孫曉娟 梁 杰 李 起 權(quán)赫春*

(延邊大學(xué)工學(xué)院，吉林 延吉 133002)

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基于RS和GIS的山體滑坡易發(fā)程度分析

孫曉娟 梁 杰 李 起 權(quán)赫春*

(延邊大學(xué)工學(xué)院，吉林 延吉 133002)

利用DEM數(shù)字高程模型，制作生成了延邊地區(qū)坡度、坡向、水文地質(zhì)、土壤及土地利用5個(gè)影響滑坡的因子圖形，并通過GIS軟件與AHP技術(shù)，計(jì)算分析了5種山體滑坡影響因子的權(quán)重，據(jù)此繪制了該地區(qū)山體滑坡易發(fā)程度圖。

滑坡，GIS，層次分析法，坡度，土壤

0 引言

滑坡是一種嚴(yán)重的自然地質(zhì)災(zāi)害，會(huì)給其周圍的山地和丘陵地區(qū)的建設(shè)及人民生命安全造成嚴(yán)重?fù)p害[1]。近些年來由于城市擴(kuò)建，出現(xiàn)了更多的基坑、高挖深填的地段，邊坡的治理和防護(hù)也就顯得尤為的重要[2]。正因?yàn)槿绱耍芏鄧鴥?nèi)外的專家利用GIS和RS技術(shù)來研究泥石流和山體滑坡等自然地質(zhì)災(zāi)害。特別是汶川地震發(fā)生之后，通過對(duì)汶川地震的調(diào)查和研究，有關(guān)于地震引發(fā)的滑坡問題，受到了更多專家學(xué)者的重視[3]。研究滑坡，刻不容緩。因此，有必要利用GIS和RS技術(shù)等高科技技術(shù)，進(jìn)行延邊地區(qū)山體滑坡易發(fā)敏感性分析，從而預(yù)測滑坡發(fā)生的時(shí)間及地點(diǎn)，以便及時(shí)做好防備，將災(zāi)害損失降到最小，甚至為零。

1 研究區(qū)地貌

延邊地區(qū)位于吉林省長白山區(qū)，占吉林省總面積的1/4。其主要位于北緯41°59′～44°30′，東經(jīng)127°27′～131°18′之間。山地丘陵面積廣泛，約占延邊地區(qū)總面積的70%，這也就大大的增加了延邊地區(qū)發(fā)生滑坡的概率。除此之外，延邊地區(qū)地形復(fù)雜，巖體破碎較多，雨量較大。這些因素都極易引發(fā)地震、滑坡、泥石流等各種自然災(zāi)害。

2 研究數(shù)據(jù)源

本研究采用DEM(Digital Elevation Models)數(shù)字高程模型來研究本區(qū)域。數(shù)字高程模型主要研究地面的起伏狀態(tài)，其線模式可描述高程曲線的等高線。由此生成坡度、坡向等將要研究的各種圖。

3 研究方法

利用已知的各個(gè)數(shù)據(jù)和延邊地區(qū)的數(shù)字高程模型，來制作和生成與滑坡發(fā)生相關(guān)因子的圖形，即坡度圖、坡向圖、水文地質(zhì)圖，土壤圖，土地利用圖。利用GIS軟件將這些圖形進(jìn)行提取分析、重分類等各種研究與分析。并結(jié)合AHP(Analytic Hierarchy Process，簡稱AHP)層次分析法[4]來確定各個(gè)因子的重要度。最后利用GIS軟件中的柵格數(shù)據(jù)疊加功能生成疊加圖，即延邊地區(qū)山體滑坡易發(fā)程度圖。此圖中的最危險(xiǎn)區(qū)域就是最容易發(fā)生滑坡的地方，應(yīng)該多加注意防備。

4 研究成果

4.1 坡度圖

坡度，直觀上表示地表的傾斜程度。傾斜程度越陡，坡度越大；傾斜程度越緩，坡度越小。將坡度圖進(jìn)行重分類并賦予各個(gè)要素相應(yīng)的權(quán)重。不同的分類要素利用不同的顏色表示出來，由此來確定坡度方面最容易發(fā)生滑坡的位置。

坡度圖如圖1所示，坡度的相對(duì)權(quán)重見表1。

表1 坡度的相對(duì)權(quán)重

因子分類相對(duì)權(quán)重坡度0°～10°110°～25°225°～45°645°～90°7

4.2 坡向圖

坡向反映了斜坡所面對(duì)的方向。利用不同方向來對(duì)坡向圖進(jìn)行重分類，并參考前人經(jīng)驗(yàn)來分析坡向各要素的權(quán)重值。不同的分類要素用不同的顏色表示，由此來確定坡向方面最容易發(fā)生滑坡的位置。

坡向圖如圖2所示，坡向的相對(duì)權(quán)重見表2。

表2 坡向的相對(duì)權(quán)重

因子分類相對(duì)權(quán)重坡向東、東南、南5西南、西4北、東北3西北、北2

4.3 水文地質(zhì)圖

地質(zhì)是表示地球質(zhì)地狀況的一個(gè)綜合性概念。其泛指地球的性質(zhì)和特征。地質(zhì)中的地下水分布極大的影響著滑坡的發(fā)生與否。所以本次研究主要從富水程度大小來劃分水文地質(zhì)圖，賦予其合適的權(quán)重，富水程度大的發(fā)生滑坡的概率大，權(quán)重也相對(duì)較大。由此確定水文地質(zhì)圖方面最容易發(fā)生滑坡的位置。

水文地質(zhì)圖如圖3所示，地質(zhì)圖的相對(duì)權(quán)重見表3。

表3 地質(zhì)圖的相對(duì)權(quán)重

4.4 土壤圖

土壤是地球表面的一層疏松的物質(zhì)，是一個(gè)疏松多孔體。土壤的滲水能力及含水率對(duì)滑坡也有很大影響。所以本次研究主要從含水率大小來劃分水文地質(zhì)圖，含水率大的發(fā)生滑坡的概率大，權(quán)重也相對(duì)較大。由此確定土壤圖方面最容易發(fā)生滑坡的位置。土壤圖是反映不同土壤的分布與特性的地圖。

土壤圖如圖4所示，土壤的相對(duì)權(quán)重見表4。

表4 土壤的相對(duì)權(quán)重

因子分類相對(duì)權(quán)重土壤含水率0%～50%1含水率50%～60%2含水率60%～70%3含水率70%～90%5

4.5 土地利用圖

人類通過一定的活動(dòng)，利用土地的屬性來滿足自身需要的過程就是土地利用的過程。其內(nèi)容十分復(fù)雜，本次研究主要分析居民區(qū)、果園、河流、森林四種，并參考前人經(jīng)驗(yàn)來分析各要素的權(quán)重值。

土地利用圖如圖5所示，土地利用的相對(duì)權(quán)重見表5。

表5 土地利用的相對(duì)權(quán)重

4.6 易發(fā)程度圖

將以上各個(gè)成果圖按照其AHP重要度疊加起來，經(jīng)過反復(fù)推敲計(jì)算分析，得到延邊地區(qū)的山體滑坡易發(fā)程度圖。

易發(fā)程度圖如圖6所示。不同山體滑坡影響因子的重要度見表6。

表6 不同山體滑坡影響因子的重要度

因子坡度坡向地質(zhì)土壤土地利用坡度19457坡向1/911/41/71/5地質(zhì)1/4411/55土壤1/57513土地利用1/731/51/31重要度0．510．030．150．240．07

5 研究結(jié)論

1)由層次分析法分析出影響滑坡發(fā)生的5個(gè)因子坡度、地質(zhì)、土壤、坡向和土地利用的重要度分別為51%，15%，24%，3%，7%，其中坡度、土壤和地質(zhì)的影響較大。

2)本研究區(qū)最終的易發(fā)程度圖與之前的滑坡點(diǎn)圖重合率有77/107，約為72%。所以，可以采用這種方法預(yù)測延邊地區(qū)滑坡的敏感性。

3)由易發(fā)程度圖可以看出：龍井東南部與朝鮮交界處，延吉和龍井東南部地區(qū)容易發(fā)生滑坡。

[1] 周 云，李伍平，浣 石，等.防震減災(zāi)工程學(xué)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007：152-153.

[2] 童景盛.西寧甘河工業(yè)園區(qū)道路滑坡原因分析及整治措施[J].城市道橋與防洪，2011(10)：30-32.

[3] 張?jiān)曝S，金素月.基于GIS的長白山地區(qū)山體滑坡易發(fā)程度分析[J].延邊大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2013，39(4)：157-158.

[4] Saaty.T.L.The Analytic Hierarchy Process[M].New York:McGraw-Hill,1980:11-76.

[5] 湯國安，劉學(xué)軍，閭國年，等.地理信息系統(tǒng)教程[M].北京：高等教育出版社，2010:213-214.

Landslide susceptibility analysis based on RS and GIS

Sun Xiaojuan Liang Jie Li Qi Quan Hechun*

(CollegeofEngineering,YanbianUniversity,Yanji133002,China)

Using the DEM digital elevation model, this paper created the factor graph of gradient, slope direction, hydrogeology, soil and land use 5 influence landslide in Yanbian area, and through the GIS software and AHP technology, analyzed the weights of 5 kinds of landslide impact factors, thus draw the susceptibility map of this region landslide.

landslide, GIS, chromatography analysis method, gradient, soil

1009-6825(2016)30-0095-02

2016-08-14

孫曉娟(1994- )，女，在讀本科生； 梁 杰(1994- )，男，在讀本科生； 李 起(1996- )，男，在讀本科生

權(quán)赫春(1979- ),男，博士，副教授

P642.22

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