的小流域个数分别为1946、1725和1002个,面积分别为9.1×10⁴、7.7×10⁴和3.4×10⁴ km²,中度以上危险区面积共20.2×10⁴ km2,占四川省总面积的41.67%。最后对评价结果可靠性和各等级泥石流危险区在各地市级行政区、各大流域的分布进行了分析。其结果对促进泥石流判识与危险性评价理论,区域泥石流防灾减灾与山区可持续发展等具有重要的理论和现实意义。

本文采用信息量模型法研究湖南省山丘区小流域山洪灾害的危险性程度。信息量模型的最大意义是能从影响山洪灾害发生的众多因素中找到“最佳因素组合”。基于湖南省1955-2015年近60年的历史山洪灾害数据,结合地形、下垫面以及降雨条件,利用信息量模型按危险性程度高低划分出湖南省山丘区山洪灾害危险性的分布情况。研究结果表明,湖南省山丘区山洪灾害容易发生在坡度小于10°,高程小于100 m,起伏度小于30 m,土地覆被为人工表面,土壤类型为粘土以及降雨量在1584.3~1662.0 mm之间的区域。湖南省山丘区危险等级较高的地级市有永州市、郴州市、株洲市、岳阳市、娄底市以及长沙东部山区,经过混淆矩阵验证后,通过信息量方法建立的山洪灾害危险性评价模型准确率为75.36%,基本可信。

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。

中国山洪灾害造成的经济损失在各类灾害损失中所占比重日趋增大,其中房屋损毁是造成经济损失和人员伤亡的重要因素。本文以房屋为研究对象,基于全国山洪灾害调查评价提供的数据,分析房屋暴露量的时空分布特征,构建山洪灾害房屋损毁风险评估模型,对房屋损毁风险进行分析及原因探究。结果表明：① 中国山洪灾害防治县以一层住宅为主,占比达50%以上的防治县分布范围大致与中国第二、三阶梯分界线一致;砖混结构仍为迄今为止中国山区农村运用最为广泛的房屋结构类型,其次为砖木结构,再次为钢混结构和其它结构;② 中国山洪灾害防治县房屋脆弱性呈现西北高、东南低的整体空间格局;房屋损毁风险呈现东部高、西部低的空间分布特征,且损毁风险较高的地区呈带状或集聚状态分布。损毁风险很高的地区集中于辽东半岛、山东半岛、海南岛及东南沿海地带,且在燕山-太行山区呈现沿东北-西南方向的条带状分布,损毁风险较高的地区主要分布于太行山区及长江中下游地区;③ 房屋类型对山洪灾害房屋损毁风险贡献度较高的地区主要为山东省、山西省及河北省;山洪强度对房屋损毁风险贡献率较高的地区主要呈3条条带状分布：燕山-太行山分布带、浙闽滨海丘陵分布带、两广滨海分布带。