地震触发崩塌、滑坡空间分布及危险性评价

摘要

地震触发的崩塌滑坡具有极大的危害性。“5·12”汶川地震和“4·20”芦山地震给人们带来巨大损失的同时，也为我们提供了探究地震触发崩塌滑坡分布规律的条件。论文在利用遥感技术分析灾害空间分布规律的基础上，建立了震后崩塌滑坡分布的预测评价模型。
　　论文利用汶川震区和芦山震区的遥感影像，在经过一定的图像处理后，以人机交互的目视解译技术并结合野外实地调查分别解译出两次地震触发的崩塌滑坡灾害，然后使用ARCGIS软件分析灾害分布与高程、坡度、坡向、距河道距离、PGA、起伏度、地层岩性等因素的关系，最后利用二元logistic回归方法建立模型，分别对地震条件下自然边坡和人工边坡的震害情况进行预测评价。
　　论文取得成果:
　　1.共判释解译出芦山地震崩塌滑坡灾害点1608个，汶川地震崩塌滑坡灾害点20254个，汶川映卧路沿线崩塌滑坡灾害2146个。
　　2.统计灾害分布密度和面积率发现，两次地震触发的崩塌滑坡灾害随高程增加没有明显关系，但随坡度和PGA的增大而更加严重;汶川地震崩塌滑坡灾害分布呈现明显的“上盘效应”;灾害沿断裂带和河道集中分布，而芦山地震只呈现沿河道集中分布的特征，与断裂带无明显关系;汶川地震崩塌滑坡灾害在火成岩组、前震旦系、震旦系和寒武系地层中的分布密度较大，而芦山震区灾害多发生在白垩系、二叠系、泥盆系和震旦系地层。
　　3.通过检验汶川地震映卧路沿线灾害和芦山震区灾害分布面积的幂率关系和对数正态分布特征，发现在映卧路沿线灾害面积随烈度区(Ⅺ、Ⅹ、Ⅸ)的降低，幂率关系逐渐变好(R2:0.837，0.889，0.895)，对数正态分布特征逐渐减弱(sig:0.628，0.531，0.312)，而在地震能量释放相对较小的芦山震区，三个烈度区(Ⅸ、Ⅷ、Ⅶ)均无对数正态特征，但都具备很好的幂率关系（R2均大于0.9）。
　　4.对比芦山地震Ⅸ度区和汶川地震Ⅸ度区崩塌滑坡灾害分布特征，得到如下结论:(1)、两个区域的灾害分布具有一定相似性。首先，随高程增加均未出现“放大效应”;其次，大部分灾害集中在坡度在20°～40°之间，又以30°～40°最多，但灾害密度均随坡度增加而增加，说明坡度对地震作用下的崩塌滑坡也起着重要控制作用;最后，两个区域均是SE向所占面积最大，对应的灾害个数最多，可以认为，在受地震影响稍小的区域，崩塌滑坡灾害主要受重力控制。(2)、两个区域的灾害分布也具有一定的差别。汶川地震Ⅸ度区灾害面积率五倍于芦山地震Ⅸ度区，这个结果归结于前者的地震动要强于后者，且区域地形也陡于后者。
　　5.利用二元logistic回归分析方法，以芦山地震触发的崩塌滑坡灾害和汶川地震后G213线映秀至都江堰段上边坡工点数据分别建立预测模型，并以北川县马槽羌族乡和G213水磨支线验证模型预测准确性:根据预测结果概率将马槽乡分成五个危险等级，分别是极低(0～0.2)、低（0.2～0.5）、中(0.5～0.8)、高(0.8～0.95)、极高（大于0.95），其中中、极高和高危险区占全区面积的53％，但包括了全区76％的灾害数量，预测结果良好;水磨支线共调查11个工点，以0.5为阈值，对比观测值和预测值，仅一个工点不同，预测准确度达到91％，预测结果非常好。
　　论文通过地震触发崩塌滑坡灾害的研究，对其分布规律有了一定的认识;建立的灾害预测模型可用于灾情评估和工程实践。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 问题的提出

1．2 研究意义

1．3 国内外研究现状

1．4 研究方法和技术路线

1．5 论文结构安排

第二章 芦山地震崩塌滑坡遥感解译及空间分布分析

2．1 芦山地震概况

2．2 遥感影像资料预处理

2．2．1 航片预处理

2．2．2 卫星影像预处理

2．3 灾害遥感图像解译

2．3．1 遥感解译方法

2．3．2 解译实例

2．4 崩塌滑坡空间分布特征

2．4．1 地貌单元划分及研究区确定

2．4．2 灾害空间分布规律

2．5 本章小结

第三章 汶川地震崩塌滑坡遥感解译及空间分布分析

3．1 震区概况及影像资料

3．2 崩塌滑坡分布规律特征

3．3 崩塌滑坡面积-频数的关系

3．4 汶川Ⅸ度烈度区与芦山Ⅸ度烈度区灾害对比分析

3．5 主观权重法建立模型及评价

3．6 本章小结

第四章 基于二元logistic回归方法的危险性评价模型

4．1 Logistic回归模型原理

4．2 模型参数的极大似然估计法

4．3 模型评价指标

4．3．1 对于拟合优度的评价

4．3．2 Logistic回归模型的预测准确性

4．4 实例分析

4．4．1 地震作用下自然边坡二元logistic回归分析

4．4．2 地震作用下人工边坡二元logistic回归分析

4．5 关于二元logistic回归分析应用的一些讨论

4．6 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目