基于GIS滑坡地质灾害危险性评价方法综述

邓微

摘要：每年发生大量的滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害，不仅造成了人民生命财产损失，也对自然环境造成严重影响。本文总结了前人基于GIS滑坡地质灾害危险性评价的统计分析方法和数学模型方法。常见的统计分析方法有层次分析法、逻辑回归、频率比和确定性系数等;数学模型主要有信息量、人工神经网络、模糊综合评判法、支持向量机等模型，并简要总结了模型精度检验方法，为滑坡地质灾害评价和预测提供依据。

关键词：滑坡;GIS;评价方法;精度检验

特殊的地形地貌、极端天气的影响等因素，导致我国各类地质灾害发生频繁，而滑坡作为最常见的地质灾害，不仅让人民生命财产受到巨大威胁，有的甚至造成毁灭性的灾难。

地理信息系统（Geographic Information System，GIS）作为一种超强的数据处理与空间分析手段，成为研究滑坡灾害危险性评价常用的方法。

本文通过总结前人基于GIS滑坡灾害危险性评价的研究方法和模型，简单归纳了几种常用的滑坡灾害危险性评价方法。通过各种方法的对比分析，选择合适的评价方法，得出科学合理的评价结果，并总结了常用的模型精度检验方法，以获得更高精度的模型评价方法。

1 常见滑坡灾害危险性评价方法分析

1.1统计分析法

（1）层次分析（Analytic Hierarchy Process，AHP）用于构建问题、提供解决方案，解决层次结构或者网络结构的多目标评价决策的方法[1]。

（2）逻辑回归（Logistic Regression，LR）：Logistic回归模型以其简单、易操作、易计算等特点，被广泛应用于地质灾害评价中。

（3）频率比法（Frequency Ratio，FR）：依托统计分析理论，调查分析各个指标因子并将其进行状态分类，计算各分类等级状态对滑坡的贡献大小，通常依靠频率比模型（Frequency Ratio Model）来完成。

（4）确定性系数（Certainty Ractor，CF）：是一种概率函数，最早被Shortliffe 和 Buchanan提出[2]，由Heckerman 进行了优化[3]，用来分析计算各因子對某一事件发生的贡献程度。该方法模型操作简单，应用方便，可以在滑坡地质灾害评价研究中借鉴参考。

1.2 数学模型

（1）信息量模型（Information Model，IM）：调查分析已经变了形的或破坏了的区域实际情况和收集到的各类信息，通过将实际测到的关于各种影响区域稳定性因素的值转化为信息量值，计算分析各影响因子对某一事件所提供的信息量多少来决定两者之间的关系，构建评价模型[4]。

（2）人工神经网络模型（Artificial Neural Networks Model，ANNM）：以人脑神经元为依托，通过仿照人脑结构和神经元网络进行信息处理的模型方法。随着该方法的发展，现在已经出现了多种人工神经网络算法，常用的ANNM为BP （Back Propagation）神经网络模型。该模型有强大的非线性能力，能很好处理非确定性问题，一般分为输入、隐含和输出等层次。

（3）模糊综合评判法（Fuzzy Comprehensive Evaluation，FCE）：是将定性化评价转为定量化评价的、基于模糊理论为基础的综合评判方法。根据模糊性理论、最大隶属原则，综合评判事件各指标的附属等级，将变化区间进行划分，并分析事件的等级区间[5]。

（4） 支持向量机模型（Support Vector Machine，SVM）：常见的支持向量机模型分为线性与非线性支持向量机模型。该模型在高维度、小样本和非线性等方面能够很好被应用。

2 常见评价模型精度检验方法

目前比较常用的模型精度检验方法是受试者工作特征（ Receiver Operating Characteristics，ROC） 、成功率曲线。ROC曲线简单、易懂，考虑了灾害样本和非灾害样本，并能准确反映所用分析方法的精度，因而被广泛应用。两种曲线与横坐标轴围成的面积（ Area Under Curve，AUC） 可以用来表示模型对研究区灾害样本的评价效果，曲线下面的面积越大，说明模型评价的效果越好，分析模型方法精度越高。

3结论

滑坡灾害的发生是多种因素相互作用的结果，应充分调查、深入分析滑坡灾害发生的影响因子和形成机理，针对不同的区域滑坡地质灾害，选择合适的滑坡危险性评价方法。基于GIS技术的发展，往往需要各分析方法耦合作用并交叉检验其精度，找到更为恰当的评价方法，使评价结果更加直观准确和科学合理，为区域地质灾害管理者提供指导。

参考文献：

[1]HASEKIOĞULLARı G D，ERCANOGLU M. A new approach to use AHP in landslide susceptibility mapping：a case study at Yenice （Karabuk，NW Turkey） [J]. Natural Hazards，2012，63（2）.

[2]H. S E，G. B B. A model of inexact reasoning in medicine [J]. Elsevier，1975，23（3-4）：

[3]陈云浩，李京，杨波，et al. 基于遥感和GIS的煤田火灾监测研究——以宁夏汝箕沟煤田为例 [J]. 中国矿业大学学报，2005，02）：97-101.

[4]熊俊楠，朱吉龙，苏鹏程，et al. 基于GIS与信息量模型的溪洛渡库区滑坡危险性评价 [J]. 长江流域资源与环境，2019，28（03）：700-11.

[5]潘孝城，聂荣孙，罗浩洋. 基于模糊综合评价法的单体滑坡风险评价[J]. 土工基础，2018，32（03）：330-4.