基于确定性系数模型的地质灾害多因子权重计算方法

地质灾害影响因子权重的确定是区域地质灾害评价和预警模型研究的关键。本文采用确定性系数模型（CF）实现复杂多因子数据的同区间量化,基于CF值直接代表着各因子对地质灾害的贡献这一物理基础,提出了一种基于CF的多因子叠加确定权重法。该方法通过三步完成权重计算：（1）基于CF的地质灾害各影响因子量化,使得各影响因子取值均介于0-1;（2）所有影响因子逐级叠加计算,计算所有因子的相对贡献值;除某计算因子外,其他所有影响因子的逐级叠加计算,得到除某计算因子外的其他所有因子的相对贡献值;（3）通过相减的方法,得到某计算因子的相对贡献值。同样方法分别得到所有因子的相对贡献值,最后归一化处理分别得到所有因子的权重。最后,以区域显式统计预警模型中潜势度计算为例,分区计算确定了地质灾害各影响因子的权重,并以潜势度计算结果进行效果检验,验证了基于CF的多因子叠加确定权重法的有效性和实用性。

基于CF与优化RF模型耦合的泰山地区地质灾害易发性评价

[目的]针对泰山地区地质灾害频发这一现状,研究并构建地质灾害易发性评价模型,为该地区的地质灾害预防与治理工作提供参考。[方法]以泰山地区为研究区,采用确定性系数模型与粒子群算法优化RF模型耦合的方法,完成对研究区的地质灾害易发性评价。该方法是利用确定性系数(CF)模型计算影响因子对地质灾害的敏感值,作为模型训练的属性值,引入粒子群算法对随机森林(RF)模型进行参数寻优,提高模型对地质灾害的预测精度和准确度。选取坡度、距道路距离、土地利用类型、植被指数等11个影响因子,采用皮尔逊相关系数法和多重共线性检查进行影响因子筛选择优,绘制ROC和PR曲线对训练模型进行精度评价。[结果]CF-PSO-RF耦合模型相比单一SVR、单一RF和CF-PSO-SVR模型的极高易发区面积比例分别提高10.55%,10.04%和5.08%,AUC值分别提高14%,5.1%和1.7%,AP精度分别提高了11.7%,4.4%,1.2%。预测结果显示,泰山地区的极高、高易发区主要位于泰山景区、岱岳区北部等地形起伏和坡度较大的区域,面积所占比例为28.05%,涵盖了60.1%的地质灾害点;相反,低、极低易发区主要分布在建设用地、农田等地势平坦区域,面积比例为59.26%。[结论]将确定性系数模型与优化后RF模型耦合,相比单一模型精度有进一步的提升,又优于CF-PSO-SVR模型精度,评价结果符合实际情况。

基于确定性系数方法的龙门山地区地震滑坡影响因子敏感性分析——以汶川地震与芦山地震诱发滑坡为例

在我国西南地区，沿龙门山断裂带分别发生了2008年汶川MS8.0级地震以及2013年芦山MS7.0级地震，这两次地震均造成了严重的地表破裂，并诱发了大量的滑坡和崩塌等次生地质灾害。文章选择了位于青藏高原向四川盆地过渡的区域——以龙门山断裂带为中心的30°~34°N，102°~106°E区域作为研究区，借助GIS工具，基于确定性系数（CF）方法，选取了地震、地质构造、自然环境和人类活动4大类因子，包括烈度、震中距、岩性、断裂、高程、坡度、坡向、河流、降雨、公路共10个因子（子集），对汶川和芦山地震诱发的次生滑坡灾害进行影响因子敏感性分析，基于z值确定该区域内地震滑坡的关键因子类以及基于CF值确定各类集（子集）下各特定因子的具体地震滑坡敏感性。研究结果显示：地震因子具有最高的z值，是龙门山地区地震滑坡产生的关键影响因子，表明地震活动的强弱直接关系到斜坡的稳定性和次生滑坡灾害的面积分布。而对比烈度子集中的具体CF值表明：当烈度小于Ⅷ度时，烈度对次生滑坡发生的影响极低，区域内的主要影响因子则由地震因子转变为震中距、自然因子等其他类别的因子；其次以坡度、高程、与河流的距离为主的自然因子类别以及与断层的距离在地震滑坡过程中也有较高权重，而人类活动对研究区内坡体的稳定性也有着不可忽略的作用。本研究结果可作为该地区后续区域地震滑坡相关研究和发展规划的基础科学依据。

汶川县地震诱发崩滑灾害影响因素的敏感性分析

震后遥感影像与调查结果表明,汶川Ms8.0级地震在汶川县城约4083km2的区域内诱发了5528余处崩塌、滑坡灾害。利用GIS技术对地震地质灾害的分布与地层岩性、距断裂距离、坡度、高程等因素的关系进行统计分析,结合崩滑的确定性系数方法(CF),对诸影响因子进行敏感性分析,确定该区域内各因子最利于地震滑坡发育的数值区间,结果表明:地震崩塌滑坡主要分布在元古界、震旦系、二叠系硬质岩石分布的地层里,坡度为大于40°的坡体上;活动断裂10km缓冲区内,未动断裂6km缓冲区内崩滑密集分布;崩滑发育较有利的高程范围位于1000～2500m;相对高差范围位于600～1000m之间,岷江干流对崩滑分布起绝对控制作用。分析得出影响本次崩塌滑坡分布的因子具有地震波传播介质效应和距离效应;由地震产生的崩滑与降雨诱发的崩滑在岩性、坡度的发生区间上有较为明显的区别;并为进行其他地区区域地震崩滑灾害稳定性评价提供了可以借鉴的科学依据。

1976年龙陵地震诱发滑坡的影响因子敏感性分析

基于前人的研究和龙陵地震滑坡的调查资料,选取了地层岩性、断裂、地震烈度、震中距、地形坡度、坡向、高程、水系等8个因子作为1976年龙陵地震诱发滑坡的影响因子。利用GIS强大的空间分析能力,结合滑坡确定性系数(CF)的方法,对1976年龙陵地震诱发滑坡的诸影响因子进行敏感性分析,确定了该区域内各因子最利于地震滑坡发育的数值区间,为进一步区域地震滑坡稳定性评价奠定基础。