南通城市土地抗震適宜性評價及區劃方法研究

袁媛

摘要：隨著南通市城市建設進入快車道，提高城市的防災減災能力將直接影響到城市的可持續發展，對南通市城市土地進行抗震適宜性評價和區劃意義重大。文章利用GIS的空間數據插值功能，將南通城市土地適宜性評價指標進行量化。利用matlab數據分析得到各評價指標權重，通過建立Logistic回歸模型，計算得到該區域地震災害概率，實現量化評價城市土地抗震適宜性的目的。

Abstract： As the construction of Nantong city enters the fast lane， improving the disaster prevention and reduction ability of the city will directly affect the sustainable development of the city. In this paper， the spatial data interpolation function of GIS is used to quantify the evaluation index of urban land suitability in Nantong. The weights of each evaluation index were obtained through matlab data analysis. The probability of earthquake disaster in this region was calculated through the establishment of Logistic regression model， so as to achieve the purpose of quantitative evaluation of the seismic suitability of urban land.

關鍵詞：抗震適宜性;空間數據插值;Logistic回歸模型;量化評價

Key words： earthquake resistance suitability;spatial data interpolation;Logistic regression model;quantitative evaluation

中圖分類號：TU435? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）25-0165-03

0? 引言

城市土地承載了城市規劃建設、轉型升級、生產生活、資源供給等多重功能，城市的防災減災能力將直接影響到城市的正常運轉和人民的生命財產安全。城市土地抗震適宜性評價就是評價土地在發生地震時對災害的適宜性情況，對于指導城市布局選址、老舊改造，提升防災減災能力意義重大。

在我國，已有對城市土地的各項地質要素的定性化評價，但定量化程度低，且評價指標不能全面的反應評價對象的演化趨勢[1]。

本文以江蘇省南通市城市土地為例，通過搜集南通市大量地質數據，建立南通城市土地抗震適宜性評價指標體系。利用GIS空間地理信息系統強大的空間數據處理功能，實現空間地理信息的賦值和插值，得到評價指標在評價區域的量化體現[2]。利用matlab數據分析得到各評價指標權重，并利用 Logistic 回歸模型疊加各評價指標，對城市土地地震災害概率進行計算，通過災害發生概率與土地抗震適宜性等級間的關系，實現定量化的城市土地抗震適宜性評價。

1? 評價指標確定

進行城市土地抗震適宜性評價需要先確定評價指標。南通位于長江中下游，濱江臨海，覆蓋有200～300m厚的第四紀沖積物，土質松軟，含水量高，有很高的壓縮性，地質環境差。南通地區無斷裂帶，但周邊存在多條活躍斷裂帶，對市區土地易產生影響。市區范圍內地勢平坦，但五山區域多為外露丘陵基巖，且市區江岸線較長，加上近年城市的高速發展對地下水開采過度，致使市區范圍內在地震作用下易發生地質災害[3]。通過查閱多份地質勘查報告，結合實地調研，選取斷裂帶、砂土液化、軟土震陷、滑坡崩塌、江岸坍塌、地下水流失、人類活動作為南通市土地抗震適宜性評價指標，見圖1。

2? 評價指標賦值

將各評價指標在（0，1）區間內進行賦值。例如，砂土液化可通過液化指數IIE來反應液化嚴重程度，IIE越大，賦值也就越大;軟土震陷可利用軟土震陷量ST來體現危害大小，ST越大，賦值越大;滑坡崩塌和江岸塌陷，則綜合考慮丘陵地帶的邊坡穩定性和江岸的穩定性，劃分等級賦值。據此給出各評價指標的賦值標準，見表1。

利用GIS空間地理信息系統進行評價指標賦值。通過已有的勘察報告和實地調研，可以直接得到部分區域的賦值，而要得到整個研究區域的賦值，則需要應用到GIS的空間插值功能。研究區域的賦值結果見圖2-圖8。

3? 抗震適宜性區劃

利用matlab數值分析軟件進行分析，計算各評價指標權重，見表2。

建立Logistic非線性回歸模型：

其中P表示地震時發生災害的概率，x1i，x2i，…，xki表示各評價指標賦值，為自變量。？茁k為邏輯回歸系數，表示某一個評價指標發生變化時，地震災害發生與不發生的概率之比的對數變化值，實際意義就是土地抗震適宜性評價各指標的權重值。由此得到Logistic方程：

利用GIS對各評價指標進行疊加，得到城市土地在多因素影響下發生災害的量化結果。由災害發生概率和土地抗震適宜性等級的關系，見表3，得到南通城市土地適宜性定量區劃結果，見圖9。

4? 結語

本文給出了定量化的城市土地抗震適宜性評價方法，并對南通城市土地進行了抗震適宜性區劃，但由于收集的地質資料限制，賦值精讀有待提高，且評價指標和賦值并非固定值，如何動態的調整評價指標，監測賦值變化，將是后期需要研究的重點。

參考文獻：

[1]梅芹芹，龔緒龍，史雅棟，等.江蘇沿海地區工程建設地質適宜性評價[J].地質學刊，2018，42（2）：317-322.

[2]鄭桂森，衛萬順，王繼明，等.城市區域地質條件適宜性評價定量化指標研究[J].城市地質，2018，13（1）：9-17.

[3]楊貴芳，閆玉茹，程知言，等.南通市地下水開采與地面沉降關系[J].南水北調與水利科技，2015，13（6）：1168-1171.