基于GIS和CF-Logistic回归模型地质灾害易发性评价:以青海湟中县为例

张晓博, 周萍, 张焜, 张兴, 刘宝山, 邓辉. 2023. 基于GIS和CF-Logistic回归模型地质灾害易发性评价:以青海湟中县为例. 沉积与特提斯地质, 43(4): 797-807. doi: 10.19826/j.cnki.1009-3850.2020.12003
引用本文: 张晓博, 周萍, 张焜, 张兴, 刘宝山, 邓辉. 2023. 基于GIS和CF-Logistic回归模型地质灾害易发性评价:以青海湟中县为例. 沉积与特提斯地质, 43(4): 797-807. doi: 10.19826/j.cnki.1009-3850.2020.12003
ZHANG Xiaobo, ZHOU Ping, ZHANG Kun, ZHANG Xing, LIU Baoshan, DENG Hui. 2023. Evaluation method of geological hazard susceptibility: A case study on GIS and CF-Logistic regression model in Huangzhong, Qinghai. Sedimentary Geology and Tethyan Geology, 43(4): 797-807. doi: 10.19826/j.cnki.1009-3850.2020.12003
Citation: ZHANG Xiaobo, ZHOU Ping, ZHANG Kun, ZHANG Xing, LIU Baoshan, DENG Hui. 2023. Evaluation method of geological hazard susceptibility: A case study on GIS and CF-Logistic regression model in Huangzhong, Qinghai. Sedimentary Geology and Tethyan Geology, 43(4): 797-807. doi: 10.19826/j.cnki.1009-3850.2020.12003

基于GIS和CF-Logistic回归模型地质灾害易发性评价:以青海湟中县为例

  • 基金项目: 青海省科技厅重点研发与转化计划(2019-SF-130);青海省科技厅应用基础研究(2018-ZJ-737)
详细信息
    作者简介: 张晓博(1983—),男,主要从事地质灾害评价研究。E-mail:170421709@qq.com
    通讯作者: 邓辉(1984—),男,主要从事地质灾害隐患早期识别与评价。E-mail:dengh@cdut.edu.com
  • 中图分类号: P642.23

Evaluation method of geological hazard susceptibility: A case study on GIS and CF-Logistic regression model in Huangzhong, Qinghai

More Information
  • 研究地质灾害易发性的评价方法,对地质灾害防治有着非常重要的现实意义。本文以青海省西宁市湟中县为研究区域,选取高程、坡度、坡向、地形起伏度、距河流距离、距断层距离和工程岩组7个评价因子,利用确定性系数与逻辑回归模型相结合的方法计算出每个单元格地质灾害发生的概率。同时利用ROC曲线和AUC值对模型分类精度进行验证,最终得到AUC值为0.863,说明该方法对湟中县地质灾害易发性评价具有较强的适用性和客观性。本文研究表明,高层、坡向、距河流距离和工程岩组4个因子对研究区地质灾害的影响最为显著。从地质灾害的空间分布来看,该方法计算结果表明极高、高易发区主要分布在湟水河及其干流两侧低山丘陵地区,低易发区主要分布在研究区北部和西南地区。从评价因子的角度分析,高易发区主要分布在离河流500 m的松散冲洪积岩层和软弱层状碎屑岩岩层上。以上研究结果表明,基于CF-Logistic回归模型对研究区地质灾害易发性评价有较强的参考价值,能为研究区地质灾害的防治工作提供理论依据及方法。

  • 加载中
  • 图 1  研究区位置示意图

    Figure 1. 

    图 3  地质灾害易发性评价因子分级

    Figure 3. 

    图 2  地质灾害点与各评价因子之间的关系

    Figure 2. 

    图 4  地质灾害易发性评价图

    Figure 4. 

    图 5  逻辑回归模型的ROC曲线

    Figure 5. 

    表 1  各影响因子分类级别的 CF

    Table 1.  Values of CF for the seven factors influencing geologic hazard in Huangzhong

    评价因子分类级别类别面积/km2灾害点/个CF评价因子分类级别类别面积/km2灾害点/个CF
    高程/m 2285~2561 409.002 106 0.446449 距河流
    距离/m
    0~500 1336.213 297 0.322411
    2562~2745 716.86 251 0.640582 500~1000 651.169 44 0.625782
    2746~2952 418.673 52 0.267671 1000~1500 228.218 15 0.636713
    2953~3183 355.947 8 0.881270 1500~2000 94.841 12 0.251972
    3184~3429 329.91 0 1.000000 2000~2500 54.777 7 0.243409
    3430~3722 239.063 0 1.000000 2500~3000 39.933 16 0.710336
    3723~4467 100.912 0 1.000000 3000~3500 30.792 7 0.341811
    坡度/° 0~5 372.734 33 0.498401 3500~4000 25.795 3 0.320384
    5~10 320.274 84 0.455303 4000~4500 21.518 2 0.470853
    10~15 396.794 89 0.330288 >4500 87.111 14 0.011157
    15~20 388.188 83 0.287955 距断层
    距离/m
    0~2000 550.712 29 0.712956
    20~25 341.139 66 0.192716 2000~4000 359.757 58 0.007449
    25~30 302.074 30 0.430602 4000~6000 281.879 70 0.413851
    30~35 256.745 20 0.563754 6000~8000 238.574 63 0.460318
    35~40 144.7 11 0.575143 8000~10000 220.945 44 0.221240
    >40 47.719 1 0.889468 10000~12000 213.104 37 0.078309
    坡向/° 平面 2.247 0 1.000000 12000~14000 211.939 32 0.081653
    357.756 22 0.661639 14000~16000 192.899 36 0.156013
    东北 404.466 36 0.495471 >16000 300.557 48 0.018560
    398.679 80 0.228596 工程岩组 坚硬块状侵入岩岩组 175.234 3 0.910053
    东南 300.292 106 0.645050 较坚硬块状火山岩岩组 927.608 0 1.000000
    233.271 46 0.211630
    西南 244.869 42 0.064628 坚硬层状碎屑岩岩组 98.676 25 0.429305
    西 290.841 52 0.110546 软弱层状碎屑岩岩组 674.074 154 0.346023
    西北 337.945 33 0.441177
    地形起
    伏度/m
    平坦起伏 789.873 135 0.060620 较坚硬层状碎屑岩岩组 18.65 0 1.000000
    小起伏 899.687 196 0.304749 松散层状冲洪积岩岩组 845.456 225 0.465994
    中起伏 623.485 70 0.346908 坚硬-较坚硬层状
    及块状变质岩岩组
    730.669 10 0.928345
    山地起伏 257.322 16 0.657623
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    表 2  影响因子间的相关系数矩阵

    Table 2.  Correlation matrix of seven factors

    因子高程坡度坡向地形起伏度距河流距离距断层距离工程岩组
    高程10.2410.1050.3110.1340.1150.182
    坡度1-0.0240.6930.0520.1320.296
    坡向1-0.0240.0770.1370.101
    地形起伏度10.0360.1530.390
    距河流距离10.0570.124
    距断层距离10.225
    工程岩组1
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    表 3  逻辑回归分析结果

    Table 3.  Results of logistic regression analysis

    回归项BSEwalsdfSig
    高程1.9930.22975.66510.000
    坡度1.2830.30517.64110.000
    坡向1.3380.22435.71910.000
    距河流距离1.5390.22945.25810.000
    距断层距离0.2810.2940.91410.000
    工程岩组0.8580.3038.00810.005
    常量-0.6630.12627.81810.000
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    表 4  地质灾害易发性分区统计表

    Table 4.  Results of geological hazard susceptibility in different districts

    易发性分级面积/km2占研究区面积比例/%灾害点个数/个占灾害点总数比例/%地灾密度
    极低易发区516.61120.09930.7190.006
    低易发区589.29822.92761.4390.010
    中易发区486.41318.924368.6330.074
    高易发区606.09523.58015637.4100.257
    极高易发区371.95114.47121651.7990.581
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出版历程
收稿日期:  2020-11-16
修回日期:  2021-04-16
刊出日期:  2023-12-31

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