不同采样策略下地震滑坡敏感性分析研究EI北大核心CSCD

针对地震滑坡规律复杂,预测难度大,而传统地震滑坡敏感性分析采样策略研究不足的问题,分析不同采样策略对地震滑坡敏感性分析的影响。以多边形缓冲区作为采样区,并将滑坡的发生区域及前两者总和2个采样策略用于对比实验。选取4·20芦山地震中受灾严重的宝盛乡作为研究对象,根据采样策略对滑坡各个评价因子进行采样,并构建支持向量机模型定量计算敏感性指数,再利用自然断点法生成敏感性区划图。通过多种方法对结果进行分析。其中,以多边形缓冲区为采样策略得到的滑坡正确率94.44%,受试者工作特征曲线下面积99.1%,种子单元面积指数综合评价效果最佳,3项结果均占优势。结果证明该采样策略是有效可行的,可为后续防灾减灾工作提供依据。     

基于粗糙集–神经网络的IBURI地震滑坡易发性研究

强震引发的滑坡范围广、数量多,呈现明显的区域性特征,并受强震动外的降雨等环境因素以及区域性水文地质等多种复杂因素的影响。在地震滑坡易发性评价中制定合理的指标选择策略能够从根本上提升评价精度和评价效率。以2018年9月6日北海道IBURI地区的Mj 6.7级地震引发的3 307处滑坡为研究对象,详细研究地震滑坡评价指标体系的构建。首先,结合地震灾害现场调查及资料分析,在充分考虑地震特性的基础上选择17项原始评价指标,然后,引入粗糙集理论作为指标选择策略,利用粗糙集对不确定数据的约简能力删除9项对评价结果影响较小的因子。最后,用优化后的指标构建BP神经网络的输入层,采用粗糙集–BP神经网络模型对IBURI地震滑坡易发性进行评价。结果显示,模型的预测精度从63.8%提升至94.4%,说明以粗糙集理论作为指标选择策略的粗糙集–BP神经网络模型能够有效提高地震滑坡易发性评价的准确性。     

基于GIS的汶川地震滑坡灾害影响因子确定性系数分析

 2008年5月12日14时28分,四川省汶川发生了8.0级大地震,地震诱发了数以万计的滑坡灾害。在大约48 678 km2的区域内,采用震后航空像片与多源卫星影像解译并结合野外调查验证的方法,共圈定出48 007个地震滑坡灾害。在此基础上,选取地层、岩性、断裂、地震烈度、宏观震中、地表破裂调查点、地形坡度、坡向、顺坡向曲率、高程、水系与公路共12个影响因子作为汶川地震诱发滑坡影响因子,利用GIS强大的空间分析能力与确定性系数方法,对这12个影响因子进行敏感性研究。研究结果表明：(1) 寒武与震旦系是地震滑坡易发地层,侵入岩组、灰岩为主的岩组是地震滑坡发育的高敏感性岩组;(2) 地震滑坡受中央断裂影响最大,同时还受控于前山断裂,受后山断裂的影响较小;(3) 地震滑坡易发性分别随着地震烈度、与震中的距离、与地表破裂点距离的增加而减少;(4) 坡度大于40°是地震滑坡的易发坡度,E,ES方向为地震滑坡的易发坡向,高程范围为1 000～2 000 m,尤其是高程1 000～1 500 m范围为地震滑坡易发区;(5) 400 m水系缓冲区和2 000 m公路缓冲区范围内滑坡易发性较高。确定研究区内各地震滑坡影响因子最利于滑坡发生的数值区间,为进一步地震滑坡区域评价及预测奠定基础。     

汶川地震滑坡分布规律与危险性评价

汶川地震诱发了数以万计的滑坡灾害,造成了巨大的财产损失与人员伤亡。本文基于地理信息系统、遥感、地质工程、统计学等理论,以汶川地震滑坡为研究对象,开展人机交互解译、信息自动提取、失稳机制分析、分布规律分析、危险性评价等方面的研究工作,取得了以下主要研究成果:(1)采用震后多源遥感影像人机交互解译,结合野外调查验证方法,圈定出48 000多处地震滑坡,总面积约为711.8km2。应用GIS技术,建立了汶川地震滑坡及相关地形、地质等空间数据库。(2)基于不同遥感影像,采用监督分类、非监督分类、决策树等多种方法,对北川县湔江流域部分地区进行地震滑坡信息的提取与对比分析。结果表明,采用SPOT5影像,基于最大似然法分类方法与坡度的决策树方法所得结果最理想。(3)对一些源区被地表破裂穿过的滑坡进行野外调查,在分析其与地表破裂空间关系的基础上,初步提出这些滑坡的触发原因不单是地震动作用,而是断裂错动与地震动2种外力的综合作用,且断裂错动的影响甚至高于地震动。(4)分析汶川地震滑坡强度–频率关系,分析结果表明:大光包滑坡与文家沟滑坡是汶川地震事件诱发的2个超大规模滑坡事件,除这2个滑坡及与其面积差小于0.1 km2的滑坡,汶川地震诱发的滑坡强频方程为y=-1.834 17x+12.369 1,其中,x为单体滑坡面积(m2)的常用对数值,y为滑坡面积大于该面积值的滑坡数量的常用对数值。统计滑坡空间分布与地震烈度、地震动加速度峰值PGA、岩性、地形等参数的关系,得出汶川地震滑坡易发因子内部级别。(5)分别采用确定性系数方法与证据权重方法,对汶川地震滑坡区域进行危险性评价,结果表明,证据权重方法略优于确定性系数方法。考虑了不同因子组合情况下的滑坡危险性,结果表明:地震烈度对地震滑坡的影响最大,而地形、地质、人类活动因素对地震滑坡危险性评价的影响较小。滑坡极高危险区与高危险区主要集中在一个沿发震断裂分布的带状区域内,表明地震滑坡受活动构造的控制作用强烈。(6)基于Logistic回归模型,分别对2组模型训练样本和不同百分比(100.0%,90.0%,80.0%,70.0%,60.0%,50.0%,40.0%,30.0%,20.0%,10.0%,5.0%,2.0%,1.0%,0.5%,0.2%,0.1%)训练样本开展地震滑坡的危险性评价。结果表明:2组模型训练样本的滑坡危险性评价结果较接近;对于不同百分比训练样本,当训练样本百分比大于等于10%,尤其是大于30%时,评价结果稳定;当训练样本百分比小于10%时,评价结果出现较大异常。(7)以北川县湔江流域部分地区作为研究区,采用人工神经网络模型,基于3组不同的滑坡训练样本、两类与单类评价样本、Logistic函数与Hyperbolic函数等12种方法进行地震滑坡危险性评价。结果表明,人工神经网络方法应用于汶川地震滑坡危险性评价的结果不理想。(8)基于3组不同的滑坡训练样本,采用两类支持向量机与单类支持向量机评价模型以及线性函数、多项式函数、径向基函数、S型函数4类计算函数等方法(共24种),对北川县湔江流域部分地区进行地震滑坡危险性评价。结果表明:基于500个最大滑坡的点数据训练样本的两类支持向量机模型与径向基函数结果的正确率最高;在地震滑坡危险性评价中,两类支持向量机比单类支持向量机更科学;在核函数的选择上,径向基函数最优。     

基于滑坡敏感性评价的库区水动力型滑坡区域综合预警研究

以HD和DHQ库段内某流域干流的2 km缓冲区为研究区对库区水动力型滑坡区域综合预警进行研究。对选取的研究区滑坡敏感因子进行统计分析，提出卡方检验与多重共线性分析联合筛选的方法对敏感因子进行筛选，建立研究区滑坡敏感性最终指标体系，并基于不同的机器学习算法构建滑坡敏感性评价模型，结果表明，基于随机森林的模型精度最高，整体准确率达到98.00%，将其应用于研究区所有栅格，完成了研究区滑坡敏感性区划。同时将水动力型滑坡诱发因子降雨和库水位作为预警指标进行分析，基于历史滑坡数据及监测资料将各指标划分成5个不同的预警等级，建立基于滑坡敏感性的水动力型滑坡区域综合预警模型，以2019年12月23日为例得到当日研究区预警区划，并依据研究区近5年降雨和库水位条件提出假设最不利条件下的预警区划。     

GIS支持下基于层次分析法的汶川地震区滑坡易发性评价

 2008年5月12日14时28分,四川汶川发生了Ms8.0级大地震,地震诱发了数以万计的滑坡灾害。在大约48 678 km2的区域内,采用震后遥感影像解译并结合野外调查的方法,共解译出48 007个滑坡。应用GIS技术,建立了汶川地震诱发滑坡灾害及相关地形、地质空间数据库,分析了断层、岩性、高程、坡度、坡向、河流、公路等7个因素与滑坡分布的关系,应用滑坡面积百分比这一标准来分别衡量每个因素中各个级别对滑坡的影响程度;然后使用层次分析法对这7个参数进行权重分析;在GIS平台下对这些参数进行综合分析,通过分析结果将研究区内滑坡按易发程度分为极高易发区、高易发区、中易发区、低易发区与极低易发区5类,极高易发区与高易发区面积约8 211 km2,占研究区总面积的16.9%;最后,使用汶川地震滑坡数据库对研究结果进行检验,检验曲线表明分区效果良好,其中极高易发区与高易发区内实际发生滑坡面积为430 km2,占滑坡总面积的60.5%。     

"5·12"汶川地震崩塌滑坡危险性评价——以都汶公路沿线为例

选择地震极重灾区(都汶公路沿线)作为研究区域,利用遥感影像解译和野外调查数据,采用信息量方法,分析地震崩塌滑坡对影响因子的敏感性,结合GIS技术评价地震崩塌滑坡的危险性.研究表明,都汶公路沿线最利于地震崩塌滑坡的条件为:(1) 坡度:大于35°;(2) 坡向:E,ES和S坡向;(3) 坡面粗糙度:大于1.15;(4) 距断层距离:5～20 km;(5) 土地利用类型:林地、灌木林地和疏林地;(6) 地层岩性:元古代闪长岩、元古代斜长花岗岩、元古界玄武岩、安山岩、石炭系灰岩、泥灰岩和志留系灰绿色千枚岩及石灰岩,尤其是元古界玄武岩和安山岩.利用信息量综合因子叠加技术,对研究区域崩塌滑坡体进行危险性评价,并将其分为极高度危险区、高度危险区、中度危险区、轻度危险区以及基本无危险区.危险性评价结果表明:研究区域大部分处于中度危险区、高度危险区、极高度危险区,三者面积占总面积的70.34%,其中极高度危险区占到总面积的19.15%,范围较大,在公路修复和重新规划建设中应加强预防这些区域发生崩塌滑坡;基本无危险区范围较小,仅占总面积的11.81%;在分布特征上,极高度危险区和高度危险区主要分布在映秀至草坡河段上,草坡河至汶川段大部分处于轻度危险区及以下.研究结果可为震后公路恢复、重建及灾区重建提供科学指导与技术支持.     

库岸滑坡速度影响因素敏感性分析

滑坡速度受各种内在和外在因素的影响,因此对滑坡速度影响因素进行敏感性分析十分必要。通过改进美国土木工程师协会推荐公式,推导出地震情况下滑坡速度公式;采用正交试验法对库岸滑坡速度影响因素进行了敏感性分析,以确定影响库岸滑坡速度的主导因素。以一库岸滑坡为算例,采用正交试验法分析了滑面倾角、滑体距离水面的高度、粘聚力、内摩擦角、地震作用等滑坡速度影响因素的敏感性,结果表明:库岸滑坡速度影响因素敏感性顺序依次为:地震、内摩擦角、滑面倾角、粘聚力、滑体中心距离水面的高度,而地震、内摩擦角、滑面倾角可看为其主导因素。     

传递系数法在滑坡稳定性评价中的应用——以天水柏林村黄土滑坡为例

本文以天水柏林村黄土滑坡为研究对象,采用传递系数法分析了该滑坡在天然状态、饱水和地震状态下的稳定性,认为H1滑坡和H2滑坡在天然状态下,处于基本稳定状态,在饱水和地震状态下,滑坡处于不稳定状态;并对评价结果进行了分析,得出传递系数法是天水黄土滑坡稳定性评价的一种简单实用的评价方法,适用于折线形滑面形态并考虑土条间作用力,在满足滑动面折线段连接光滑和坡顶不太陡的情况下,其评价结果和毕肖法很接近,并且能得出不同部位的滑坡剩余推力大小,但需要与其他方法进行比较分析,综合得出评价结论。     

汶川县地震滑坡易发性LR与NN评价比较研究

通过地理信息系统(GIS)技术,结合神经网络(NN)和逻辑回归模型(LR)开展汶川县范围内地震诱发滑坡易感性评价,并对两种模型结果进行比较研究。基于2008年5.12 Ms8.0级地震,选取高程、坡度、坡位、坡向、岩性、微地貌、距断层距离、距水系距离、距道路距离、年平均降雨量、归一化植被指数、地震峰值加速度共12个因子作为地震滑坡影响因子,基于ARCGIS10.1平台将这些影响因子专题图层栅格化;采用提取的模型训练样本,由R软件对神经网络(NN)和逻辑回归模型(LR)进行训练;将训练好的模型对整个汶川县地震滑坡易感性进行仿真,并将仿真结果划分为五类滑坡敏感区域:极低,低,中,高和极高,分别得到LR与NN模型仿真的滑坡易发性分区图;根据汶川县实际地震滑坡分布图进行统计分析,以及采用ROC曲线对两种模型的仿真结果进行对比分析,神经网络(NN)和逻辑回归模型(LR)的AUC值分别为0.930和0.941。研究表明两种模型的滑坡易感性评价图与实际滑坡发育基本吻合,评价结果较好,且LR模型预测精度相对较高。     

基于ArcGIS的四川松新黑水河地区滑坡危险性评价

以松新黑水河地区作为研究区域,基于遥感解译、野外调查统计、地质环境分析、典型滑坡研究的基础上,选取坡度、工程地质岩组、斜坡结构、断裂构造、降雨、人类工程活动等6个与滑坡发生相关的要素作为危险性评价因子。在ArcGIS空间分析模块中,采用自然断点法的数据分类方法,运用频率比——面域模型,对研究区滑坡危险性进行了评价与区划。研究结果表明:松新黑水河地区滑坡危险性分区为:高危险区、中等危险区、低危险区3个区域,所占研究区面积比例分别为32%、50%、18%。     

证据权法在滑坡危险度区划研究中的应用

采用证据权法对长江三峡库区秭归--巴东段进行了滑坡危险度区划研究。数据源主要包括地质图、SPOT5多光谱卫星影像数据及数字高程模型(DEM)等。利用RS和GIS的数据提取和分析功能,分别提取了地质(岩性和构造)、地形(坡度、坡向、水系、高程、沟壑缓冲区、沟壑密度)、水文地质(植被指数)和破坏动力(河流缓冲区)等对研究区滑坡发育影响较大的影响因子的信息。将上述各种影响因子进行分级,建立若干证据层;然后根据已知滑坡在不同证据层中的分布,确定相应证据层的权重值;最后根据不同影响因子权重值的叠加来确定具体某一个单元滑坡发育的概率。分析结果与现有滑坡的分布情况比较吻合。采用证据权法可以客观定量地评价各种影响因子对滑坡发育的影响程度,并据此进行滑坡危险度评价因子(证据因子)的选择及危险度定量评价。     

福建某滑坡的岩土工程勘察和治理

一项科学的滑坡岩土工程勘察及治理计划流程如下:利用现场勘察、监测、土样室内重复剪试验、资料分析等方法,细致深入的了解滑坡区自然地理条件、工程地质条件、地震及地震效应、地层及工程地质层、水文地质情况,评价滑坡稳定性,并测算滑动面土层综合抗剪强度参数,分析滑坡的原因,并进行科学的预测,据此制定治理策略。下文以福建某滑坡为例,简要概述岩土工程勘察与治理计划流程。     

三峡库区万州区滑坡灾害易发性评价研究

 滑坡灾害易发性研究在滑坡灾害风险管理与城市规划等方面具有非常重要的现实意义。以往的研究中,鲜有对指标因子状态划分作有关深入分析和讨论的。鉴于此,以滑坡灾害频发的三峡库区万州区为研究对象：首先,选取影响滑坡发生的7个致灾因子(地层岩性、地质构造、水系分布、坡度、坡向、坡体结构及土地利用)作为滑坡易发性的评价指标,依据各指标条件下滑坡累计发生频率曲线斜率的变化,并结合滑坡面积比和分级面积比曲线对指标因子的状态进行分级;其次,根据全区655个历史滑坡数据,分别运用信息量模型和逻辑回归模型建立各自的滑坡易发性评价体系;再则,采用快速聚类法(K-means cluster)对以上2种方法所得到的易发性结果进行分级,并基于GIS平台,得到全区滑坡易发性区划图;最后,从模型结果、精度、适用条件等方面对2个模型进行讨论和比较,研究结果表明：信息量模型和逻辑回归模型的预测精度分别为73.0%和54.9%,前者预测能力要优于后者。     

强震山区地震滑坡发生概率研究——以九寨沟国家地质公园为例

地震滑坡危险性评价是强震山区风险评价和防灾减灾的重要组成部分。以2017年M_w6.5九寨沟地震诱发的国家地质公园内1022处滑坡为样本数据和r.slopeunits软件划分的1234个斜坡单元为评价单元,选取地震动峰值加速度(PGA)为触发因子及12项地形地貌、地质和水文因子为滑坡影响因素,采用贝叶斯概率方法与广义加性统计模型,获取了8次关键历史地震(1933～2017年)情景下的滑坡响应发生概率均值和不确定性(95%可信区间)。10次交叉验证结果表明以2017年地震滑坡建立的初始模型空间预测精度AUC_(ROC)平均值高达0.93,使得其余7次地震动下的滑坡响应模拟结果具有可靠性;PGA为研究区地震滑坡的显著影响因子,滑坡发生概率与PGA之间存在明显的正相关性,此外高概率区主要沿沟谷呈带状分布。为地震滑坡危险性综合评价提供了新思路和新方法,研究结果对该地区潜在地震滑坡概率的预测和震后快速评估具有一定的参考价值。     

城市山地型风景资源缓冲区基本问题及规划策略——以南京市幕燕省级森林公园为例

随着快速城市化的发展,城市与山地型风景资源越发紧密,作为城、景交接的过渡地带,有必要设立一定面积的缓冲区进行风貌协调和生态缓冲.通过文献调查法和案例研究法进行分析.总结了城市型山地风景资源缓冲区现状、特征、功能等基本问题,以南京市幕燕省级森林公园为例展开缓冲区规划策略研究.从分区管控的角度,在建筑规划、绿化设计等方面得出城市山地型风景资源的规划策略.     

库区滑坡稳定性二维、三维分析与应用

库区滑坡的地形、滑床及其地下水位面等几何形状复杂,具有典型的三维特征,为了更合理地分析评价其稳定性,在同等条件下选取二维剩余推力法和三维极限平衡法同时进行计算对比分析。以某库区滑坡作为实例,分别运用二维、三维方法反演确定其强度参数,计算各典型库水位下的滑坡稳定系数,并对滑坡稳定系数在水库水位变化(包括上升和下降变化)的情况下进行了敏感性对比分析。结果表明,三维方法的计算分析结果更为客观、合理;而且综合二维、三维计算结果进行分析,可得到符合实际的结论,为分析评价库区滑坡稳定性提供了一条好的途径。     

滑坡位移分形参数Hurst指数及其在堆积层滑坡预报中的应用

 在系统分析堆积层滑坡的物质组成和位移失稳规律的基础上,根据分形理论基本原理,对该类滑坡的位移失稳过程所具有的非线性、突变性和分形降维特性进行较为深入的分析与研究。运用分形理论R/S分析法,确定滑坡位移时序分形动力学参数位移Hurst指数,并分别以三峡库区典型堆积层滑坡——新滩滑坡和黄蜡石滑坡为例,计算滑坡位移失稳过程的Hurst指数。分析和评价位移Hurst指数与边坡稳定性的关系,发现Hurst指数随着边坡由稳定向失稳的演化出现明显降维突变规律,且降维时间与滑坡整体失稳时间相吻合。这表明位移Hurst指数是堆积层边坡稳定性评价的一种有效非线性分形动力学参数,可以运用这个非线性分形参数对该类滑坡失稳演化趋势与规律进行非线性动力学评价与预测。     

基于Monte-Carlo随机法涉水古滑坡复活概率分析

考虑涉水古滑坡岩土体参数复杂性、随机性特征,以贵州某古滑坡为研究实例,引入基于Monte-Carlo随机数法的滑坡可靠度计算方法,分别建立Bishop法、瑞典条分法、简布法和剩余推力法对应极限状态方程,并采用该4种方法分别计算桐梓河该涉水古滑坡的可靠度和复活概率,同时,对4种方法评价结果进行综合分析,最终确定该古滑坡的整体复活概率状况;最后,对造成该古滑坡复活滑动的模拟次数、模型概型、变异性等因素进行敏感性分析。     

基于正交设计的滑坡稳定性影响因素敏感性分析

敏感性分析是滑坡稳定性研究的一个重要方向。本文介绍了敏感性分析的基本定义及方法,为了研究各种因素对滑坡稳定性的影响,研完以东庄库区滑坡实例为依托,采用正交设计理论,对影响滑坡稳定的重要因素进行了敏感性分析,找出影响滑坡稳定性的主导因数,对工程建设中滑坡防治和加固方案的选择具有重要指导意义。