基于GIS空間建模的泥石流危險度評估

于金蓉鞠麗紅李顯

（1.山東科技大學 山東青島266100）（2.青島市環境監測中心站山東青島266100）

1.泥石流危險度評估的原理與技術路線

雅安南部位于四川盆地與青藏高原的結合過渡地帶，是我國泥石流災害最頻繁活動的地區之一。本文將以數字高程模型DEM，AVHRR數據產品、MODIS遙感數據產品以及土壤類型數據為基礎，GIS技術為支持[1]，結合研究區域降雨因子，環境因子，水文因子等多方面進行綜合分析,探索一種新型科學的泥石流危險度評估表達方法。

2.泥石流危險度評估的影響因素

泥石流危險性區劃主要是通過影響災害活動的各種條件的綜合分析，結合雅安具體情況，選取4個一級指標及13個二級指標，作為泥石流危險度的評價因子。

2.1環境因素

在泥石流信息數據和環境背景因子（高程、坡度、坡向、匯流累計量、植被覆蓋度、土壤和土地利用）柵格數據集的基礎上，利用層次分析法（AHP）模型，將所考慮的6個環境因子賦予相應權重。在環境因素對泥石流危險度分析建模中,需對各個因子分別進行緩沖區分析、要素轉柵格、重分類、柵格計算器等空間分析處理[2],根據不同因子對泥石流發生的貢獻率進行綜合分析和歸一化處理,最終得到環境因素對泥石流危險度的影響結果。

2.2降雨因素

本文將以研究地區相應時間下氣象站點逐日降雨量數據為基礎，GIS技術為支持，根據研究區域盛行雨型，結合python語言編寫了“雨型”腳本，使其能夠按照研究區域的不同雨型對當日降雨量進行不同方法的插值。最終，利用層次分析法（AHP）模型，將所考慮的2個降雨因素賦予相應權重，得到降雨因素對泥石流的影響結果。

2.3水文因素

除降雨量以外，水文因素（水流匯積量、溝谷）也對泥石流具有重要影響。由于地表徑流總是由高處往低處流，在匯流和下滲的過程中，增大了土壤的含水量。當水流匯積到一定程度，超過土體的承載力時將發生泥石流[1]，為泥石流的產生提供了有利的地形條件。本文在ArcGIS水文模塊（Hydrology）的支持下，以DEM數據為基礎，使用水文分析功能中的流向、匯、分水嶺、區域填充、填挖、流量等功能，計算匯流累積量。然后基于匯流累計矩陣，采用地表徑流漫流模型計算，提取溝谷。根據不同因子對泥石流發生的貢獻率進行綜合分析和歸一化處理，最終得到水文因素對泥石流危險度的影響結果。

2.4人為因素

人為泥石流的分布與人類活動密切相關，修建鐵路、公路、水利等，會破壞山坡表面形成，加大泥石流的規?；蛞l新的泥石流產生。本文以道路為中心，使用緩沖區分析表達道路對泥石流的放射線狀影響；以礦廠和水利工程為中心，表達其對泥石流的中心環狀影響。對各因子分別進行克里金插值、重分類、柵格計算器等空間分析處理,將得到的道路、礦廠、水利對泥石流的分布圖，通過權重疊加進行綜合分析與處理,再對結果進行歸一化處理,得到人為因素對銀行泥石流的影響。

2.5泥石流危險度的綜合分析與建模

綜合以上分析,將模型結果進行加權疊加。根據層次分析法（AHP）,將不同的因素對泥石流影響范圍和強度的不同,賦以合適的權重,并對結果進行歸一化處理。為了更加準確直觀地表達空間建模結果,通過ArcGIS平臺對結果進行專題制圖[2],使用分層次渲染技術，對不同屬性的區域使用不同的色彩表示,使決策者對泥石流危險度結果一目了然[2]。

3.結論

本文建立了較高精度的泥石流預報模型。結果顯示，高度危險區主要位于研究區域北部、中部和東部的部分地區，呈帶狀分布:在北緯28.5°-29.8°之間為西南-東北走向。對比歷史泥石流發生密度（點狀表示），說明本文有較高的評價精度，對相關部門的決策有著重要的意義。

[1]虞文娟.基于空間分析的四川省泥石流災害預報模型研究［D］．成都：電子科技大學，2 0 12.

[2]韋晶.基于GIS空間建模的銀行網點選址[J].資源開發與市場,2013,29(6):563-566.