基于GIS的石门县滑坡地质灾害风险性评价

摘要

石门县位于湖南省的西北部，山地占县域总面积的71.8%，复杂的地质条件为地质灾害的发育提供了有利的环境，尤以滑坡为主。因此，开展石门县滑坡地质灾害风险性的研究符合该地区地灾防治决策的需要，对有效降低石门县滑坡地质灾害所造成的人员伤亡和财产损失具有十分重要的现实意义。　　本文以野外实地滑坡调查和资料收集的230处滑坡地质灾害作为基础资料，以遥感解译和GIS空间分析为手段，采用分形理论及信息量方法为理论基础，对石门县进行区域滑坡地质灾害风险性评价与区划，主要成果如下：　　（1）以分形理论为基础研究了影响因子与滑坡之间的关系。滑坡的空间分布与坡度、高程、工程地质岩组及植被均呈二阶累计和分形分布，而坡向、断裂构造、河流缓冲区、降雨、人类工程活动与滑坡呈一阶累计和变形分布，这从分形角度论证了滑坡的发生与各影响因子之间的定量关系，若呈二阶累计和分形关系，说明对滑坡发育的影响很大。通过对研究区孕灾环境的分析发现，滑坡的空间分布与坡度、坡向、高程、工程地质岩组等因子的敏感性关系与用变维分形理论得到的敏感性关系是相对应的，从而可以说明变维分形研究滑坡空间分布具有可行性和可靠性，而且定量地反映了滑坡的空间分布与各影响因子间的敏感关系。　　（2）基于分形理论进行了危险性区划研究。以230个已知的滑坡点作为研究对象，证明其符合分形丛集分布，得到了该地区的危险性区划图，区划图结果基本符合实际情况。该方法在缺少地质要素的情况下能快速得到研究区的危险性区划图，有一定的应用价值。　　（3）基于信息量法进行了危险性区划研究。在考虑坡度、岩性、降雨和人类工程活动等多种地质因子的情况下，得到了该地区的危险性区划图，区划图结果比较符合客观实际。　　（4）选择人口密度、耕地密度、林地密度、建设用地密度和道路密度建立了石门县滑坡地质灾害易损性评价指标体系，使用 ERDAS IMAGINE 遥感软件对Landsat5 TM 遥感影像进行监督分类，获取了石门县土地利用现状。利用 ArcGIS 软件的空间分析功能完成了各评价因子的分析。研究结果表明，石门县滑坡地质灾害易损性总体呈南部高、北部低的趋势。　　（5）根据风险定量表达式（风险度＝危险度×易损度），运用ArcGIS的栅格计算器对重分类后的危险性和易损性栅格图层做“乘”运算，得到赋值的风险性图层，再利用自然断点法进行分级得到了研究区的风险性区划图。研究结果表明，石门县滑坡地质灾害风险性高的地区分布比较分散，主要分布在新铺乡南部、新关镇、易家渡镇，南北镇、壶瓶山镇、所街乡。

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1.1选题背景及研究意义

1.2国内外研究现状

1.2.1 区域滑坡危险性研究现状

1.2.2 区域滑坡易损性研究现状

1.2.3 区域滑坡风险性研究现状

1.3研究内容及技术路线

1.3.1 研究内容

1.3.2 技术路线

1.4 主要创新点

2.1自然地理条件

2.1.1地理位置及交通

2.1.2气象

2.1.3 水文

2.2工程地质条件

2.2.1地形地貌

2.2.2地层岩性

2.2.3地质构造

2.2.4新构造运动与地震

2.2.4.1新构造运动

2.2.4.2 地震

2.2.5水文地质特征

2.2.6岩土体工程地质基本特征

2.2.6.1 岩体工程地质类型及特征

2.2.6.2土体工程地质类型及特征

2.3社会环境条件

2.3.1社会经济概况

2.3.2人类工程经济活动

2.3.2.2民用扩基建房

2.3.2.3矿产采掘

2.3.2.4森林采伐及垦植

2.4研究区孕灾条件分析

3.1基于分形理论的滑坡危险性评价

3.1.1分形理论介绍

3.1.1.1分形理论简介

3.1.1.2分形理论应用概述

3.1.1.3分形分布模型

3.1.2基于滑坡的分形丛集分布的危险性评价

3.1.2.1分形丛集分布理论简介

3.1.2.2危险性评价

3.1.3 对滑坡危险性区划图的检验

3.2基于信息量法的滑坡危险性评价

3.2.1信息量法简介

3.2.2滑坡与影响因素的分形特征研究及评价指标体系建立

3.2.2.1滑坡分布与坡度之间的分段变维特征

3.2.2.2滑坡分布与坡向之间的分段变维特征

3.2.2.3滑坡分布与高程之间的分段变维特征

3.2.2.4滑坡分布与工程地质岩组之间的分段变维特征

3.2.2.5滑坡分布与断裂构造之间的分段变维特征

3.2.2.6滑坡分布与河流缓冲区之间的分段变维特征

3.2.2.7滑坡分布与降雨之间的分段变维特征

3.2.2.8滑坡分布与植被之间的分段变维特征

3.2.2.9滑坡分布与人类工程活动之间的分段变维特征

3.2.2.10评价单元的选取

3.2.2.11评价指标体系建立

3.2.3基于GIS的信息量值的计算

3.2.4危险性评价结果分析

3.2.5危险性评价结果验证

3.3 分形方法与信息量法评价结果对比分析

4.1易损性评价的基本原理

4.1.1易损性评价的基本原理

4.1.2易损性评价流程

4.2易损性评价指标的确定

4.2.1确定评价单元

4.2.2确定评价指标

4.2.2.1社会易损性

4.2.2.2物质易损性

4.2.2.3生态环境易损性

4.3易损性评价模型的建立

4.3.1基于层次分析法确定各易损因子权重

4.3.2变异系数法计算客观权重

4.3.3组合赋权

4.4研究区滑坡易损性评价结果

5.1风险性定义

5.2风险性评价过程及结果分析

5.2.1评价因子图层处理

5.2.2评价过程

5.2.3评价结果分析

6.1 结论

6.2 展望