基于GIS与IIVM的桐城市地质灾害易发性评价

文章以安徽省桐城市为研究区,选取高程、坡度、坡向、工程地质岩组、与断裂带的距离、与水系的距离及与道路的距离为区域地质灾害易发性评价因子,运用层次分析(analytic hierarchy process, AHP)法对传统信息量模型(information value model, IVM)的评价结果进行加权分析,确定改进信息量模型(improved information value model, IIVM);结合地理信息系统(geographic information system, GIS)对桐城市地质灾害的易发性进行评价,将研究区划分为高易发区、中易发区、低易发区及不易发区4类,研究区主要为不易发区和低易发区,中、高易发区占比28.68%(主要位于研究区西北部);使用受试者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲线进行评估,IIVM评价结果的曲线下面积(area under the curve, AUC)值为0.807 7,高于传统IVM,说明IIVM具有更高的精度和有效性。评价结果与研究区地质灾害实际调查情况相符合,可为该区域地质灾害防治提供有效参考。     

基于地理信息系统与斜坡单元的峨边县地质灾害易发性评价

斜坡单元依据山脊线和山谷线划分的单元,能够体现研究区的真实地质环境条件,作为评价单元在地质灾害易发性评价中具有重要意义。采用地理信息系统(geographic information system, GIS),运用水文分析工具提取峨边县斜坡单元,选取归一化植被指数、坡度、高程、地形起伏度、地层岩性、距水系的距离、距断层距离、距道路的距离8个因子,使用逻辑回归模型(logistic regression, LR),制得地质灾害易发性概率图,将其划分为非易发区、低易发区、中易发区、高易发区和极高易发区。结果表明：ROC(receiver operating characteristic curve)曲线的线下面积(area under curve, AUC)精度检验值为0.917,极高易发区和高易发区内地质灾害点数占总灾害点数的81.3%,说明对峨边县进行基于斜坡单元使用逻辑回归进行地质灾害的易发性评价具有可行性和较高精度。     

基于信息量法与加权信息量法的地质灾害易发性评价效果对比 ——以蕲春县北部地区为例

为对比应用信息量法与加权信息量法对地质灾害易发性评价效果,以蕲春县北部地区为例进行研究.对区内地质灾害影响因素分级和相关性分析,确定高程、坡度、坡向、岩土体类型、水系、居民区和公路共7个因子作为区内易发性评价因子.基于以上两种方法,利用ArcGIS平台,对研究区进行地质灾害易发性评价,将研究区分为高易发区、中易发区、低易发区和不易发区.最后通过ROC曲线验证及地质灾害相对百分比指标对比分析两种方法的评价效果,据此选择出较优的易发性评价结果.结果表明,两种方法的评价结果均有较好的准确性,但加权信息量法效果不如信息量法,通过对信息量值加权来达到改进效果并不适用于本次地质灾害易发性评价.因此,在选择加权信息量法进行易发性评价时需要对其评价效果进行对比验证.     

震后地质灾害易发性评价——以映秀震区为例

2008年汶川大地震诱发了数以万计的地质灾害,特别是在震中映秀附近,同震滑坡形成了大量松散物质堆积于沟道和山区斜坡上,为震后泥石流的发生提供了良好的物源条件,同时也有大量同震滑坡堆积体在震后发生复活。为了研究震后滑坡地质灾害发生的控制因素并进行易发性分析,对震中映秀附近2008年同震滑坡及2009年震后滑坡进行了遥感解译与野外调查复核。在此基础上,选取岩性、同震滑坡面密度、坡度、坡向、高程、相对高差、距河流距离和径流强度指数,8个因子作为震后滑坡地质灾害易发性评价的因子。利用确定性系数(certainty factor, CF)法和逻辑回归方法,定量评价了汶川震中区域震后地质灾害易发性,并对两个模型精度进行了比较。将研究区划分为193个小流域单元,将各评价因子进行分级,计算出各分级的CF值,并基于ArcGIS平台分别将CF值叠加得出各流域单元的CF值;利用SPSS计算各因子分级的标准化值,以得出各因子的回归系数,建立逻辑回归模型,最终对各个流域单元滑坡地质灾害的空间发生概率(即易发性)进行评价。根据结果将研究区域划分为5个区:高易发区、较高度易发区、中度易发区、较低度易发区以和低易发区。通过ROC(receiver operating characteristic curve)曲线检验CF法和逻辑回归评价方法的精度,AUC(area under curve)值分别为0.840和0.897,评价方法精度较高。     

基于SVM-LR模型的滑坡易发性评价——以临潼区为例

以临潼区作为研究区,在收集资料的基础上,选取12类影响因素作为评价因子,采用滑坡相对点密度分析滑坡点与评价因子的空间分布关系,通过Spearman对因子相关性进行分析,剔除地形起伏度因子;分别采用支持向量机模型(support vector machine,SVM)与逻辑回归模型(logistic regression,LR)对区内滑坡易发性进行评价,评价结果表明:SVM、LR模型的预测准确率分别为81. 8%、86. 4%。在此基础上,通过建立max{LSI(SVM)、LSI(LR)}函数,提出SVM-LR模型并用于研究区滑坡灾害易发性评价中。最后采用受试者特性曲线(receiver operate curve,ROC)对3种模型的预测精度进行检验与对比,检验结果表明:SVM-LR模型的成功率与预测率均高于SVM、LR模型,在极高易发区—高易发区内,滑坡灾害点所占百分率提高了2. 8%。研究结果可以为滑坡易发性评价提供一种新的思路。     

基于信息量模型的陕西省合阳县地质灾害易发性区划

在对合阳县地质灾害进行野外调查和资料收集的基础上,选用灾害点密度、坡型、坡高、坡度、岩土类型和人类工程活动6个因子建立该地区地质灾害易发性分区的评价指标体系,采用基于GIS的信息量模型进行合阳县地质灾害易发性区划,并针对不同分区提出相应的地质灾害防治措施.根据计算分析,最终将研究区划分为非易发区、低易发区、中易发区和高易发区4个区.其中高易发区占研究区总面积的20.16%,中易发区占总面积的4.47%,低易发区面积占总面积的3.98%,非易发区面积占总面积的71.39%.     

GIS支持下CF与信息量耦合模型的攀枝花市矿山地质灾害易发性评价

攀枝花市矿产资源丰富,采矿历史悠久,开采活动强度大,地质结构复杂,生态环境脆弱,矿山地质灾害频发.基于2019年的三江（怒江,澜沧江,金沙江）北段矿产开发环境遥感监测调查资料,在分析矿山地质灾害发育规律与影响因素关系的基础上,选取坡度、工程地质岩组、距断层的距离、降水量、植被覆盖度、距河流的距离以及距开采活动面的距离7个评价因子,借助ArcGIS软件平台,采用确定性系数（Certainty Factor,CF）模型、信息量模型以及CF与信息量耦合模型开展攀枝花市矿山地质灾害易发性评价研究.结果表明,工程地质岩组、植被覆盖度、距开采活动面的距离是影响矿山地质灾害分布的控制因子;经过ROC(Receiver Operating Characteristic Curve, ROC)曲线检验,CF与信息量耦合模型的AUC(Area Under the Curve, AUC)值高达0.909,表明耦合模型比单一模型的评价精度高,其精度为耦合模型>信息量模型>确定性系数模型;耦合模型的易发性分区为极高易发区（5.24%）、高易发区（11.67%）、中易发区（41.66%）和低易发区（4...     

基于GIS的中国泥石流易发性评价

探讨全国泥石流易发程度,为地质灾害防治规划、宏观层面国土空间布局等提供依据。以中国内地(未包含香港、澳门和台湾)为研究区,选取起伏度、地貌类型、活动断裂距离、岩组(性)、年平均≥50mm暴雨日数、土地利用程度等6个易发性评价因子,基于1km×1km评价单元,采用概率比率模型,进行了易发性评价,形成了全国泥石流易发程度分区,并对结果进行了检验。评价结果表明:高易发区面积占7%,泥石流数量占全部的52.50%;中易发区面积占的28%,泥石流数量占33.51%;低易发区面积占28%,泥石流数量占11.45%;不易发区占37%,泥石流数量占2.55%。     

基于确定性系数与支持向量机的滑坡易发性评价

准确的滑坡易发性评价对防灾减灾具有重大意义。以略阳县为研究区,在确定性系数模型(certainty factor, CF)易发性分区的基础上,剔除极高和高易发区后选取非滑坡点,提取CF值为支持向量机模型(support vector machine, SVM)的输入值,采取灰狼优化算法得到最优参数建立CF-SVM模型对研究区进行预测,同时与随机选取的非滑坡点SVM模型进行对比。结果表明：CF-SVM模型在极高和高易发区涵盖了74.2%的历史滑坡点,且受试者特征工作曲线下的面积(area under receiver operating characteristic curve, AUC)达到0.95,均高于SVM模型,由此说明CF-SVM模型具有更高的准确率,并且证明了在CF模型基础上选取非滑坡点的可行性,可为该区域的风险管理提供科学依据。     

信息量支持下的随机森林模型的崩塌易发性评价

地质灾害易发性评价作为预测地质灾害发生概率的重要手段被中外学者广泛应用.以陕西省神木市为研究区,在分析了研究区地质环境、人类活动与崩塌形成条件的基础上选取了高程、坡度、坡向、降雨量、距水系距离、距道路距离、岩性、地貌、曲率、归一化植被指数(normalized vegetation index,NDVI)10个影响因子.采用皮尔森相关系数对各因子进行独立性检验.结果表明:各因子间相关系数较低,认为各因子独立;为确保所选非崩塌点为高概率的非崩塌点,利用从信息量模型(in-formation value model,IV)形成的较低及低易发区选取非崩塌点,结合随机森林模型(random forests,RF)进行研究区崩塌易发性分析,并将得到的易发性分析结果与随机选取非崩塌点的RF模型进行对比.最后利用受试者特征曲线(receiver operate curve,ROC)曲线进行两种模型的精度对比,得到RF的成功率和预测率分别为94.5％、89.9％,IV支持下的RF的成功率和预测率分别为96.9％、96.5％.综上IV支持下的RF模型比单一模型具有更好的预测精度.     

评价单元对地质灾害易发性评价的影响

为了探究不同评价单元对地质灾害易发性评价结果准确性的影响,以宁夏西吉县地质灾害为研究对象,分别以网格单元和斜坡单元作为评价单元,选取灾害点密度、坡度、坡高、坡型、降雨、岩土体类型、人类工程活动和地震等8个评价指标,基于ArcGIS软件,运用综合评判模型对各分级量化的评价指标进行叠加计算,其中采用层次分析法确定各指标的权重值,并应用突变点法将研究区划分为非易发区、低易发区、中易发区和高易发区四个等级,最后通过Sridevi Jadi经验概率法和相对滑坡密度指数法对易发性评价结果进行精度检验。结果表明：基于斜坡单元的高、中易发区灾害点占比比基于网格单元的高5.2%,采用Sridevi Jadi经验概率法得到的基于斜坡单元和网格单元的地质灾害易发性预测结果精度分别为94.74%和90.08%,基于斜坡单元和网格单元的高、中易发区滑坡密度指数值分别为99.30%和98.79%。斜坡单元的预测精度更高,表明采用斜坡单元划分的地质灾害易发性评价结果更为合理准确。     

基于亚米级卫星数据的典型喀斯特小流域石漠化空间格局与演变特征

【目的】阐明石漠化演变的过程和机制,为下一步石漠化综合治理的方向和重点提供科学依据。【方法】选取契合喀斯特地区景观特点的亚米级卫星数据,使用指数分类法提取2003年和2013年研究区不同等级石漠化信息,对研究区石漠化空间格局和演变特征进行分析。【结果】指数分类法分类精度评价结果显示,Kappa系数大于0.8,且野外验证精度为85%,说明解译结果可信。2003—2013年,研究区石漠化面积从96.55km~2减少至88.97km~2,石漠化面积呈现减少的趋势,总体减少速率为0.76km~2/a;无明显石漠化增加速率最大,为20.11km~2/a,轻度和中度石漠化演变速率为-0.23km~2/a和-0.02km~2/a。虽然不同等级石漠化面积之间均有转化,但是向无明显石漠化转移的面积(7.65km~2)大于向强度石漠化转移的面积(3.04km~2)。演变方向上,石漠化轻度改善的面积最大为10.56km~2。【结论】研究区整体的石漠化状况有所好转,总体上石漠化治理取得一定的成效,但是轻度恶化的面积(6.08km~2)也不容忽视,需要对石漠化治理工程效果进行巩固。     

改进层次分析法在某滑坡场地建设适宜性评价中的应用

场地建设适宜性评价是土地利用、资源节约和工程建设的重要依据。应地区规划要求,为了确定滑坡场地建设适宜性,采用改进层次分析法(IAHP)针对性的提出基岩表面坡度、深切冲沟的距离以及滑坡自身的稳定性等9个评价因子,对规划区内整体稳定性较好的某滑坡进行场地适宜性评价。结果表明：适宜性区面积约0.83 km²,约占场地总面积的20.2%,分布于山前地带、场地中后部;较适宜区面积约0.43 km²,约占场地总面积的10.4％,主要为滑坡场地中部;适宜性差区面积约1.01 km²,约占场地总面积的24.4%,主要为滑坡的中前部;不适宜区面积约1.85 km²,约占场地总面积的45.0%,主要为工程地质条件及施工条件较差区域。评价结果与野外地质环境调查以及场地现状定性判别结果基本一致,具有可靠性,可见改进层次分析法对滑坡场地规划建设用地的分类和预测具有重要意义。     

Bottom Factors Applied to the Zoning Study of the Risk Levels of Landslides in the Three Gorges Reservoir Area

Without taking inducing factors into consideration, this paper adopts a quantitative analysis of the bottom factors in the Three Gorges Reservoir area, studies the relationship between the bottom factors and the development of landslides, and then zones the area according to risk levels. The bottom factors adopted in this paper include lithological characters（U1 ）, gradient（U2 ）, slope form （U3）, difference of helght（U4 ）, and slope orientation（U5 ）. In 4 650 km^2 of the studied area, the areas of the very high, high, medium and low hazard degree area respectively were 57. 94 km^2 , 2 305.15 km^2, 1 241.6 km^2, 1 045.31 km^2. The methodological steps are （1） inversion statistic analysis, （2） the analysis of contribution ratio and weighing, （3） getting results via fuzzy evaluation of risk levels.     

海南岛台风灾害综合危险评价

为更好地揭示海南岛台风灾害危险分布规律,耦合孕灾环境敏感和致灾因子危险两方面因素,利用海南岛1980-2019年台风数据,运用组合权重法,构建海南岛台风灾害综合危险评价模型,并按10年间隔划分为4个年代,得到海南岛不同时期台风灾害综合危险分区.结果 表明:①孕灾环境敏感程度在空间上具有从东部、西南部沿海向内陆逐渐降低趋势,以中低敏感区为主,面积占比30.88％,高敏感区面积1495.02 km2,占比为4.42％;②致灾危险程度随时间推移呈现上升一下降—上升变化趋势,空间分布具有从沿海向内陆呈逐级递减趋势特征;2001-2009年致灾因子危险程度低的范围最广,面积为25624.85 km2,占比达75.7％;2010-2019年致灾因子危险程度高的范围最广,面积占比达34.78％;③台风灾害综合危险随时间变化呈现下降—升高趋势,空间上均具有从东北部、西南部沿海向中部内陆和西北部沿海降低特征;2001-2009年综合危险指数最低,面积占比为29.61％;2010-2019年代综合危险指数最高,面积占比达42.08％;④台风灾害综合危险高值区主要分布东部、西南部沿海的文昌、陵水等6市县;中值区分布在沿海、内陆的万宁、保亭等6市县;低值区则分布在中部内陆至西北部的五指山、临高等6市县.海南岛台风灾害随时间变化具有较复杂的演变规律,随着社会经济的发展,防治台风灾害的任务将更艰巨.     

广东韩江流域化学风化作用及大气CO2消耗的分析

岩石的风化作用与碳循环有着极为密切的联系。韩江流域处于湿热地区,是广东省除珠江流域以外的第二大流域。对韩江水系进行了系统采样、测试分析显示,河水水化学组成以HCO3-和Ca2+为主,其次是SO24-和Na+。Gibbs图分析表明,韩江流域河水离子成分主要来源于岩石的风化释放;相关分析和因子分析则表明,蒸发盐岩、碳酸盐岩、硅酸盐岩风化过程对河水离子的贡献率分别为33.4%、27.7%和为10.5%。大气中的CO2通过参与岩石的化学风化过程对河水中溶解质的贡献率为20.2%。韩江流域河水中HCO3-有50.2%来自大气CO2,由此估算韩江流域岩石化学风化对大气CO2的消耗量为73.33×108mol/a。在主要支流中,由大到小的顺序是汀江、石窟河、宁江、五华河和梅潭河,分别为28.08×108,13.26×108,10.22×108,5.17×108和2.90×108mol/a。韩江流域岩石化学风化对大气CO2的消耗率为252.2×103mol/(km2·a)。各主要支流中岩石化学风化对大气CO2消耗率最高的是宁江,为718.55×103mol/(km2·a),其次是石窟河360.14×103mol/(km2·a),再依次递减的是五华河282.04×103 mol/(km2·a),汀江237.73×103 mol/(km2·a),梅潭河181.18×103mol/(km2·a);韩江流域的平均化学风化率为54.11 t/(km2·a),各主要支流由高到低依次为,宁江最高140.5 t/(km2·a),石窟河71.2 t/(km2·a),汀江52.39 t/(km2·a),五华河51.02 t/(km2·a),梅潭河38.04 t/(km2·a)。     

Ranging pattern and population composition of Rhinopithecus bieti at Xiaochangdu, Tibet: Implications for conservation

We studied the ranging pattern of the wild black-and-white snub-nosed monkeys(Rhinopithecus bieti) at Xiaochangdu,Tibet from June 2003 to March 2005.Using the map grid cell method,the group home range were 16.75 km 2 in summer,10.50 km 2 in winter,and 21.25 km 2 total over two years.The daily travel length(DTL) averaged 765 m with a range of 350-3500 m.The results showed that DTL in winter was significantly shorter than those of in summer and spring.Temperature,rainfall,food availability,and human disturbance correlated positively with DTL.According to the maximum observed group size and estimated total home range,population density and biomass of R.bieti were 9.1 individuals/km 2 and 88.6 kg/km 2,respectively.The temporal and spatial variations of food resources and patterns of human disturbance largely determine the ranging behavior of R.bieti at Xiaochangdu.     

Water balance estimates of ten greatest lakes in China using ICESat and Landsat data

Lake level and area variations are sensitive to regional climate changes and can be used to indirectly estimate water balances of lakes. In this study, 10 of the largest lakes in China, ～1000 km² or larger, are examined to determine changes in lake level and area derived respectively from ICESat and Landsat data recorded between 2003 and 2009. The time series of lake level and area of Selin Co, Nam Co, and Qinghai Lake in the Tibetan Plateau (TP) and Xingkai Lake in northeastern China exhibit an increasing trend, with Selin Co showing the fastest rise in lake level (0.69 m/a), area (32.59 km²/a), and volume (1.25 km³/a) among the 10 examined lakes. Bosten and Hulun lakes in the arid and semiarid region of northern China show a decline in both lake level and area, with Bosten Lake showing the largest decrease in lake level (?0.43 m/a) and Hulun Lake showing the largest area shrinkage (?35.56 km²/a). However, Dongting, Poyang, Taihu, and Hongze lakes in the mid-lower reaches of the Yangtze River basin present seasonal variability without any apparent tendencies. The lake level and area show strong correlations for Selin Co, Nam Co, Qinghai, Poyang, Hulun, and Bosten lakes (R ² >0.80) and for Taihu, Hongze, and Xingkai lakes (～0.70) and weak correlation for East Dongting Lake (0.37). The lake level changes and water volume changes are in very good agreement for all lakes (R ² > 0.98). Water balances of the 10 lakes are derived on the basis of both lake level and area changes, with Selin Co, Nam Co, Qinghai, and Xingkai lakes showing positive water budgets of 9.08, 4.07, 2.88, and 1.09 km³, respectively. Bosten and Hulun lakes show negative budgets of ?3.01 and ?4.73 km³, respectively, and the four lakes along the Yangtze River show no obvious variations. Possible explanations for the lake level and area changes in these four lakes are also discussed. This study suggests that satellite remote sensing could serve as a fast and effective tool for estimating lake water balance.     

A study on responses of soil erosion and sediment yield to closing cultivation on sloping land in a small catchment using 137Cs technique in the Rolling Loess Plateau, China

By comparison of volumes and ¹³⁷Cs contents of the deposited sediments before and after 1993, changes of specific sediment yields and relative sediment contributions from the gully area and from the inter gully area after closing cultivation on the later area on a small catchment of Zhaojia Gully, in the Rolling Loess Plateau, are analyzed in this paper. Closing cultivation in a large scale has not resulted in decrease but increase of specific sediment yield of the catchment, in sharp decrease of the sediment yield and the relative sediment contribution of the inter-gully area, and in increase of the sediment yield and the contribution of the gully area, for a short term. The mean specific sediment yield of 29650 t km⁻² a⁻¹ of 1994–1996 in the catchment was 2.2 times the average value of 13413 t km⁻² a⁻¹ for a long term. The specific sediment yield of the inter-gully area decreased from the 14335 t km⁻² a⁻¹ in 1994 to 7034 t km⁻² a⁻¹ in 1995 and 3517 t km⁻² a⁻¹ in 1996, while the yield of the gully area varied between 44944 and 62136 t km⁻² a⁻¹ during the period of 1994–1996 which was much greater than the value of 21118 t km⁻² a⁻¹ before 1993. The relative sediment contribution from the inter-gully area decreased from 23% in 1994 to 15% in 1995 and 6% in 1996, while the contribution from the gully area increased from 77% in 1994 to 85% in 1995 and 94% in 1996. It is suggested that compacting of ploughed soils resulted in increasing of the erosion resistance but in decreasing of the precipitation infiltration, therefore, the soil erosion reduced but the runoff amount increased on the inter-gully area. Increase of delivering runoff from the inter-gully area to the gully area should result in activeness of gully erosion and mass movements, consequently, in increase of the total sediment yield from the catchment.     

基于AHP-LR熵组合模型的子长市地质灾害危险性评价

延安市子长市是地质灾害较为严重的地区,受地形地貌、地质环境条件、人类工程活动等诸多因素的影响,尤其是在强降雨气候下,区内崩塌、滑坡等地质灾害时有发生,严重威胁着人们的生命和财产安全。为了对研究区地质灾害危险性进行综合评价,建立了年均降雨量、道路距离、坡度、土地利用类型、岩土体类型等9个评价指标,利用层次分析法(analytic hierarchy process, AHP)与逻辑回归法(logistic regression, LR)的熵组合模型求得的各类评价因子权重值乘以对应因子层中的信息量值,在ArcGIS平台中对各类评价因子栅格图层进行了叠加分级处理并对评价结果采用受试者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲线进行精度检验。结果表明,基于AHP-LR熵组合模型下的危险性评价结果准确率达到0.897,明显高于单一赋权模型的精度。区内极高、高危险性分级主要集中于研究区中部,两类分区下的面积为352.49 km~2,约占全区总面积的15%。研究成果可为该区的防灾减灾工作提供一定参考,同时对同类地区的地质灾害危险性评价也具有一定借鉴意义。