基于GIS与CF-LR耦合模型的川藏铁路泥石流易发性评估
西藏农牧学院, 水利土木工程学院, 西藏林芝 860000
| 摘 要： | 川藏铁路是我国重要的交通运输系统，对促进西藏与内地的交流有着重要的意义。本文以川藏铁路林昌段两侧宽度在2km的范围内作为研究区。结合泥石流的发生必须要具备合适的固体物源、水源和地形条件，本文选取起伏度、剖面曲率、粉砂土、河流距离、断层距离、高程、坡向、归一化植被指数、年均降雨量和土地利用率10个致灾因子。在Arcgis中提取致灾因子信息，用确定性系数模型（CF）进行因子评价。二元逻辑回归模型（Logistic）结合因子评价得到耦合模型并计算研究区单元格泥石流发生概率。对此模型进行ROC曲线分析，AUC为0.89，表示此模型效果较好。在GIS中使用栅格计算器得到研究区泥石流易发性分布图。结果显示，在CF-LR模型下，极低、低、中、高易发区分别占地面积254km2，235km2，246km2，1099km2，各占总研究区面积的61.72%，5.69%，5.96%，26.63%，高易发区主要在米林县、林芝县和波密县。本研究给川藏铁路评估泥石流地质灾害风险提供重要参考。 |
| 关 键 词： | 川藏铁路; 泥石流; 确定性系数模型; 二元逻辑回归模型; 易发性 |
| DOI： | 10.57237/j.earth.2022.01.002 |
View:
Downloads:
收稿日期: 2022-09-21
接受日期: 2022-10-20
在线出版日期: 2022-11-01
Debris Flow Susceptibility Assessment of Sichuan-Tibet Railway Based on GIS and CF-LR Coupling Model
Hydraulic and Civil Engineering College, Tibet Agriculture & Animal Husbandry University, Nyingchi 860000, China
| Abstract: | Sichuan-Tibet Railway is an important transportation system in China, which is of great significance to promote the communication between Tibet and the mainland. This paper takes the lin-chang section of the Sichuan-Tibet railway with a width of 2km on both sides as the research area. The occurrence of debris flow must have appropriate solid source, water source and topographic conditions. In this paper, ten disaster-causing factors are selected, including relief degree of land surface, profile curvature, silty soil, distance to the rive, distance to the fault, elevation, slope aspect, NDVI, average annual rainfall and land utilization rate. The information of disaster-causing factors was extracted from Arcgis and evaluated by the certainty factor model. The probability of debris flow in the study area was calculated by the coupling model of binary Logistic regression model combined with certainty factor model. ROC curve analysis of the CF-LR model shows that AUC is 0.89, indicating that the model has a good effect. The distribution map of debris flow susceptibility in the study area was obtained by using grid calculator in GIS. The results show that under the CF-LR model, extremely low, low, medium and high prone areas cover 2547km2, 235km2, 246km2 and 1099km2 respectively, accounting for 61.72%, 5.69%, 5.96% and 26.63% of the total area of the study area, respectively. The high risk areas are mainly in Milin, Nyingchi and Bomi counties. This study provides an important reference for assessing the risk of debris flow geological disaster on Sichuan-Tibet Railway. |
| Keywords: | Sichuan-Tibet Railway; Debris Flow; Certainty Factor Model; Binary Logistic Regression Coupled Model; Susceptibility |
基金
| 1. | 国家自然科学基金重点支持项目资助 (U21A20158) |
| 2. | 西藏自治区自然科学基金项目(XZ202201ZY0034G) |
参考文献
| [1] | 马艳鲜, 余忠水. 西藏泥石流、滑坡时空分布特征及其与降水条件的分析 [J]. 高原山地气象研究, 2009, 29 (01): 55-58. |
| [2] | 袁东, 任金龙, 张广泽, 等. 遥感技术在川藏铁路车站选址中的应用 [J]. 测绘通报, 2021 (12): 83-87+93. |
| [3] | 王运生, 程万强, 刘江伟. 川藏铁路廊道泸定段地质灾害孕育过程及成灾机制 [J]. 地球科学, 2022, 47 (03): 950-958. |
| [4] | 史洪滨, 胡卸文, 文强, 等. 拟建川藏铁路夏里2~#沟泥石流发育特征及动力学过程数值模拟 [J]. 地质灾害与环境保护, 2021, 32 (03): 39-46. |
| [5] | 袁东, 张广泽, 王栋, 等. 川藏交通廊道雅安至昌都段泥石流发育特征及对策分析 [J/OL]. 地质通报: 1-13 [2022-07-26]. |
| [6] | 黄露, 谢忠, 罗显刚. 3S技术在突发地质灾害应急管理中的应用 [J]. 测绘科学, 2016, 41 (11): 56-60. |
| [7] | 张凯翔. 基于“3S”技术的地质灾害监测预警系统在我国应用现状 [J]. 中国地质灾害与防治学报, 2020, 31 (06): 1-11. |
| [8] | 鞠远江, 曾思伟, 刘耕年. 泥石流沟最优治理方案选择的层次分析法模型 [J]. 水土保持研究, 2003 (03): 52-54. |
| [9] | 李万花. 层次分析法在地质灾害危险性评估中的应用研究 [D]. 中国地质大学（北京）, 2013. |
| [10] | 王春磊, 吴云刚, 隗锦涛. 模糊综合评判法在泥石流危险度评价中的应用 [J]. 安全与环境工程, 2010, 17 (03): 14-16. |
| [11] | 陈伟, 任光明, 左三胜. 泥石流危险度的模糊综合评判 [J]. 水土保持研究, 2006 (02): 138-139+171. |
| [12] | 高泽民, 丁明涛, 杨国辉, 等. 川藏铁路孜热—波密段泥石流灾害危险性评价 [J]. 工程地质学报, 2021, 29 (02): 478-485. |
| [13] | 杨光, 徐佩华, 曹琛, 等. 基于确定性系数组合模型的区域滑坡敏感性评价 [J]. 工程地质学报, 2019, 27 (05): 1153-1163. |
| [14] | 刘璐瑶, 高惠瑛, 李照. 基于CF与Logistic回归模型耦合的永嘉县滑坡易发性评价 [J]. 中国海洋大学学报 (自然科学版), 2021, 51 (10): 121-129. |
| [15] | 罗路广, 裴向军, 黄润秋, 等. GIS支持下CF与Logistic回归模型耦合的九寨沟景区滑坡易发性评价 [J]. 工程地质学报, 2021, 29 (02): 526-535. |
| [16] | 刘福臻, 崔超, 王军朝, 等. 基于CF与LR模型的泥石流危险性评价 [J]. 安全与环境学报, 2021, 21 (04): 1693-1703. |
| [17] | M马超, 胡凯衡, 崔鹏, 等. 汶川地震灾区坡面和沟谷泥石流冲出距离计算方法 [J]. 防灾减灾工程学报, 2012, 32 (06): 759-765. |
| [18] | 铁永波, 唐川, 倪化勇. 暴雨泥石流冲出距离预测 [J]. 山地学报, 2011, 29 (02): 250-253. |
| [19] | 刘佳, 郭海燕, 邓国卫, 等. 川藏铁路四川段沿线诱发地质灾害降水阈值研究 [J]. 灾害学, 2022, 37 (01): 83-91. |
| [20] | 刘新华. 区域水土流失地形因子分析与提取研究 [D]. 西北农林科技大学, 2001. |
| [21] | 黄艳婷, 郭永刚. 考虑降雨敏感度的泥石流危险性评价——以藏东南地区为例 [J/OL]. 中国地质灾害与防治学报: 1-11 [2022-08-03]. |
| [22] | SHORTLIFFE E H, BUCHANAN B G. A model of inexact reasoning in medicine [J]. Mathematical Biosciences, 1975, 23 (3/4): 351-379. |
| [23] | 付树林, 梁丽萍, 刘延国. 基于CF-Logistic模型的雅砻江新龙段地质灾害易发性评价 [J]. 水土保持研究, 2021, 28 (04): 404-410. |
| [24] | 王彦兵, 王聪, 赵亚丽, 等. 基于ROC曲线的永久散射体识别最佳阈值定量筛选 [J]. 遥感学报, 2021, 25 (10): 2083-2094. |
| [25] | 倪化勇, 陈绪钰, 周维, 等. 高寒高海拔山原区沟谷型泥石流成因与特征——以四川省雅江县祝桑景区为例 [J]. 水土保持通报, 2013, 33 (01): 211-215. |
