孟曉捷，張新社，曾慶銘，王冬

(自然資源部黃土地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心，陜西 西安 710054)

據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)的滑坡約1/3發(fā)生在黃土高原地區(qū)，甘肅省即存在各類規(guī)模的滑坡約4萬余處(吳瑋江等，2006)。黃土滑坡作為山區(qū)常見的突發(fā)性地質(zhì)現(xiàn)象，常常埋沒村莊、破壞農(nóng)田、毀壞道路、摧毀工廠和堵塞江河等，還會(huì)進(jìn)一步誘發(fā)泥石流等次生危害；長(zhǎng)期以來威脅著黃土高原廣大人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，制約著國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，也為近年來的黃河流域生態(tài)保護(hù)戰(zhàn)略計(jì)劃和國(guó)土空間規(guī)劃管控工作帶來了不小的挑戰(zhàn)。因此，針對(duì)黃土滑坡地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行深入調(diào)查和易發(fā)性評(píng)價(jià)，可為區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害防治及政府規(guī)劃管理等提供科學(xué)依據(jù)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

滑坡易發(fā)區(qū)指具備滑坡發(fā)生的地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌和氣候條件，容易或者可能發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的區(qū)域，主要依據(jù)地質(zhì)環(huán)境條件，參考地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀，考慮潛在的滑坡而劃定(唐亞明，2012)。近二十年來，隨著3S技術(shù)(GIS、RS、GPS)的迅速發(fā)展，國(guó)內(nèi)外學(xué)者將眾多數(shù)學(xué)模型(證據(jù)權(quán)重模型、確定系數(shù)法模型、層次分析法模型、信息量模型、模糊評(píng)判模型、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、邏輯回歸模型等)引入滑坡易發(fā)性評(píng)價(jià)?；贕IS技術(shù)廣泛應(yīng)用于中國(guó)各個(gè)地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)區(qū)域，極大地提高了評(píng)價(jià)效率和精度，取得了豐碩的成果(沈芳等，1999；向喜瓊等，2000；Ohlmacher，2003；趙海卿等，2004；王哲，2009；Guo C B, et al.，2015；Zhang，2017；張曉東等，2018；吳常潤(rùn)等，2020)。近年來，由于各類評(píng)價(jià)方法自身局限性及對(duì)滑坡災(zāi)害調(diào)查數(shù)據(jù)的精確性要求不同，研究者逐漸開始重視將不同的模型進(jìn)行組合使用，選取符合研究區(qū)的最優(yōu)評(píng)價(jià)模型(牛全福等，2017；張曉東等，2018；樊芷吟等，2018；邱維蓉等，2020；王高峰等，2021)。因此，筆者在天水市麥積區(qū)1∶5萬圖幅黃土滑坡地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查的基礎(chǔ)上，基于ArcGIS平臺(tái)，針對(duì)麥積區(qū)黃土滑坡地質(zhì)災(zāi)害，采用層次分析法求得各評(píng)價(jià)因子的權(quán)重值，隨后利用加權(quán)信息量模型，按照網(wǎng)格劃分進(jìn)行易發(fā)性評(píng)價(jià)，將評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，并劃分天水市麥積區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)。旨在為該地區(qū)進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害防治規(guī)劃、重大工程規(guī)劃建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)，同時(shí)也為實(shí)現(xiàn)區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)奠定良好基礎(chǔ)。

1 研究區(qū)與研究方法

1.1 研究區(qū)地質(zhì)概況

天水市麥積區(qū)位于青藏高原東北緣，大地構(gòu)造上位于南北活動(dòng)構(gòu)造帶與西秦嶺構(gòu)造帶的交匯部位，周邊發(fā)育多條強(qiáng)活動(dòng)斷裂(圖1)，歷史上地震相當(dāng)頻繁。另外，在地貌上位于秦嶺山區(qū)、隴山山區(qū)、陜北-隴東黃土高原及青藏高原的過渡地區(qū)。

圖1 研究區(qū)位置圖

麥積區(qū)幅位于天水市東側(cè)，地理坐標(biāo)為東經(jīng)105°45′—106°00′，北緯34°30′—34°40′，總面積約為438.73 km2；屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，多年平均氣溫為9.0 ℃；多年平均降水量為516.9 mm，降水量主要集中在5月—9月，占全年降水量的80%；區(qū)內(nèi)河流屬于黃河流域水系，發(fā)育有渭河、籍河、牛頭河、東柯河和潁川河等多條河流(圖2)。區(qū)內(nèi)地勢(shì)最高點(diǎn)位于西南基巖山區(qū)，海拔1 923 m，最低點(diǎn)位于渭河?xùn)|緣最下游，海拔1 061 m，相對(duì)高差862 m。區(qū)內(nèi)地貌單元可分為河谷地貌、低山地貌及黃土丘陵地貌(圖2)，其中縱橫起伏、千溝萬壑的黃土丘陵地貌總面積為363.84 km2，占全區(qū)面積的82.93%，加上區(qū)內(nèi)多條活動(dòng)斷裂發(fā)育(圖2)，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，為地質(zhì)災(zāi)害的高發(fā)易發(fā)創(chuàng)造了客觀地質(zhì)條件。因此，天水市自古以來飽受滑坡之害，是中國(guó)滑坡災(zāi)害多發(fā)的城市之一。

F1-1.陳家灣-王家崖斷裂；F1-2.李家灣-楊家灣斷裂；F2-1.三陽川斷裂；F2-2.鳳凰山-麥積斷裂；F2-3.水眼寨斷裂；F3-1.孫家山斷裂；F4.曹家溝斷裂；F5.孫家溝斷裂

項(xiàng)目組在前人調(diào)查的基礎(chǔ)上(楊為民等，2016)，進(jìn)一步對(duì)麥積區(qū)幅進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查、核實(shí)，區(qū)內(nèi)滑坡共計(jì)460處，其中有458處發(fā)生于黃土丘陵地區(qū)，占99.56%，絕大多數(shù)為老滑坡和新滑坡，所占比例分別為61.5%、37.4%?；露酁橹?深層牽引式滑坡，體積多為中-大型，滑坡面多位于上覆黃土與下伏泥巖的接觸帶。大多數(shù)滑坡目前基本穩(wěn)定，活動(dòng)跡象不明顯，但在將來的地震或強(qiáng)降雨等因子的誘發(fā)下，可能會(huì)再次復(fù)活。

1.2 研究方法

“信息量法”最早由美國(guó)數(shù)學(xué)家Shannon提出，并在概率論和邏輯推理基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出信息量法計(jì)算公式(Shannon et al.，1948)。20世紀(jì)80年代以來，信息量法被引入至滑坡災(zāi)害預(yù)測(cè)研究中，結(jié)合GIS技術(shù)，可快速動(dòng)態(tài)地對(duì)研究區(qū)做出分析評(píng)價(jià)。其核心思想為：通過研究已發(fā)生或已變形的地質(zhì)災(zāi)害地區(qū)實(shí)際情況，分析相關(guān)影響因子，并研究各影響因子的信息數(shù)量和質(zhì)量，選取對(duì)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性影響最大的相關(guān)組合因子，反映不同因子對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的形成發(fā)生的貢獻(xiàn)大小。其模型計(jì)算公式(這里省略推導(dǎo)過程)為：

(1)

式中Ii指各影響因子對(duì)滑坡提供的信息量；N指研究區(qū)內(nèi)已發(fā)生滑坡的總個(gè)數(shù)；S指研究區(qū)總面積；Ni指分布在各因子類別中發(fā)生滑坡的個(gè)數(shù)；Si指研究區(qū)內(nèi)某評(píng)價(jià)因子的面積。最終計(jì)算出的Ii為該影響因子的總信息量值，其值越大表示越容易引起滑坡的發(fā)生，即滑坡的易發(fā)性越高(孟慶華，2011)。

各學(xué)者將信息量模型廣泛運(yùn)用于中國(guó)諸多地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)高發(fā)區(qū)域，取得了顯著的成果，其優(yōu)勢(shì)在于能夠結(jié)合GIS技術(shù)快速計(jì)算出各影響因子的總信息量值。但該模型存在一定的局限性，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生原因復(fù)雜，各影響因子在不同地質(zhì)環(huán)境中的災(zāi)害發(fā)生過程里起到的作用大小不一，該模型只反映了因子特定類別在組合情況下對(duì)災(zāi)害發(fā)生的影響，不能充分反映各因子影響程度的差異(杜國(guó)梁等，2016)。

因此，筆者擬采用層次分析法(這里不再贅述該原理)求得各影響因子的不同權(quán)重，體現(xiàn)各因子的重要程度，結(jié)合加權(quán)信息量模型來進(jìn)行易發(fā)性評(píng)價(jià)，其計(jì)算公式為：

(2)

其中Wi為層次分析法計(jì)算出的某影響因子的權(quán)重。

1.3 數(shù)據(jù)來源

本研究所用的地質(zhì)災(zāi)害基礎(chǔ)調(diào)查數(shù)據(jù)源于中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所于2016年所完成的《西秦嶺北緣斷裂帶天水段地震地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)成果報(bào)告》(楊為民等，2016)。隨后由中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局下達(dá)的“關(guān)中平原城市群綜合地質(zhì)調(diào)查”二級(jí)項(xiàng)目于天水市麥積區(qū)進(jìn)行核查，其統(tǒng)計(jì)結(jié)果包括滑坡災(zāi)害點(diǎn)460處。此外，筆者進(jìn)行滑坡調(diào)查及易發(fā)性評(píng)價(jià)過程中所使用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括DEM數(shù)據(jù)(25 m分辨率)和1∶5萬地形圖基礎(chǔ)數(shù)據(jù)(等高線、高程點(diǎn)、水系、道路等)源自自然資源部信息中心；植被指數(shù)通過中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)注冊(cè)與出版系統(tǒng)下載獲取。

2 評(píng)價(jià)因子的選擇與分級(jí)

根據(jù)分析各個(gè)因子對(duì)研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的控制結(jié)果，共確定7個(gè)指標(biāo)因子(高程、坡度、地層巖性、植被歸一化指數(shù)、距斷裂距離、距水系距離和距道路距離)組成本次滑坡災(zāi)害易發(fā)生評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系。另外，筆者需要補(bǔ)充的是，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，幾乎所有滑坡發(fā)生前后其坡形有著較大的變化，現(xiàn)今多為凹型坡或復(fù)合型坡，難以推測(cè)判斷原始坡形。經(jīng)對(duì)滑坡分布進(jìn)行分析，該區(qū)460個(gè)滑坡在各方向分布上無明顯數(shù)量差異，陽坡和陰坡上分布較為平均。另外，由于地形起伏度難以獲取，在ARCGIS軟件中隨著計(jì)算鄰域半徑的變化，求出的地形起伏度有著較大的變化，不利于準(zhǔn)確進(jìn)行易發(fā)性評(píng)價(jià)。本研究區(qū)地震動(dòng)峰值加速度均為0.3 g，無法體現(xiàn)不同等級(jí)地震動(dòng)峰值加速度的影響。研究區(qū)內(nèi)及周邊有天水市、麥積區(qū)、清水縣和張家川縣等4個(gè)氣象站點(diǎn)，降雨量數(shù)據(jù)難以完整獲取。因此，前人常用的“坡形或曲率”、“坡向”、“地形起伏度”、“地震動(dòng)峰值加速度”和“降雨量”等因子在這里不做考慮。

2.1 高程

麥積區(qū)黃土丘陵及基巖山區(qū)溝壑縱橫，切割強(qiáng)烈，地形相對(duì)高差較大，對(duì)黃土滑坡的發(fā)生有著較為重要的影響；研究區(qū)內(nèi)地形高程范圍為1 060.78～1 923.21 m，將其分成5個(gè)區(qū)間，分別為≤1 200 m，1 200～1 350 m，1 350～1 500 m，1 500～1 650 m，>1 650 m。據(jù)統(tǒng)計(jì)，其中435處滑坡，即94.57%的滑坡發(fā)生于高程1 200～1 650 m區(qū)間(圖3a)。

2.2 坡度

斜坡坡度控制著斜坡的穩(wěn)定性，對(duì)滑坡的破壞方式和運(yùn)移有著顯著影響。在其他地質(zhì)背景相似的條件下，通常斜坡坡度越陡，坡體越傾向于失穩(wěn)，在一定角度范圍區(qū)間，破壞以滑坡為主，超過一定角度，破壞以崩塌為主。研究區(qū)內(nèi)坡度范圍為0°～61°，將其分為5個(gè)區(qū)間，分別為0°～10°、10°～20°、20°～30°、30°～40°、>40°。據(jù)統(tǒng)計(jì)，其中有370個(gè)滑坡，即80.43%的滑坡發(fā)生于10°～30°區(qū)間(圖3b)。

2.3 工程地質(zhì)巖組

研究區(qū)內(nèi)的工程地質(zhì)巖組按照區(qū)域分布面積由大到小依次為：松散巖組>軟弱巖組>較硬巖組>堅(jiān)硬巖組>較軟巖組(圖3c)。松散巖組廣泛分布于全區(qū)，巖性主要以第四系黃土和沖洪積物為主；軟弱巖組常下伏于黃土沉積底部作為基底，巖性以新近系雜色泥巖為主，在較高斜坡處常有出露，整體產(chǎn)狀近水平；較軟巖組主要分布于牛頭河北段西岸，巖性主要為古近系和侏羅系砂礫巖，整體產(chǎn)狀近水平；較硬巖組主要分布于牛頭河和渭河兩岸岸坡，巖性主要由下古生界牛頭河群的大理巖、片麻巖組成；堅(jiān)硬巖組少量分布于渭河兩岸局部地區(qū)，大部分分布于牛頭河北段兩岸，巖性主要由侵入巖、下古生界牛頭河群石英片巖、角閃片巖、花崗巖和閃長(zhǎng)巖組成。據(jù)統(tǒng)計(jì)，其中有450處滑坡，即97.83%的滑坡發(fā)生于松散巖組和軟弱巖組地區(qū)，其中松散巖組地區(qū)有410處滑坡，軟弱巖組地區(qū)有40處。

a.滑坡分布與高程；b.滑坡分布與坡度；c.滑坡分布與工程地質(zhì)巖組；d.滑坡分布與植被歸一化指數(shù)；e.滑坡分布與距斷裂距離；f.滑坡分布與距水系距離；g.滑坡分布與距公路距離

2.4 植被歸一化指數(shù)

植被能起到護(hù)坡和防止水土流失的作用，有利于斜坡的穩(wěn)定。植被覆蓋程度可用植被指數(shù)來表述(薛強(qiáng)等，2015)，本文選取標(biāo)準(zhǔn)化差值植被指數(shù)(NDVI)作為分析指標(biāo)，使用Spot5遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化差值計(jì)算，求取植被指數(shù)NDVI，隨后按自然斷點(diǎn)法劃分為0.08～0.22、0.22～0.31、0.31～0.37、0.37～0.42、0.42～0.49、0.49～0.66等6個(gè)區(qū)間(圖3d)。前2個(gè)區(qū)間NDVI值較低，主要分布于盆地內(nèi)城市區(qū)域及河谷兩岸主要交通干道。據(jù)統(tǒng)計(jì)，其中有424處滑坡，即約92.17%的滑坡發(fā)生于NDVI值為0.31～0.66的區(qū)間。

2.5 距斷裂距離

斷裂破碎帶巖體破碎，裂隙發(fā)育，易風(fēng)化剝蝕，沿?cái)嗔褞С?huì)出現(xiàn)負(fù)地形，處于斜坡地帶的斷裂帶會(huì)形成大量的松散層堆積，為滑坡形成創(chuàng)造了有利條件。其次，斷裂帶附近構(gòu)造應(yīng)力集中，在黃土丘陵區(qū)的黃土中易產(chǎn)生構(gòu)造裂隙，在降雨等條件影響下，發(fā)育成較大的軟弱面，容易發(fā)生大規(guī)模的破壞作用。再次，構(gòu)造活動(dòng)區(qū)地殼沿?cái)嗔褞Оl(fā)生區(qū)域性抬升和下降，當(dāng)?shù)貧ぬ龝r(shí)，河流下切作用增強(qiáng)，導(dǎo)致斜坡前緣臨空面發(fā)育，加大了崩塌、滑坡的易發(fā)性(楊為民等，2016)。

研究區(qū)內(nèi)斷裂較為發(fā)育，按其走向可分為北西西向、北西向、北東向3組。其中，北西西向?yàn)槲髑貛X北緣斷裂帶的分支斷裂，斷裂特征明顯，活動(dòng)性較強(qiáng)，控制了天水渭河盆地的發(fā)育，主要包括2條斷裂：F1為天水-寶雞斷裂，F(xiàn)2為鳳凰山-天水?dāng)嗔?圖2)。其中，F(xiàn)1斷裂由2條次級(jí)斷裂組成，F(xiàn)2斷裂由3條次級(jí)斷裂組成，均為左旋走滑斷裂。北西向?yàn)檠芯繀^(qū)西南角的F3(孫家山斷裂)，在遙感影像上有清楚顯示，區(qū)域上屬于左行走滑斷裂。北東向?yàn)镕4(曹家溝斷裂)和F5(孫家溝斷裂)，沿線多為村落和莊稼地，村內(nèi)常見墻體、地面開裂。曹家溝、孫家溝兩側(cè)斜坡及盤山公路上大量發(fā)育滑坡和地裂縫，可見活動(dòng)性較為顯著。將研究區(qū)滑坡距斷裂的距離分為<1 500 m、1 500～3 000 m、3 000～4 500 m、4 500～6 000 m、>6 000 m等5個(gè)區(qū)間(圖3e)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，發(fā)育在距斷裂1 500 m以內(nèi)的滑坡數(shù)量為277處，占全滑坡的60.22%，隨著距斷裂距離的增加，滑坡數(shù)量顯著減少，可見斷裂對(duì)滑坡發(fā)育的控制作用。

2.6 距水系距離

河流侵蝕與水對(duì)坡腳巖土體的浸泡軟化及河流下切形成的斜坡臨空面也會(huì)對(duì)斜坡巖土體穩(wěn)定性造成影響。將研究區(qū)滑坡距水系的距離劃分為<250 m、250～500 m、500～750 m、750～1 000 m、1 000～1 250 m、1 250～1 500 m等6個(gè)區(qū)間(圖3f)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，距水系1 000 m以內(nèi)的滑坡數(shù)量為434處，占全滑坡的94.35%。

2.7 距公路距離

人類工程活動(dòng)中的修建公路對(duì)斜坡穩(wěn)定性影響較大，修路對(duì)邊坡的開挖破壞了原始斜坡的自然平衡狀態(tài)，是地質(zhì)災(zāi)害重要的誘發(fā)因子之一。對(duì)研究區(qū)內(nèi)主干公路兩側(cè)500 m范圍內(nèi)進(jìn)行距離分析，其中盆地內(nèi)河谷區(qū)無地質(zhì)災(zāi)害分布，不納入統(tǒng)計(jì)范圍。另外，黃土丘陵區(qū)內(nèi)部沒有位于斜坡地帶、未改造邊坡形態(tài)的鄉(xiāng)間土路也不納入統(tǒng)計(jì)。將區(qū)內(nèi)滑坡距道路的距離分為<100 m、100～200 m、200～300 m、300～400 m、400～500 m、>500 m等6個(gè)區(qū)間(圖3g)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，距道路500 m以內(nèi)，滑坡數(shù)量為389處，占全部滑坡的84.57%。

3 基于GIS的滑坡易發(fā)性評(píng)價(jià)

3.1 單因子信息量計(jì)算

基于上一章節(jié)選擇的各個(gè)評(píng)價(jià)因子及分區(qū)進(jìn)行信息量計(jì)算，得到各評(píng)價(jià)因子信息量值(表1)。

3.2 權(quán)重值計(jì)算

本研究擬采用層次分析法(AHP)求得上述7個(gè)評(píng)價(jià)因子指標(biāo)的權(quán)重值；該方法可以解決多指標(biāo)定性、定量組合決策的復(fù)雜問題。其具體步驟通常包括建立目標(biāo)層-指標(biāo)層-方案層的結(jié)構(gòu)模型、構(gòu)建模型成對(duì)比較矩陣、權(quán)向量計(jì)算和一致性檢驗(yàn)。參考前人研究(石菊松等，2007；張春山等，2008；孫煒鋒等，2008；唐亞明等，2011)，對(duì)指標(biāo)因子之間的相互重要性進(jìn)行打分，結(jié)合研究區(qū)滑坡易發(fā)性因子級(jí)別分級(jí)結(jié)果，構(gòu)建判斷矩陣(表2)；針對(duì)高程、坡度、巖組、NDVI、斷裂、水系、公路分析得到特征向量為0.794，0.986，2.083，0.515，1.593，0.515，0.515；最大特征根為7.178，CI值為0.03，查明一致性指標(biāo)RI為1.36。隨后根據(jù)檢驗(yàn)性指標(biāo)CR=CI/RI=0.03/1.36=0.022<1，判斷該矩陣具有較好的一致性，最終歸一化處理，得到各影響因子的權(quán)重Wi(表2)。權(quán)重計(jì)算結(jié)果表明，影響研究區(qū)內(nèi)滑坡穩(wěn)定性的因子其重要性依次為：巖組、斷裂、坡度、高程、NDVI、水系和公路。在信息量表(表1)中，高程和距公路距離排序靠前，就有很大的滑坡災(zāi)害發(fā)生的可能性。如果僅使用信息量模型，而無各因子的權(quán)重對(duì)此進(jìn)行約束，則對(duì)將來潛在地質(zhì)災(zāi)害發(fā)展趨勢(shì)的判定就局限于過往的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)中，做出的易發(fā)性分區(qū)圖極有可能過度強(qiáng)調(diào)高程和公路的作用。

表1 各評(píng)價(jià)因子狀態(tài)信息量表

表2 因子權(quán)重配對(duì)比較矩陣表

3.3 滑坡易發(fā)性評(píng)價(jià)

運(yùn)用ArcGIS重分類功能對(duì)各因子已分級(jí)的柵格圖層賦予各自信息量值，再運(yùn)用柵格計(jì)算器按照公式(2)疊加各單因子信息量與權(quán)重之積，得到研究區(qū)各評(píng)價(jià)單元的加權(quán)總信息量值，范圍為-1.49～0.56(四舍五入保留小數(shù)點(diǎn)后兩位，下同)，最后對(duì)疊加后的柵格圖層進(jìn)行重分類，采用自然間斷點(diǎn)分級(jí)法將其分為4個(gè)區(qū)間(圖4)，從大到小依次分為極高易發(fā)區(qū)(0.09～0.56)、高易發(fā)區(qū)(-0.14～0.09)、中易發(fā)區(qū)(-0.37～-0.14)和低易發(fā)區(qū)(-1.49～-0.37)。上述分區(qū)的面積依次為97.29 km2、124.71 km2、94.99 km2和121.73 km2，對(duì)應(yīng)發(fā)生滑坡點(diǎn)數(shù)為254、150、37、19個(gè)。

圖4 麥積區(qū)滑坡災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)圖

4 評(píng)價(jià)結(jié)果分析

在地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評(píng)價(jià)過程中，常使用ROC(Receiver Operating Characteristic Curve)曲線對(duì)分區(qū)的結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)。通過計(jì)算AUC(Area Under Curve)值來評(píng)價(jià)區(qū)劃結(jié)果的準(zhǔn)確性(Chung C J F et al.，2003；Jadda M et al.，2011)。

ROC曲線指受試者工作特征曲線/接收器操作特性曲線(receiver operating characteristic curve)，是反映敏感性和特異性連續(xù)變量的綜合指標(biāo)。在地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性或風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)價(jià)中，ROC曲線的橫軸一般為信息量值由高到低的累計(jì)面積百分比，縱軸一般為對(duì)應(yīng)信息量疊加值范圍內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)個(gè)數(shù)累計(jì)百分比。一般認(rèn)為，AUC為0.5～0.7時(shí)，準(zhǔn)確性較差；AUC為0.7～0.9時(shí)，具有較好的準(zhǔn)確性；AUC為0.9以上時(shí)，準(zhǔn)確性極好；AUC越接近1，模型精度越好。筆者根據(jù)加權(quán)信息量法所評(píng)價(jià)的結(jié)果，繪制ROC曲線(圖5)。計(jì)算加權(quán)信息量法曲線AUC值為75.04%，介于0.7～0.9，其評(píng)價(jià)精度具有較好的準(zhǔn)確性。

圖5 麥積區(qū)滑坡災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)評(píng)價(jià)結(jié)果：ROC曲線圖

5 討論

(1)以天水市麥積區(qū)滑坡地質(zhì)災(zāi)害為研究對(duì)象，在野外調(diào)查基礎(chǔ)上，經(jīng)權(quán)衡現(xiàn)實(shí)條件及資料獲取程度，選擇高程、坡度、工程地質(zhì)巖組類型、植被歸一化指數(shù)、距斷裂距離、距水系距離及距公路距離等因子作為易發(fā)性評(píng)價(jià)的考量因子?；贏rcGIS平臺(tái)，采用加權(quán)信息量法進(jìn)行了易發(fā)性評(píng)價(jià)，按自然資源部中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(DD 2019-08)—地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查技術(shù)要求(1∶50 000)，將研究區(qū)分為極高易發(fā)區(qū)、高易發(fā)區(qū)、中易發(fā)區(qū)及低易發(fā)區(qū)。經(jīng)ROC曲線驗(yàn)證AUC值為75.04%，評(píng)價(jià)結(jié)果具有一定的準(zhǔn)確性，可為天水地區(qū)滑坡災(zāi)害防治規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。

(2)采用加權(quán)信息量法對(duì)研究區(qū)易發(fā)性評(píng)價(jià)的分類顯示，極高易發(fā)區(qū)面積為97.29 km2，區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)發(fā)生滑坡數(shù)量為254個(gè)；高易發(fā)區(qū)面積為124.71 km2，區(qū)內(nèi)發(fā)生滑坡數(shù)量為150個(gè)；中易發(fā)區(qū)面積為94.99 km2，區(qū)內(nèi)發(fā)生滑坡數(shù)量為37個(gè)；低易發(fā)區(qū)面積為121.73 km2，區(qū)內(nèi)發(fā)生滑坡數(shù)量為19個(gè)。

極高和高易發(fā)區(qū)主要分布于渭河兩岸，距離斷裂帶1.5 km范圍內(nèi)，地貌類型主要為黃土丘陵，巖性主要為黃土、沖積沙礫石；黃土一般覆蓋厚度較大，且坡度為10°～30°，沖溝切割較深，災(zāi)害多分布在深切沖溝兩岸。中易發(fā)區(qū)和低易發(fā)區(qū)主要分布于渭河、牛頭河、葫蘆河河谷地區(qū)及兩岸支流的沖積階地及西南基巖山區(qū)。

(3)對(duì)評(píng)價(jià)因子的信息量及權(quán)重分析表明，信息量值排名靠前的評(píng)價(jià)因子不一定在地災(zāi)發(fā)生過程里起到最重要的主導(dǎo)作用，也不一定象征著今后發(fā)展趨勢(shì)是更容易發(fā)生在這些評(píng)價(jià)因子排名靠前的分類區(qū)間當(dāng)中。如果單純依據(jù)調(diào)查結(jié)果或資料搜集中所獲得的編錄數(shù)據(jù)來進(jìn)行易發(fā)性評(píng)價(jià)，則對(duì)將來潛在的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)展趨勢(shì)的判定就局限于過往的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)中，無法體現(xiàn)專家在宏觀和微觀上對(duì)地災(zāi)易發(fā)性的專業(yè)考慮。因此，在該類評(píng)價(jià)中要注重結(jié)合各評(píng)價(jià)因子間的相互重要性來進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

(4)本文由于受限于研究水平及數(shù)據(jù)資料的限制，其深度、廣度及精度仍存在不足之處。例如，降雨數(shù)據(jù)無法完整獲取，地形起伏度數(shù)據(jù)計(jì)算量龐大。另外，由于地形復(fù)雜，為了計(jì)算方便，將評(píng)價(jià)單元按照網(wǎng)格劃分，未按斜坡單元?jiǎng)澐?，沒有很好的體現(xiàn)原始斜坡特征和地貌的吻合度。這些都需要再進(jìn)一步的細(xì)致研究。