1、2023NO2.ISSN 1672-9064CN 35-1272/TK收稿日期：2022-11-18基金项目：2020年中央财政出资项目YLZFZ（2020）-06作者简介：陈君（1989），男，本科，工程师，主要从事地质灾害、工程地质、水文地质、环境地质等方面工作研究。通讯作者：张童康（1995）男，硕士，助理工程师，主要从事地质灾害监测方面研究。基于相关性分析法因子选取的信息量模型滑坡易发性评价陈君1于浩洋1张童康2王娜2（1新疆地质矿产勘查开发局第三地质大队新疆库尔勒8410002中国煤炭地质总局航测遥感局陕西西安710100）摘要针对新疆特克斯县地质构造运动复杂、地质灾害频发的现象，在
2、新疆特克斯县滑坡详查及遥感数据解译的基础上，选取了高程、坡度、坡向、工程地质岩组、距水系距离、距断层距离和距道路距离7个影响因子作为评价因子。利用ArcGIS空间分析功能对7个因子进行相关性分析，最终选取距断裂距离、距水系距离、工程岩组、坡向、坡度和高程6个相互独立的因子作为评价指标，并对其进行信息量计算，构建信息量模型对研究区滑坡易发性进行评价与区划。结果表明：滑坡高易发区占地面积约330 km2，占3.9%；中易发区面积约1 257 km2，占15.0%；低易发区面积约6 648 km2，占79.7%；非易发区面积约118 km2，占1.4%。评价结果与野外调查基本吻合，可为新疆特克斯县地
3、质灾害防治及土体规划利用提供依据。关键词滑坡信息量易发性评价指标中图分类号：P642.22文献标识码：A文章编号：1672-9064(2023)02107040引言滑坡作为我国最常见的地质灾害，也是对国民造成伤害最大的自然灾害之一1-2。由于河流及其各支流的长期侵蚀，新疆特克斯县形成了河谷深切的复杂地形。特克斯县海拔高差达4 075 m，境内自然地质背景环境特殊，地质构造复杂，新构造运动活跃，河谷强烈侵蚀切割，各种滑坡、崩塌等斜坡地质灾害普遍发育3。尤其是近年来人类工程活动加剧，滑坡灾害的发生越来越多，新疆特克斯县人民的生命财产安全受到很大威胁。因此，进行滑坡易发性评价工作，科学分析滑坡的易发
4、性，对特克斯县滑坡灾害的预防和减轻具有重要意义。合理评价地质灾害易发性十分重要，近年来许多专家学者对此进行了大量研究。2016年，张俊等4依据各指标条件下滑坡累计发生频率曲线斜率的变化，分别运用信息量模型和逻辑回归模型建立各自的滑坡易发性评价体系，对三峡库区万州区滑坡灾害易发性进行了评价。2017年，戴岚欣等5采用逻辑回归模型，利用地震、地形和地质3大因素（8个因子）对九寨沟地震引起的地质灾害易发性进行了快速评价和分区，经统计校验证明该模型的准确率达0.851，经验证模型精度较高。2018年，黄发明等6提出基于聚类分析和SVM的滑坡易发性评价模型，所提出的SOM-SVM模型用于三峡库区万州区滑
5、坡易发性评价，并将得到的易发性结果与随机选取非滑坡的单独SVM模型结果做对比。结果显示SOM-SVM模型具有比单独SVM模型更高的成功率和预测率。2020年，张玘恺等7通过地理信息系统（GIS）技术，采用信息量（I）、确定性系数（CF）、逻辑回归（LR）、逻辑回归信息量（LR-I）和逻辑回归确定性系数（LR-CF）耦合模型的快速评估方法，对九寨沟县范围内滑坡灾害易发性评价，并对5种模型进行比较研究。同年，林荣福等8基于参数优化的随机森林模型计算出客观权重，将客观权重赋予各评价因子，对各评价因子信息量加权叠加。最后基于自然间断点法将得到的综合信息量图进行滑坡易发性划分。徐胜华9利用IOE模型计算
6、SVM的调节因子，并通过PSO算法迭代求解SVM最优解，根据SVM二分类得到的隶属度来区分滑坡灾害易发性。田乃满等10以福建省南平市蔡源流域为研究区，以四川省绵阳市北川县为验证区，从预测精度、稳定性和数据量敏感性3个方面深入对比BP人工神经网络模型和CART决策树模型在滑坡易发性分析中的效果。2022年，李信等11采用信息量模型和信息量-逻辑回归模型对以海南岛五指山市地质灾害易发性进行评价研究。这些研究都只是停留在研究地质灾害易发性评价模型上，却忽视了对其评价因子的独立性选取。本文首先基于ArcGIS空间分析功能对初始因子的独立性进行分析，选取相对独立的评价因子构建信息量模型法，对新疆特克斯县
7、滑坡易发性进行评价。1研究区概况特克斯县行政区范围归属伊犁哈萨克自治州管辖，地处天山北麓西部特克斯昭苏盆地东端。地理坐标：东经811900823730，北纬422230432530。西接昭苏县，南邻拜城县，东南与和静县毗连，东面与东北面和巩留县接壤，西北是察布查尔锡伯族自治县，东西宽109 km，南北长116 km，全县总面积8 352 km2。特克斯县城东距自治区首府乌鲁木齐市环 境 大 视 野1072023NO2ISSN 1672-9064CN 35-1272/TK图1栅格单元图2滑坡点的分布827 km，北距伊宁市119 km，有省道S220与伊宁市相连，与巩留县、昭苏县均有公路相通，特
8、克斯县境内主要公路有：北部连接巩留县、西侧连接昭苏县的省道S220，吾尔塔米斯村至托斯曼萨依县道X770、S220至齐勒乌泽克镇县道768、城区至喀拉托海镇县道765、县城区至阔克铁热克乡766县道、阿克塔木至乔拉克铁热克镇767县道、另还有289乡道、288乡道、287乡道、272乡道、282乡道、276乡道、城162乡道等乡村道路组成交通网络，交通较为便利。2研究方法对比各种常用的地质灾害易发性评价方法，发现信息量法是目前发展较为成熟的方法。因此，特克斯县的地质灾害易发性评价采用信息量法进行。信息量模型通过将研究区内滑坡点和滑坡影响因子，根据各影响因子对滑坡的影响程度，对每个分区的信息量进
9、行计算12。信息量模型作为定量反演地质灾害易发性的一个重要模型，具有操作简单、稳定性高、结果精准的优点，在滑坡易发性评价中得到了广泛运用。通过把反映区域稳定性因素的影响实测值换算成信息量值作为易发性区划的量化指标，对滑坡易发性程度进行划分，见式（1）。I=ni=1I（xi，H）=ni=1lnNi/NSi/S（1）式中：I为评价单元总的信息量值，体现了单元破坏的可能性；n为因子数；H为地质灾害数；S为已知总单元数；N为破坏的单元总数；Si为指标xi的单元个数；Ni为指标xi的破坏单元数。当I越大，越有利于发生变形破坏，表明地质灾害发生的概率越大13-14。2.1评价单元地质灾害发育的严重程度受诸
10、多因素的影响，在局部区域表现出明显的差异性和复杂性。因此，地灾易发性评价首先需要考虑的是确定评价单元。目前，国内外的评价单元区划方法包括规则栅格单元、子流域单元、自然斜坡或地貌单元、行政单元等。对比分析上述方法，结合特克斯县的实际情况，对一般调查区的滑坡和崩塌地灾易发性评价，选取规则栅格单元作为评价单元。具体而言，用ArcGIS软件将全区进行栅格化，栅格尺寸为25 m25 m，全区共分为13 112 275个栅格单元，如图1所示。2.2滑坡点的分布在特克斯县地质灾害中，滑坡是区内发育最多的，发育有167处。主要发育于齐勒乌泽克镇、乔拉克铁热克镇、喀拉托海镇、喀拉达拉镇琼库什台。齐勒乌泽镇发育6
11、4处滑坡，占滑坡总数的38.3%；乔拉克铁热克镇39处，占滑坡总数的23.4%；喀拉托海镇和喀拉达拉镇，均为19处，各占滑坡总数11.4%。具体分布情况如图2所示。2.3评价因子的选取指标体系的构建是地灾易发性评价的重要步骤。对于滑坡易发性评价，常用的指标有6个。（1）地形：高程、坡度、沟壑密度、地势起伏度等。（2）地貌：地貌单元、微地貌形态、总体地势等。（3）地层岩性：岩性特征、岩层厚度、岩石成因类型等。（4）地质构造：断层、褶皱、节理裂隙等。（5）地震：烈度、动峰值加速度、历史地震活动情况等。（6）工程地质：区域地壳稳定性，基岩埋深，主要持力层岩性、承载力、岩土体工程地质分区等。显然，由于
12、某些因素包含的参数很难取得，不可能包含所有的地质环境因素评价滑坡易发性。因此，基于特克斯县收集到的资料，选择高程、坡度、坡向、工程地质岩组、距水系距离、距断层距离和距道路距离7个影响因子作为评价因子。由于这些评价因子并非绝对相互独立，彼此之间存在一定的相关性。如果不经过处理，各评价因子之间的影响可能会叠加权重，导致评价结果错误或者不准确。为了保证评价因子的相互独立性，对上述评价因子进行二次筛选。具体来说，采用Ar-cGIS空间分析工具对上述7个评价因子进行相关性分析，计算相关性系数（如表1），衡量各评价因子的相关程度。R的取环 境 大 视 野1082023NO2.ISSN 1672-9064C
13、N 35-1272/TK书书书表 摇滑坡易发性评价因子信息量值因子分级个数信息量 距断裂带距离 距水系距离 块状坚硬侵入岩 沼泽淤泥粘性土体 砂砾石单层土体 亚黏土（亚砂土）与砾类土双层土体 粉土、砂砾石双层土体 工程岩组互层状较坚硬 较软弱以砂岩、泥岩为主的碎屑岩岩组 层状软弱 较软弱以泥岩为主的碎屑岩岩组 坚硬 较坚硬中厚层状碳酸盐岩组 块状、层状较坚硬 较软弱以砂岩为主碎屑岩岩组 （平地）坡向 坡度 高程 值范围为-1，1，约接近1，表示两两指标的相关性越高。表2给出了各评价因子的相关性系数矩阵。可见，高程、距道路距离和坡度之间具有较高的相关性。其中，高程与距道路距离相关性最高，可删除距
14、道路距离这一评价因子。2.4评价因子信息量计算统计滑坡地灾点的数量，根据信息量方法，计算获得滑坡各评价因子的信息量，如表3所示。可见，信息量中最大的评价因子分级是工程岩组中的层状软弱-较软弱且以泥岩为主的碎屑岩岩组。最小的信息量评价因子分级是工程岩组中的块状、层状较坚硬-较软弱以砂岩为主碎屑岩岩组。3评价结果应用ArcGIS软件计算每个栅格图层的信息量，获得滑坡易发性指数。全区的滑坡易发性指数在-8.76到5.90之间。根据地质灾害风险调查评价技术要求，易发性可分为“非易发区”“低易发区”“中易发区”和“高易发区”。其中，“非易发区”一般情况下默认为不会发生地灾的区域。基于滑坡易发性指数，按“
15、低易发区”（-8.760）、“中易发区”（03）和“高易发区”（35.9）的标准划分，利用自然间断法对特克斯县的滑坡易发性进行分区，如图3所示。可见，全区滑坡高易发区和中易发区主要分布于特克斯县中部和西北部地区。其中，齐勒乌泽克乡的高易发区和中易发区占比最高。表4给出了滑坡易发性的分区统计结果。可见，特克斯县的滑坡高易发区面积为330 km2，占比为3.9%；中易发区面积为1 257 km2，占比为15%；低易发区面积为6 648 km2，占比为79.7%；非易发区面积为118 km2，占比为1.4%。根据特克斯县滑坡易发性评价结果，可知：特克斯县地质灾害高和中易发区主要分布于北部沿河流地区。
16、其中，齐勒乌泽克乡的高易发区最多。南部地区由于多为坚硬-较坚硬的中厚层状碳酸盐岩组，岩土性质较好，因此大多数地区为低易发区。4结论本文通过相关性分析法结合信息量模型法对新疆特克斯县的地质灾害易发性进行了评价，得到了以下结论：（1）通过相关性分析法对初始选取的高程、坡度、坡向、工程地质岩组、距水系距离、距断层距离和距道路距离7个影响因子进行分析，发现高程与距道路距离相关性最高，删除距道路距离后最终选取了高程、坡度、坡向、工程地质岩组、距水系距离、距断层距离6个评价因子作为评价指标。书书书表 摇表征相关程度表取值范围相关程度 低度相关 显著相关 高度相关书书书表 摇初步选取评价因子相关性矩阵评价因子距道路距离距断裂距离距水系距离工程岩组坡向坡度高程距道路距离距断裂距离 距水系距离 工程岩组 坡向 坡度 高程 环 境 大 视 野1092023NO2ISSN 1672-9064CN 35-1272/TK书书书表 摇特克斯县滑坡易发性统计表易发性分区面积 面积占比 非易发区 低易发区 中易发区 高易发区 合计 图3特克斯县滑坡易发性评价结果（2）计算上述6个因子的信息量并代入信息量模型，将新疆特