趙金彪 楊 柳 崔玉龍

（1.安徽瑞成土木工程設(shè)計咨詢有限公司，安徽 合肥 230088；2.安徽理工大學(xué)，安徽 淮南 232001）

0 引言

我國幅員遼闊，地形地貌復(fù)雜，滑坡災(zāi)害時有發(fā)生。如何主動減災(zāi)防災(zāi)，降低滑坡災(zāi)害造成的損失是當(dāng)前眾多學(xué)者關(guān)注的熱點。地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性是地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險性評價的基礎(chǔ)，目前主要運用定性和定量兩類方法進行分析和研究，如層次分析法，信息量模型，邏輯回歸模型等。其中，邏輯回歸模型在一個因變量和幾個自變量之間進行多元統(tǒng)計分析時，可以反映不同影響因子對滑坡發(fā)生的貢獻率［1］，是地質(zhì)災(zāi)害評價過程中最常用的方法之一。Ohlmacher 等［2］提出將邏輯回歸模型和GIS 技術(shù)相結(jié)合，并應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害的空間預(yù)測。田春山等［3］基于確定性系數(shù)法與logistic 回歸模型耦合的方法對廣東省地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價進行了有益嘗試。方然可等［4］基于邏輯回歸算法，得出基于邏輯回歸算法的模型訓(xùn)練結(jié)果準(zhǔn)確率和泛化能力均較好的結(jié)果。許沖等［5］基于遙感影像數(shù)據(jù)、GIS 技術(shù)與邏輯回歸模型開展了汶川地震滑坡危險性評價工作，表明該模型可進行超過10 萬樣本點的統(tǒng)計分析。同時，滑坡數(shù)據(jù)庫的建立及影響因子的選擇也是影響模型評價結(jié)果準(zhǔn)確性的關(guān)鍵因素［6］。Liucci 等［7］從地形的角度利用不同的模型研究了滑坡規(guī)模的分布，認為地形因子是控制滑坡分布的重要因素。崔玉龍等［8］分析金沙江滑坡分布，著重于滑坡與地形因子的關(guān)系，歸納了滑坡的四種形成模式。

喜德縣是涼山州地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的典型代表，區(qū)域活動斷裂帶發(fā)育，地質(zhì)變形破壞嚴(yán)重。本研究通過野外實地的詳細調(diào)查建立滑坡數(shù)據(jù)庫，選擇高程、坡度、坡向、坡位、距道路距離、距斷層距離、歸一化植被指數(shù)（NDVI）、距水系距離、距村落距離、地層巖性、土地利用類型等11 個環(huán)境因子，對滑坡分布情況分析并使用邏輯回歸模型進行易發(fā)性評價。

1 研究區(qū)概況

喜德縣位于涼山彝族自治州的中北部，地處康藏高原東緣，為橫斷山脈的一部分，山系東屬大涼山西坡，山脈河流多南北展布，地勢由東北向西南傾斜，境內(nèi)山地、高原占比90%以上（如圖1所示）。

圖1 喜德縣位置示意

喜德縣內(nèi)地形地貌極為復(fù)雜，地形陡峻。地貌以中、深切割剝蝕侵蝕構(gòu)造中山地貌為主，占全縣總面積的74.9%，主要是分布于主河兩側(cè)。地形坡度變化較大，一般為20°～45°，局部可達70°?？h域內(nèi)出露有元古界前震旦系、古生界震旦系、中生界三疊系、侏羅系、白堊系和新生界第四系地層，第四系主要分布在主要分布于孫水河、熱水河流域。喜德縣境內(nèi)處川滇南北構(gòu)造帶北段，分屬于瀘定-米易臺拱、江舟-米市斷陷兩個Ⅲ級構(gòu)造單元區(qū)域，受安寧河斷裂帶和東部普雄河斷裂帶的影響。在縣城以西地區(qū)南北向斷裂和褶皺發(fā)育，構(gòu)造形跡為較強烈緊密的背斜、向斜與斷裂形態(tài)，縣城以東地區(qū)斷裂稀少，褶皺平緩，構(gòu)造活動相對穩(wěn)定。

喜德縣屬于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，具有冬季干燥，夏季溫涼多雨的典型亞熱帶季風(fēng)和高原氣候特征。全年暴雨主要出現(xiàn)在6月至7月，屬多雨區(qū)，分布呈北多，東部、西南少的差異?？h境內(nèi)河流，以瓦吉木梁子為分水嶺，嶺南屬安寧河金沙江水系，嶺北屬大渡河、岷江水系。

2 數(shù)據(jù)來源及方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

根據(jù)喜德縣野外實地的詳細調(diào)查，共獲取滑坡174處，滑坡總面積為27.87 km2，主要分布在冕山鎮(zhèn)-光明鎮(zhèn)沿孫水河兩側(cè)河岸區(qū)、沙馬拉達鄉(xiāng)-米市鎮(zhèn)-洛哈鎮(zhèn)沿米市河兩側(cè)河岸區(qū)、魯基鄉(xiāng)-紅莫鎮(zhèn)中山區(qū)。

評價因子與評價結(jié)果的精準(zhǔn)性有著直接關(guān)系［9］。根據(jù)野外地質(zhì)調(diào)查和滑坡的時空分布規(guī)律，本研究決定以高程、坡度、坡向、坡位、距道路距離、距斷層距離、距村落距離、距水系距離、NDVI、地層巖性、土地利用類型等11個環(huán)境因子作為易發(fā)性評價的因子組合，采用自然斷點法獲得因子分組，見表1。

表1 因子分類

2.2 評價方法

邏輯回歸模型是一種經(jīng)典的統(tǒng)計分析模型，可以在二元因變量和影響因子之間建立多變量回歸關(guān)系,回歸結(jié)果為0～1，代表事件發(fā)生概率[10]。該模型對自變量的要求較少，不論是離散型變量、連續(xù)性變量或者是兩者都有的變量，不論是否服從正態(tài)分布，都可以作為評價因子進行評價［11］。其公式如下。

式中：P(X)為事件發(fā)生概率；X為自變量矩陣；β為回歸系數(shù)。

在邏輯回歸模型中，本研究選擇非滑坡點與滑坡點的比例為1∶1，為保證非滑點取樣的合理性，提取喜德縣地質(zhì)災(zāi)害影響范圍外200 m的區(qū)域，在該區(qū)域內(nèi)隨機取樣。模型中的自變量為各個影響因子，因變量為滑坡是否發(fā)生，滑坡點為1，非滑坡點為0。

3 結(jié)果分析

3.1 滑坡分布規(guī)律分析

研究區(qū)滑坡的高程范圍為1 554～4 382 m，在2 000～2 600 m 的范圍內(nèi)滑坡分布數(shù)量最多，為115處，在小于1 600 m 范圍內(nèi)滑坡分布密度最大，為0.636處∕km2。喜德縣地形復(fù)雜，斜坡坡度主要集中在20°～45°，滑坡主要分布在10°～30°，共137 處滑坡，占滑坡總數(shù)的78.74%。喜德縣地勢北高南低，東高西低，東北方向上的坡體受到的風(fēng)化與雨水侵蝕作用更為嚴(yán)重，坡向為東北方向的滑坡為34 處，占滑坡總數(shù)的19.54%。坡位是影響土壤水分含量的重要地形因子，在中坡發(fā)育的滑坡數(shù)量為125處，占滑坡總數(shù)的71.83%。距離道路100 m 范圍內(nèi)滑坡分布數(shù)量為102 處，滑坡發(fā)育受道路影響較大。喜德縣內(nèi)不穩(wěn)定的地質(zhì)活動，使得縣域長期受東西向擠壓應(yīng)力影響，導(dǎo)致滑坡大多沿斷裂帶分布，在距離斷裂帶2 500 m 內(nèi)，滑坡數(shù)量為135 處，占滑坡總數(shù)的77.59%。距水系200 m 范圍內(nèi)滑坡發(fā)育數(shù)量較多，為73 處，主要原因是水系沿線坡體抗剪強度降低。距村落500 m 范圍內(nèi)滑坡發(fā)育數(shù)量較多，為65 處，占滑坡總數(shù)的37.36%。在NDVI 0.7～0.8 范圍內(nèi)滑坡數(shù)量最多，為69 處，占滑坡總數(shù)的39.66%，在白堊系中滑坡發(fā)育最多，為100 處，占滑坡總數(shù)的57.47%，其主要巖性為砂巖、泥巖、砂巖?；掳l(fā)育最多的土地類型為耕地，滑坡數(shù)量為77處，占滑坡總數(shù)的44.25%。

3.2 滑坡易發(fā)性分析

根據(jù)式（1）得出邏輯回歸易發(fā)性分區(qū)，如圖2所示。根據(jù)自然間斷法將其分為5 類，極低易發(fā)區(qū)、低易發(fā)區(qū)、中易發(fā)區(qū)、高易發(fā)區(qū)、極高易發(fā)區(qū)。其中極高易發(fā)和高易發(fā)區(qū)在魯基斷裂、冷都基斷裂、米市河斷裂、扎都斷裂帶周邊地區(qū)。

圖2 邏輯回歸易發(fā)性分區(qū)

3.3 模型評價

本研究采用ROC曲線對邏輯回歸模型進行精度評價，通過曲線下面積（AUC）判斷模型的總體指標(biāo)，當(dāng)AUC＞0.5時，說明預(yù)測精度與現(xiàn)實一致，AUC越接近1意味著模型預(yù)測效果越好。根據(jù)滑坡與分區(qū)面積統(tǒng)計可知（見表2），點密度和面密度都隨著易發(fā)性等級的提高而增加。ROC曲線（如圖3所示）得出AUC為0.846，可以說明模型精度較高，分區(qū)結(jié)果合理。

表2 滑坡與分區(qū)面積統(tǒng)計

圖3 ROC曲線

4 結(jié)論

本研究根據(jù)喜德縣滑坡的詳細調(diào)查，選擇11個環(huán)境因子，分析滑坡分布情況，并基于邏輯回歸模型構(gòu)建易發(fā)性評價，運用ROC 曲線評估模型,得到以下結(jié)論。

①喜德縣滑坡分布于高程2 000～2 600 m；坡度10°～30°；坡向為東北方向；坡位為中坡；距道路距離小于100 m；距水系距離小于200 m；距村落距離小于500 m；距斷層距離小于3 500 m；NDVI 為0.7～0.8；地層為白堊系；土地利用為耕地。

②滑坡高易發(fā)區(qū)位于魯基斷裂、冷都基斷裂、米市河斷裂、扎都斷裂帶周邊地區(qū)。滑坡密度隨易發(fā)等級提高而增大，且AUC為0.846，可以說明模型精度較高，易發(fā)性評價結(jié)果合理。

③本研究系統(tǒng)分析了喜德縣地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征及規(guī)律，滑坡易發(fā)性分區(qū)結(jié)果可直接用于滑坡災(zāi)害的防治工作中，此外對工程建設(shè)選址也具有一定的參考價值。