楊得虎,朱杰勇,劉帥,馬博, 代旭升

(1.昆明理工大學(xué)國(guó)土資源工程學(xué)院,昆明 650093;2.云南省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院,昆明 650216)

崩滑地質(zhì)災(zāi)害的廣泛發(fā)育威脅著人們的生命財(cái)產(chǎn)安全,其災(zāi)害的發(fā)生受自然因素和誘發(fā)因素影響[1]。

隨著地理信息系統(tǒng)(GIS)的不斷發(fā)展,基于GIS技術(shù)的地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評(píng)價(jià)已成為評(píng)估的有效工具和研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)[2]。本文選取羅平縣作為研究區(qū)建立崩滑易發(fā)評(píng)估模型,對(duì)今后城市的發(fā)展和防災(zāi)減災(zāi)有重要意義[3],也可為巖溶地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評(píng)價(jià)提供一定的依據(jù)。

目前,地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評(píng)價(jià)主要為定性、定量?jī)煞N評(píng)價(jià)方法[4]。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,機(jī)器評(píng)價(jià)方法也逐漸得到普遍運(yùn)用。定性分析是通過對(duì)成因機(jī)制的全面認(rèn)識(shí),基于專家經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)確定評(píng)價(jià)因子權(quán)重,定量分析方法通過數(shù)學(xué)或數(shù)值算法估計(jì)滑坡易感性[5]。定性分析方法主要有層次分析法[6-8],定量分析方法主要有頻率比法[9,10]、信息量法[11,12],機(jī)器學(xué)習(xí)方法有l(wèi)ogistic回歸法、隨機(jī)森林法、K近鄰、支持向量機(jī)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等[13-15]。通過對(duì)國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究進(jìn)行分析,單一模型的評(píng)價(jià)結(jié)果精度較低,現(xiàn)多采用耦合模型和機(jī)器學(xué)習(xí)方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。吉日伍呷等[15]通過logistic回歸、K近鄰、樸素貝葉斯和 隨機(jī)森林算法對(duì)魯?shù)榈卣疬M(jìn)行地震滑坡易發(fā)性評(píng)價(jià);樊芷吟等[16]通過信息量模型和Logistic回歸耦合模型對(duì)汶川縣地災(zāi)進(jìn)行易發(fā)性評(píng)價(jià);張曉東[17]通過層次分析法、支持向量機(jī)和地理加權(quán)回歸等模型對(duì)寧夏鹽池縣地災(zāi)進(jìn)行易發(fā)性評(píng)價(jià)。從以上研究可以發(fā)現(xiàn),單一評(píng)價(jià)模型在因子分類級(jí)計(jì)算時(shí)主觀因素較大,其評(píng)價(jià)結(jié)果存在一定的缺陷,現(xiàn)采用多種耦合模型和機(jī)器模型對(duì)地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行評(píng)價(jià)成為新的探索方法。基于耦合模型和機(jī)器模型的評(píng)價(jià)方法可以降低主觀性因素的影響,解決評(píng)價(jià)因子之間的數(shù)據(jù)整合問題,使評(píng)價(jià)結(jié)果更加精確和可靠。

本文以羅平縣作為研究區(qū)域,根據(jù)崩滑地質(zhì)災(zāi)害的形成條件選取基礎(chǔ)地質(zhì)、地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、水文環(huán)境和外界觸發(fā)等5類評(píng)價(jià)指標(biāo)。采用定量評(píng)價(jià)方法信息量法和頻率比法計(jì)算評(píng)價(jià)因子分類分級(jí)權(quán)重,再選取邏輯回歸法對(duì)評(píng)價(jià)因子進(jìn)行權(quán)重計(jì)算,以此構(gòu)建信息量模型(ICM)、頻率比模型(NFR)和以及與邏輯回歸(LR)耦合的信息量-邏輯回歸(ICM-LR)耦合模型和歸一化頻率比-邏輯回歸(NFR-LR)耦合模型對(duì)羅平縣崩滑地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行易發(fā)性評(píng)價(jià),并對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行精度檢驗(yàn)分析,得出精度最高的評(píng)價(jià)模型,可為快速建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和區(qū)域崩滑地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)及防災(zāi)減災(zāi)提供參考。

1 崩滑易發(fā)性評(píng)價(jià)模型

1.1 信息量模型(ICM)

信息量模型(information content method, ICM)是將崩滑歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,將影響崩滑的因子分類級(jí)得實(shí)測(cè)值轉(zhuǎn)化為信息量值,來衡量崩滑的易發(fā)性[18]。首先計(jì)算所選評(píng)價(jià)因子分類級(jí)的信息量值,再對(duì)各因子信息量值進(jìn)行總和,作為崩滑易發(fā)性的綜合指標(biāo)[19]。單因子信息量計(jì)算公式:

(1)

式中,I為評(píng)價(jià)因子j下的信息量;Nj為評(píng)價(jià)因子j內(nèi)發(fā)生的崩滑數(shù);N為研究區(qū)崩滑總數(shù);Sj為評(píng)價(jià)因子j下所占柵格數(shù);S為研究區(qū)柵格總數(shù)。

根據(jù)選取的評(píng)價(jià)因子進(jìn)行分類級(jí)計(jì)算,各因子分類級(jí)的信息量值決定地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性,將各分類級(jí)因子疊加計(jì)算的總信息量計(jì)算公式為:

(2)

式中,Ij為總信息量,為崩滑地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性指數(shù);Ij值越大且為正值則表示該單元內(nèi)有利于崩滑發(fā)生。

1.2 歸一化頻率比模型(NFR)

頻率比模型(frequency ratio,FR)是將崩滑點(diǎn)分布情況與評(píng)價(jià)因子分類級(jí)的空間關(guān)系進(jìn)行分析。推導(dǎo)出崩滑發(fā)生概率與評(píng)價(jià)因子之間的關(guān)系,從而反應(yīng)出各分類級(jí)對(duì)崩滑發(fā)生的影響程度,FR值越大則表示對(duì)崩滑發(fā)育的貢獻(xiàn)越大[20]。其頻率比計(jì)算公式如下:

(3)

式中,FR(xij)為頻率比值;zij為第i個(gè)評(píng)價(jià)因子j類發(fā)生崩滑的個(gè)數(shù);Z為研究區(qū)內(nèi)崩滑的總數(shù);sij為第i個(gè)評(píng)價(jià)因子j類區(qū)間的面積;S為研究區(qū)總面積。

歸一化頻率比模型(normalized frequency ratio,NFR)是將各頻率比值做歸一化處理,其公式如下:

(4)

式中,NFR(Xij)為歸一化頻率比值。

1.3 邏輯回歸模型(LR)

邏輯回歸模型(logistic regression,LR)是一種研究二分類因變量常用的統(tǒng)計(jì)方法[21]。通過研究崩滑易發(fā)性與評(píng)價(jià)因子之間的關(guān)系,預(yù)測(cè)崩滑發(fā)生的概率。其中自變量為評(píng)價(jià)因子指標(biāo)值(x1,x2,…,xn),是否發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害作為因變量(1和0分別代表崩滑點(diǎn)和非崩滑點(diǎn))。Logistic回歸函數(shù)如下:

Z=α+β1x1+β2x2+…+βnxn

(5)

(6)

式中,α為常數(shù)項(xiàng);x1,x2,…,xn為自變量;β1,β2,…,βn為回歸系數(shù);Z為崩滑發(fā)生的可能性與各評(píng)價(jià)因子之間的關(guān)系;P為崩滑災(zāi)害發(fā)生的概率,范圍0～1。

1.4 耦合模型

將ICM模型和NFR模型分別與LR模型進(jìn)行耦合,可解決單一模型因子分類級(jí)的數(shù)據(jù)整合問題和降低人為主觀性因素影響問題。首先對(duì)所選因子進(jìn)行共線性診斷分析,保證評(píng)價(jià)因子的獨(dú)立性。將ICM模型和NFR模型計(jì)算得出的各評(píng)價(jià)因子分類級(jí)的值作為L(zhǎng)R模型的自變量,建立回歸方程,得出各評(píng)價(jià)因子的回歸系數(shù),再計(jì)算評(píng)價(jià)單元的崩滑概率,以此為依據(jù)分別建立ICM-LR 模型和NFR-LR 模型對(duì)研究區(qū)進(jìn)行崩滑易發(fā)性評(píng)價(jià)。

2 研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)來源

2.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)(羅平縣)位于云南省曲靖市東部。地理坐標(biāo)為24°31′～25°25′ N, 103°57′～104°43′ E,東西最大橫距75 km,南北最大縱距99 km,全縣國(guó)土面積3 018 km2(圖1)。研究區(qū)西部和北部屬于巖溶盆地地貌和巖溶低中山地貌,中部屬巖溶斷陷湖形盆地,東部和南部受九龍河和南盤江流域侵蝕切割,形成峰林洼地和巖溶中山地貌。區(qū)內(nèi)地層出露主要有古生界泥盆系(D)淺灰、深灰色中厚層狀灰?guī)r、泥灰?guī)r、泥質(zhì)白云巖;石炭系(C)深灰、灰黑色塊狀灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r;古生界二疊系(P)灰、深灰色厚層塊狀、生物碎屑灰?guī)r,結(jié)晶灰?guī)r夾虎斑狀灰?guī)r及白云巖;中生界三疊系(T)上統(tǒng)為黃褐色粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖及細(xì)砂巖,中統(tǒng)為深灰色灰?guī)r夾泥質(zhì)灰?guī)r,中上部為黃色白云巖,下統(tǒng)為紫紅色含長(zhǎng)石粉細(xì)砂夾泥灰?guī)r頁巖及含銅頁巖;新生界第三系(N)褐黃紫紅色礫巖、細(xì)砂巖及粉砂質(zhì)泥巖,底部礫巖;新生界第四系(Q)細(xì)砂、砂礫石及砂質(zhì)粘土。區(qū)內(nèi)位于云南山字形構(gòu)造的東翼。主要構(gòu)造體系和構(gòu)造型式有北東向構(gòu)造、新華夏系構(gòu)造、網(wǎng)狀構(gòu)造等。主要斷裂有:金雞山斷裂、長(zhǎng)家灣斷裂和臘莊斷裂等。其次為新華夏系構(gòu)造,多發(fā)育在褶皺邊緣,密集成束,規(guī)模大、延伸遠(yuǎn),呈舒緩波狀,主要分布在西部及南盤江兩岸。主要斷裂有:灑土革斷裂、大水塘斷裂、羅格斷裂等。

圖1 羅平縣崩滑分布圖

2.2 數(shù)據(jù)來源

本研究數(shù)據(jù)主要包括:(1)12.5 m分辨率數(shù)字高程模型(DEM),用于提取坡度、坡向、起伏度、曲率等評(píng)價(jià)因子;(2)1∶5萬地質(zhì)圖,用于提取巖性、斷裂等因子;(3)1∶5萬全國(guó)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫,用于提取水系、道路等評(píng)價(jià)因子;(4)歷史崩滑數(shù)據(jù):主要來自1∶5萬全區(qū)調(diào)查和1∶1萬重點(diǎn)區(qū)羅平縣地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查資料以及野外補(bǔ)充資料;(5)地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來自于地礦眉山工程勘察院的詳細(xì)調(diào)查結(jié)果,共包含154個(gè)崩滑災(zāi)害點(diǎn)的數(shù)據(jù),滑坡136處,崩塌18處。

3 評(píng)價(jià)因子分析

本文在研究區(qū)資料收集和野外調(diào)查的基礎(chǔ)上,選取基礎(chǔ)地質(zhì)(工程巖組、斷層緩沖距)、地形地貌(坡度、坡向、高程、起伏度、曲率、地貌類型)、水文環(huán)境(河流緩沖距)、外界觸發(fā)(降雨量)等5大類中的10個(gè)評(píng)價(jià)因子進(jìn)行分析。根據(jù)12.5 m×12.5 m柵格單元作為易發(fā)性評(píng)價(jià)的制圖單元,通過對(duì)研究區(qū)評(píng)價(jià)因子進(jìn)行歸納分析,將崩滑災(zāi)害點(diǎn)與各評(píng)價(jià)因子進(jìn)行空間關(guān)聯(lián)分析,通過重分類得到各崩滑點(diǎn)在各評(píng)價(jià)因子的分布情況。對(duì)各評(píng)價(jià)因子的分類級(jí)處理如圖2和表1所示。

3.1 基礎(chǔ)地質(zhì)因子

選取工程地質(zhì)巖組、斷裂緩沖距作為崩滑易發(fā)性評(píng)價(jià)的地質(zhì)類因子。工程地質(zhì)巖組是崩滑發(fā)育形成的重要內(nèi)因,不同巖組的力學(xué)參數(shù)存在較大差異,從而影響坡體的穩(wěn)定性[22]。區(qū)域內(nèi)崩滑點(diǎn)主要分布在層狀結(jié)構(gòu)堅(jiān)硬長(zhǎng)石石英砂巖巖組,中厚層狀堅(jiān)硬灰?guī)r、白云巖巖組,其FR值大于1,在層狀結(jié)構(gòu)堅(jiān)硬長(zhǎng)石石英砂巖巖組中崩滑點(diǎn)分布相對(duì)密集。地質(zhì)構(gòu)造中的斷裂多發(fā)育在褶皺邊緣,且密集度、規(guī)模大、延伸遠(yuǎn),對(duì)兩側(cè)巖層強(qiáng)烈擠壓扭曲牽引,對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育起控制作用。將研究區(qū)斷裂按600 m等距離分為6類緩沖區(qū),斷裂緩沖距小于600 m以內(nèi)時(shí),FR值大于1,表明區(qū)域內(nèi)距斷裂越近,越有利崩滑地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

圖2 評(píng)價(jià)因子分類級(jí)圖

表1 評(píng)價(jià)因子分類級(jí)計(jì)算表

3.2 地形地貌因子

地形地貌因子是滑坡發(fā)育敏感性程度的重要因素[23]。研究區(qū)地形地貌因子均從12.5 m×12.5 m分辨率的DEM中提取,分別提取了高程、坡度、坡向、曲率、起伏度等評(píng)價(jià)因子。將研究區(qū)高程分成8個(gè)區(qū)間,崩滑點(diǎn)主要分布在715～860 m、1 200～1 350 m、1 650～1 800 m區(qū)間內(nèi),其FR值均大于1,其最高值為1.44。坡度和坡向的組合與土層厚度、土壤濕度、光照強(qiáng)度存在密切關(guān)系[24],將研究區(qū)坡度和坡向分成8個(gè)區(qū)間,崩滑主要分布在坡度6°～24°之間,坡向朝東、東南、南、西北時(shí),FR值均大于1。表明該區(qū)間內(nèi)有利于崩滑的發(fā)生。地形起伏度反映地形的起伏情況,地形起伏度較大的地區(qū)為崩滑災(zāi)害的發(fā)生提供了物質(zhì)條件和地形條件[25]。將起伏度因子分為8個(gè)區(qū)間,起伏度為8～15 m、30～38 m易發(fā)生,FR 值分別為1.53、2.80。地形曲率在微觀尺度上反映了地表形態(tài)[26]。曲率的數(shù)值可以反映斜坡的形態(tài),將其分為3個(gè)區(qū)間,值小于0代表凹形坡,值為0為平形坡,值大于0為凸形坡。其中凹形坡的FR值更大,說明其比其它兩種坡形更易發(fā)生崩滑地質(zhì)災(zāi)害。

3.3 水文環(huán)境因子

地表水系的侵蝕和切割為滑坡災(zāi)害提供了重要的誘因[27]。將區(qū)域內(nèi)河流按600 m等距離分為6類緩沖區(qū),河流緩沖距1 800 m以內(nèi)時(shí),FR 值均大于1,當(dāng)河流緩沖距在600 m以內(nèi)時(shí),FR值為1.96。表明區(qū)域內(nèi)距河流越近越有利于崩滑災(zāi)害的發(fā)生。

3.4 外界觸發(fā)因子

地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、工程巖組等是地質(zhì)災(zāi)害形成的主要控制因素,降雨作為誘發(fā)因素,其強(qiáng)度大小與地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生密切相關(guān)。將研究區(qū)降雨量值分為6個(gè)區(qū)間,當(dāng)降雨量值大于1 300 mm時(shí),崩滑災(zāi)害分布較多,其值為1 300～1 400 mm時(shí)FR值為1.16。

4 羅平縣崩滑易發(fā)性評(píng)價(jià)

4.1 評(píng)價(jià)因子信息量值和頻率比值的計(jì)算

根據(jù)研究區(qū)已有的154個(gè)崩滑點(diǎn),通過對(duì)各因子進(jìn)行分級(jí)并統(tǒng)計(jì)災(zāi)點(diǎn)比和面積比,利用公式(1)和(3)計(jì)算得到各因子分級(jí)區(qū)間的信息量值和頻率比值,根據(jù)不同方法計(jì)算得出的結(jié)果,從而分析不同因子區(qū)間的重要性。各因子分類級(jí)的信息量值和頻率比值如圖2和表1所示。

4.2 評(píng)價(jià)因子共線性診斷

崩滑地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中,需要保證自變量相互獨(dú)立,相關(guān)性高會(huì)出現(xiàn)多重共線性[21],將影響模型的準(zhǔn)確性。因此采用容忍度(Tolerance, TOL)和方差膨脹因子(Variance Inflation Factor, VIF)對(duì)自變量進(jìn)行多重共線性診斷:

(7)

其中,R2是以xi為因變量時(shí)對(duì)其他自變量回歸的復(fù)測(cè)定系數(shù)。TOL為VIF的倒數(shù),當(dāng)TOL>0.1且VIF<10時(shí),說明自變量不存在多重共線性。通過SPSS軟件進(jìn)行多重共線性診斷,結(jié)果如表2所示。結(jié)果顯示對(duì)所選10個(gè)評(píng)價(jià)因子其VIF值在1～1.5。其VIF<5,表明各因子之間相互獨(dú)立,不存在共線性。

表2 評(píng)價(jià)因子VIF計(jì)算結(jié)果表

4.3 評(píng)價(jià)因子相關(guān)性分析

崩滑的易發(fā)性與評(píng)價(jià)因子之間存在一定的相關(guān)性。為了保證各評(píng)價(jià)因子間的相互獨(dú)立性和結(jié)果的可靠性,進(jìn)行因子相關(guān)性檢驗(yàn)[28],結(jié)果如表3所示。結(jié)果顯示各評(píng)價(jià)因子之間的相關(guān)系數(shù)均<0.3,評(píng)價(jià)因子之間的相關(guān)性較小,所以10個(gè)評(píng)價(jià)因子均可以進(jìn)入模型。

4.4 評(píng)價(jià)因子邏輯回歸分析

根據(jù)研究區(qū)已有的154個(gè)崩滑點(diǎn),并隨機(jī)選取等量的非崩滑點(diǎn),共計(jì)有308個(gè)獨(dú)立屬性的統(tǒng)計(jì)樣本。提取每個(gè)樣本的各類級(jí)信息量值和頻率比值作為自變量,是否發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害作為因變量(1和0分別代表崩滑點(diǎn)和非崩滑點(diǎn))。分別導(dǎo)入SPSS軟件中進(jìn)行二項(xiàng)邏輯回歸運(yùn)算,當(dāng)選取的評(píng)價(jià)因子顯著性均≤0.05時(shí)具有統(tǒng)計(jì)意義[21]。在I-IR模型中,曲率的顯著性為0.54,計(jì)算時(shí)應(yīng)剔除。NFR-IR模型中,坡向和曲率的顯著性為0.36和0.25,計(jì)算時(shí)剔除,其余評(píng)價(jià)因子的顯著性均<0.05。其I-LR和NFR-LR的回歸運(yùn)算公式為:

表3 評(píng)價(jià)因子之間的相關(guān)系數(shù)矩陣

(8)

(9)

式中,x1～x10分別為工程巖組、坡度、坡向、高程、地貌類型、起伏度、曲率、斷裂緩沖距、河流緩沖距、降雨量的ICM值和NFR值。

5 崩滑易發(fā)性評(píng)價(jià)結(jié)果與精度評(píng)價(jià)

5.1 單一模型評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)表1所求出各評(píng)價(jià)因子分類級(jí)的NFR值和ICM值,進(jìn)行疊加分析,分別得到羅平縣崩滑地質(zhì)災(zāi)害的易發(fā)性分布圖,利用ARCGIS的自然斷點(diǎn)法將其分為極高、高、中、低4個(gè)區(qū)間。結(jié)果如圖3(a～b)和表4所示。其中ICM模型中,低-極高易發(fā)區(qū)的面積(頻率比)分別為529.96 km2(0.33)、943.72 km2(0.46)、979.64 km2(0.96)、564.67 km2(2.60)。在極高易發(fā)區(qū)內(nèi),崩滑點(diǎn)占總災(zāi)點(diǎn)的48.7%。NFR模型中,低-極高易發(fā)區(qū)的面積(頻率比)分別為562.54 km2(0.28)、908.48 km2(0.8)、950.81 km2(1.13) 、596.17 km2(1.97)。在極高易發(fā)區(qū)內(nèi),崩滑點(diǎn)占總災(zāi)點(diǎn)的38.96%。兩種單一評(píng)價(jià)模型中,從低-極高易發(fā)區(qū)崩滑易發(fā)性的頻率比逐漸增大。且低-中易發(fā)區(qū)間內(nèi),頻率比值都小于1,說明兩種單一模型均可以有效對(duì)羅平縣崩滑易發(fā)性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

5.2 耦合模型評(píng)價(jià)結(jié)果

利用GIS的柵格計(jì)算器功能,將ICM-LR耦合模型和NFR-LR耦合模型按照公式(8～9)進(jìn)行邏輯回歸分析計(jì)算,得到相應(yīng)評(píng)價(jià)模型的崩滑易發(fā)性分布圖,利用ARCGIS的自然斷點(diǎn)法將其分為極高、高、中、低4個(gè)區(qū)間。結(jié)果如圖3(c～d)和表4所示。在ICM-LR耦合模型中,低-極高易發(fā)區(qū)的面積(頻率比)分別為771.1 km2(0.25)、836.6 km2(0.73)、864.36 km2(0.88)、545.94 km2(2.66)。在極高易發(fā)區(qū)內(nèi),崩滑點(diǎn)占總災(zāi)點(diǎn)的48.05%。NFR-LR模型中,低-極高易發(fā)區(qū)的面積(頻率比)分別為548.52 km2(0.25)、940.12 km2(0.71)、989.08 km2(0.95)、540.28 km2(2.36)。在極高易發(fā)區(qū)內(nèi),崩滑點(diǎn)占總災(zāi)點(diǎn)的42.21%。兩種耦合模型評(píng)價(jià)結(jié)果比較一致,從低-極高易發(fā)區(qū)崩滑易發(fā)性的頻率比逐漸增大。且低-中易發(fā)區(qū)間內(nèi),頻率比值都小于1,ICM-LR耦合模型低易發(fā)區(qū)的面積較單一模型相對(duì)增大,且兩種耦合模型各分區(qū)面積相對(duì)一致,說明耦合模型更能準(zhǔn)確對(duì)羅平縣崩滑易發(fā)性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

圖3 羅平縣崩滑易發(fā)性評(píng)價(jià)結(jié)果

表4 羅平縣崩滑易發(fā)性評(píng)價(jià)頻率比

5.3 評(píng)價(jià)精度對(duì)比分析

本文采用ROC(receiver operating characteristic)曲線對(duì)ICM模型、NFR模型、ICM-LR耦合模型和NFR-LR耦合模型的易發(fā)性評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行精度檢驗(yàn)。ROC曲線又稱接收者工作特征曲線,其橫軸為假陽性率(1-特異性),縱軸為真陽性率(敏感度),根據(jù)其線下的面積大小作為評(píng)價(jià)方法準(zhǔn)確性評(píng)價(jià)的指標(biāo)。ROC曲線的線下面積用AUC值來表示,值越大,實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確率越高,模型的預(yù)測(cè)效果越好[29]。4種評(píng)價(jià)模型ROC曲線如圖4所示。AUC值分別為0.820、0.796、0.882及0.840,耦合模型的精度較單一模型的精度高,其中ICM-LR耦合模型的精度最高,該模型更能準(zhǔn)確對(duì)羅平縣崩滑地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評(píng)價(jià)研究。

圖4 ROC曲線

6 結(jié)論

(1) 以羅平縣為研究對(duì)象,選取工程巖組、坡度、坡向、高程、地貌類型、起伏度、曲率、斷裂緩沖距、河流緩沖距、降雨量等10個(gè)評(píng)價(jià)因子,對(duì)因子進(jìn)行獨(dú)立性檢驗(yàn),選取信息量模型(ICM)、頻率比模型(NFR)以及與邏輯回歸(LR)耦合模型對(duì)羅平縣崩滑地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行易發(fā)性評(píng)價(jià)。

(2) 通過對(duì)評(píng)價(jià)因子的分類級(jí)處理,計(jì)算信息量值和頻率比值,通過信息量正值和頻率比值得出影響較大的因子類級(jí)分別是:工程巖組中的層狀結(jié)構(gòu)堅(jiān)硬長(zhǎng)石石英砂巖巖組、地貌類型中的巖溶中山地貌和侵蝕谷地地貌、坡度主要分布在6°～30°度之間、高程集中在1 350～1 950 m之間、起伏度在23 m以下、斷裂緩沖距和河流緩沖距1 800 m之內(nèi)、降雨量集中在1 300～1 600 mm之間,對(duì)崩滑發(fā)育具有促進(jìn)作用。

(3) 根據(jù)構(gòu)建的ICM、NFR、ICM-LR和NFR-LR模型進(jìn)行對(duì)比研究,通過ROC曲線對(duì)4種模型的精度進(jìn)行檢驗(yàn),AUC值分別為0.820、0.796、0.882和0.840,耦合模型的精度較單一模型的精度高,其中ICM-LR耦合模型的精度最高,表明該模型更能準(zhǔn)確對(duì)羅平縣崩滑地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評(píng)價(jià)研究。

(4) 基于ICM-LR耦合模型的評(píng)價(jià)結(jié)果得出,極高易發(fā)區(qū)主要分布在砂巖、碳酸鹽巖組區(qū)域和水系延展區(qū)域。