地质灾害区划与分区评价Word文档下载推荐.docx

1、二、理论与方法层次分析法是美国运筹学家T.L. Saaty于 20世纪70年代中期提出的一种定性与定量相 结合的多准则决策的系统分析方法，其基本原理是把复杂系统分解成目标、准则、方案等层 次，在此基础上进行定性和定量分析的决策。它把人的决策思维过程层次化、数量化、模型 化，并用数学手段为分析、决策提供定量的依据，是一种对非定量事件进行定量分析的有效 方法，特别是在目标因素结构复杂且缺少必要的数据情况下，需要将决策者的经验判断定量 化时该法非常实用。该方法适用于多准则、多目标或无结构特征的复杂问题的决策分析，它 按照各因子相互之间的内在支配关系，建立层次结构模型，通过因子的两两比较，建立判断 矩

2、阵，进行层析排序，确定各因子的相对重要性。（一）层次分析法的主要步骤运用层次分析法建模，大体上可按下面 4 个步骤进行：1、建立层次结构模型：综合分统所析系涉及的目标、范围、准则，约束条件，确定综 合评价体系中各因索之间的关系，并根据指标的隶属关系进行上下分层排列，形成危险性综 合评价体系层次结构。2、将问题中的各个要素划分为不同的层次结构,以框架结构说明各层次之间的从属关 系。3、构造判断矩阵：层次分析法的基础主要靠对各层次两两元素相互重要程度差异给出 判断，并将这些判断用数值表示出来，形成判断矩阵，即两两比较矩阵。该矩阵是层次分析 法的出发点，也是整个权值确定过程中的关键。在构造判断矩阵的

3、过程中，可以通过向专家 发放问卷进行因子间的相对重要程度打分,并用矩阵表示打分结果;4、检验层次分析结果如有误差,需对判断矩阵的元素取值通过专家意见进行调整,从新运 算。（二）评价指标判断矩阵的构建信息是系统分析最基础的数据。任何系统分析都要掌握一定的信息才能进行。层次分析 法也需要有相应的信息作为分析的基础，其信息主要来源于人们对不同层次中各个因素之间 的相对重要性所做出的判断。通过引入适当的判断标度将这些判断用数值的形式表示出来构 成判断知阵。以便比较本层次各因素与某一因素之间的相对重要性。设 B 层次中的元素 Bi,Bz,Bs,.从与上一层次A中的元素A有关系，则可以通过判断知阵表示出来

4、，如表5-1-1所示。表 5-1-1 判断矩阵示意表AB1B2B3Bnb11b12b13b1nb21b22b23b2nbn1Bn2Bn3bnn表中 bij 表示对危险性综合评价而言Bi和Bj相对重要程度的数值表示。bij的取值是根据表 5-1-2 的T.Satty 1-9 标度含义来确定。表 5-1-2 判断矩阵元需 Aij 的 1-9 度标度法标度含 义1两个因子相比较，两者同样重要3两个因子相比较，其中一个比另一个稍微重要5两个因子相比较，其中一个相对另一个来说比较重要7两个因子相比较，其中一个相对另一个来说非常重要9两个因袭相比较，其中一个相对另一个来说极其重要2,4,6,8介于上面两个

5、相邻判断值的中间倒数若i 与j 相比较的判断值为 bij,则j 与i比较的判断值为 1/bij三）特征值与特征向量计算根据判断矩阵，利用线性代数知识，精确的求出 T 的最大特征根所对应的特征向量。1、所求特征向量即为各评价因素的重要性排序，经归一化后即为同一层次相应因素对于上一层 次某因素相对重要性的排序权值。本次评价采用和积法进行求解，具体步骤如下： 将判断矩阵每一列归一化：依次所得到的 即为所求特征向量。4、计算判断矩阵的最大特征根max，式中：（TA）i 表示向量 TA 的第 i 个元素。（四）一致性检验 为避免其他因素对判断矩阵的干扰，在实际应用中要求判断矩阵满足大体上的一致性， 需进

6、行一致性检验。只有通过检验，才能说明判断矩阵在逻辑上是合理的，才能继续对结果 进行分析。对判断矩阵进行一致性检验，计算公式：CR=CI/RI （1）式中，CR（consistency ratio）为一致性比例。当 CR0.10 时，认为判断矩阵的一致性是可 以接受的，否则应对判断矩阵作适当修正。CI（consistency index）为一致性指标，按下式计算： CI=（max -n）/（n -1） （2）max判断矩阵的最大特征根； n成对比较因子的个数；RI（random index）随机一致性指标，可查表确定，如表 5-1-3 所示。表 5-1-3 平均随机一致性指数I阶数2468RI0

7、.580.91.121.241.321.411.45当R0.1 时，就认为判断矩阵具有满意的一致性，否则就需要重新调整，直到具有 满意的一致性为止。三、评价因子选取及敏感性分析影响地质灾害形成的自然因素众多,历史地震地质灾害发生的数量、分布范围、活动规 模都直接反映了地层岩性、地形地貌、现存新老滑坡以及有关地震动力环境对地震诱发地质 灾害的控制作用;此外,土地利用、地下水、植物条件等因素也对震后地质灾害形成起到一定 程度的影响。本文采用统计学方法，对研究区山地灾害点与各因子的每个属性进行相对频率 组合的定量计算方法，综合天水市秦州区震后地质灾害发育情况，本次危险性区划分析中选 用了10个影响因

8、子，主要包括：地质构造、地形坡度、海拔高程及水系发育情况等。（一）地质构造地质构造因素对地质灾害点的发育控制作用十分明显，在区域地质构造比较复杂，褶皱 比较强烈，新构造运动比较活动的地区，地质灾害比较发育。其影响主要表现在：地质构 造决定了地貌形态的分布，对地质灾害发育的临空条件起到间接的控制作用；地质构造带 岩石破碎、风化严重，使得边坡的连续性和完整性受到破坏，是地下水最丰富和活动的地区， 降低了岩体的抗剪强度；在构造应力作用下，岩体内节理、裂隙发育，为崩塌发育提供了 条件；活动断层造成地表破裂，岩层结构发生破坏，非活动断层作为地震波的反射界面， 可能导致岩体的拉力破坏；断裂构造控制着水系的

9、发育和人类工程活动的分布，对地质灾 害的威胁对象起到间接的控制作用研究中，通过 GIS 软件缓冲区分析和数据统计功能，对研究区内灾害点与断裂距离分 布关系做了统计：首先，对研究区内的断裂做距离缓冲处理，分别得到 0-500，500-1000， 1000-2000 及大于 2000 米四个缓冲区；然后利用 GIS 统计功能，对每个缓冲区内的灾害数 量、缓冲区面积进行统计，计算每个缓冲区内灾害点密度。详细数据如表 5-1-4 所示，灾害 点与断裂的分布关系和敏感性关系，如图 5-1-1 所示。表 5-1-4 研究区地质灾害点与断裂距离统计关系断裂缓冲距离（m）2000缓冲区面积（km2）291.8

10、3248.35528.141285.43面积百分比（%）12.4010.5522.4454.61灾害点数量342842100灾害点密度（个/km2）0.120.110.08图 5-1-1 断裂构造与地质灾害分布关系图二）地质灾害频率对天水市秦州区按 1km*1km 网格进行离散，形成 2534 个空间离散网格，依据灾害点 在网格上的分布，进行基于 GIS 的统计。该计算包括单元面积上灾害发生的频率及地质灾 害面积模数比。地质灾害频率比：设第（i,j）单元内灾害频率为 f（i,j），单元面积为 S（i,j），单元内灾害的频 率密度为f（i,j），整个研究区面积为 S，灾害总数为 f，总频率密度为

11、f，则： 第（i,j）单元格灾害频率比为： Rf（i,j）=f（i,j）/f其中，f（i,j）=f（i,j）/S（i,j） ；f=f/S。 地质灾害面积模数比：设第（i,j）单元内灾害体分布面积为 Ss（i,j），单元面积为 S（i,j），单 元内灾害的面积模数为s（i,j），整个研究区面积为 S，灾害点总面积为 s，总面积模数为s， 则：第（i,j）单元格灾害面积模数为：RS（i,j）=s（i,j）/s 其中，s（i,j）=s（i,j）/S（i,j） ； s=s/S。经计算可得，单个像元上最大出现地质灾害的频率为 8。对空间灾害点的频率分布进行 归一，可形成图 5-1-2灾害发生频率归一化分

12、布图及 5-1-3 地质灾害面积模数比归一化图。图 5-1-2 地质灾害频率比归一化图图 5-1-3 地质灾害面积模数比归一化图（三）坡度及坡度变率 利用工作区1：5万DEM数据提取坡度数据。根据前文中的分析，由于工作区内滑坡、 崩塌灾害主要分布于 1060之间的斜坡，10以下斜坡基本不发生滑坡、崩塌等灾害，因 此本次评价将 60以上斜坡的易发程度定义为 1，10以下易发程度定义为 0，将坡度数据 进行 01之间的线性归一化，得到坡度归一化结果图。坡度变化率是对地形基本因子坡度变化情况进行量化的指标，由于斜坡拉张应力区 的分布与斜坡坡度呈正相关联系，因此随着斜坡坡度变化率增大的斜坡坡脚地带形成的最大 剪应力也不断增大，斜坡也就愈容易产生变形破坏。本次通过DEM 对全区坡度变化率数据