评价指标体系

如题所述

地震灾害可分为直接灾害、次生灾害和间接伤害三种,本文所评价的内容主要是指地震造成的直接灾害 ( 建筑物、城市生命线系统工程、道路损毁等) 和次生灾害 ( 崩塌、滑坡、碎屑流等) 。本文所研究的震害破坏危险性评价属于震后评价,是指在遭受到一定强度的地震灾害后,分析某个地区的孕灾环境和各种致灾因子,并且综合震害信息的分布情况、破坏程度、实地调查以及提取结果,建立相关评价模型,对该地区在地震灾害发生后遭受到破坏的危险程度 ( 概率分布情况) 做出评价。本研究参考目前地震灾害评价的相关指标内容,结合研究区环境和成灾特点,根据收集到的相关数据资料,主要选取了坡度、高程、水系、植被覆盖、土地利用、特殊因子六个方面的指标。

( 一) 地形因子

地形是次生灾害 ( 滑坡、崩塌、泥石流、碎屑流等) 发生的重要因素,在地势较高或者地形变化较大的地方容易发生次生灾害。地形的变化情况通常用坡度来表征,即在坡度越大的地方,滑坡等次生灾害就越容易发生。研究区 1∶ 5 万的数字高程模型( DEM) 其空间分辨率是 25m,在 ArcGIS 平台下利用 DEM 提取出坡度信息。研究区内的高程范围为 725 ~1626m,按照自然间距分类的方法 ( Natural Break) 将 DEM 栅格图像按照高程值从小到大的顺序依次划分成极低危险区、低危险区、中危险区、高危险区、极高危险区五类,根据属性划分的结果,分别赋予数值 1 ~ 5 代表极低、低、中、高、极高五种等级 ( 图 4 - 44) 。自然间距分类方法既能保证类别内部的差异最小,又能保证类别之间的差异最大,最大限度地保证了类别的一致性,是一种较客观的分类方法。同理,根据研究区滑坡分布的特征,把坡度栅格图像按照坡度值从小到大的原则也进行了重分类 ( 图 4 -45) 。

图 4 -44 研究区 DEM 因子等级划分图

图 4 -45 研究区坡度因子等级划分图

靠近河流、水库、湖泊等强卸荷地带在地震等强烈外力的作用下,也很容易发生地质灾害 ( 杨泰平等,2009) ,通常也是越靠近河道两侧,这种危险性越大。本研究中水系分布信息就是在 ArcGIS 平台下利用 DEM 数据生成的。首先对已有的 DEM 数据进行洼地填充,生成无洼地 DEM; 其次在此基础上计算出水流方向矩阵、汇流累积矩阵; 然后对汇流累积量设置不同的阈值,提取不同等级的河网; 最后用转换工具转换成矢量格式,以便于分析。这里根据研究区的水系分布特点,设定汇流累积量阈值为 800,提取的水系分布如图 4 - 46 所示。对水系建立缓冲区,缓冲区宽度确定为 0 ~ 100m、100 ~ 200m、200 ~300m、300 ~ 400m、≥400m 作为对地震次生灾害发生危险性由高到低的范围值,并把缓冲区图层转化成栅格形式,分别赋予从 5 ~1 的值,完成重分类,结果如图 4 -47 所示。

图 4 -46 研究区水系分布图

图 4 -47 研究区水系因子危险性等级划分图

( 二) 植被覆盖因子

植被覆盖度是滑坡、崩塌、泥石流等地震次生灾害的重要遥感解译标志之一,由于山地斜坡之上通常都有植被覆盖,而地质灾害会对植被造成明显破坏,通过分析两时相植被覆盖变化情况,结合地形特征 ( 高程、坡度等) ,可以快速识别出滑坡、崩塌、泥石流等次生灾害。此外,植被覆盖信息反映了表层土壤的抗侵蚀、抗水土流失的能力,也是土壤健康、土壤肥力的重要标志,所以无论是哪种带有预测性的评价模型,植被覆盖度都是指标参数的一个重要组成部分 ( Sahin et al. ,2002) 。按照公式 ( 4 - 17) 计算出震后QuickBird DOM 影 像 的 归 一化植被 指 数 NDVI 图 像,按照 NDVI 值 的 大 小 ≤0、≥0. 6,0. 5 ~ 0. 6,0. 4 ~ 0. 5,0. 22 ~ 0. 4,0. 22 ~ 0 分成极低、低、中、高、极高 5 种危险等级分别赋予 1 ~5 的新值进行重分类 ( 图 4 -48) ,并把空间分辨率统一成 25m ( 1∶ 5 万数字高程模型 DEM 的空间分辨率) 。

( 三) 土地利用因子

土地利用/覆被是影响地质灾害的一个重要动态参数 ( Poesen et al. ,1997) 。研究区紫坪铺镇 2008 年土地利用现状图中包含了灌溉水田、望天田、旱地、果园、茶园、有林地、灌木林地、疏林地、未成林造林地、农村居民点、独立工矿用地、特殊用地、管道运输用地、水库水面、荒草地和滩涂等多种类型。根据研究区地形、地貌以及自然环境特征,结合地类的分布特点,确定各种土地利用类型的危险性系数 ( 从低到高: 1 ~5) ,如表 4 -9 所示。将土地利用现状图按照地类特征转换成栅格形式,分辨率为 25m,然后按照危险性系数重新分成五类 ( 图 4 -49) 。

图 4 -48 震后植被覆盖等级划分图

图 4 -49 土地利用类型危险性等级划分图

表 4 -9 土地利用类型危险性系数划分

( 四) 特殊因子

特殊因子 ( SF) 也叫遥感震害信息因子,主要是指上文中提取的遥感震害信息,包括损毁建筑物、临时简易房、滑坡、崩塌、碎屑流等。由于这些破坏信息都是因地震灾害造成的,属于直接破坏,这些震害信息所在的区域具有比较强的危险性,故特殊因子只划分为中、高、极高三种危险等级,分别赋值为 3( 临时简易房) 、4 ( 少数、部分损毁建筑物) 、5 ( 多数、完全倒塌建筑物; 滑坡、崩塌、碎屑流; 堰塞湖导致河水上涨淹没区等) 。重分类后的结果如图 4 -50 所示,分辨率为 25m。

图 4 -50 震害信息 ( 特殊因子) 等级划分图

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