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[摘要]研究土地利用与地质灾害关系,可以为地质灾害防治和科学规划土地利用方式提供参考和依据。本文以ETM遥感数据作为数据源,在RS和GIS統软件支持下,通过图像处理得到土地利用类型信息,结合前人调查成果,对土地利用类型进行灾害易发性统计与分析,研究表明工矿用地的易发性系数最高,其次是住宅用地和耕地。
[关键词]RS 地质灾害 土地利用分类 易发性系数
[中图分类号] P694 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-8-370-2
0引言
我国山地众多,土地资源稀缺,地质灾害频发。不合理的人类经济工程活动也使得地质灾害的发育日趋加剧。随着人类对土地资源的快速开发,土地利用因素也成为一个不可忽视的因素。目前,就我国地质灾害发生的区域性和多发性特点以及国民经济总体水平不高的状况而言,开展地质灾害成因研究,进一步圈定地质灾害危险性区域和灾害高风险区域,为国土规划、减灾防灾提供可靠依据;对危害性严重的滑坡灾害点加强监测预报,避免重大滑坡灾害事件的发生。因此,研究土地利用成为防治地质灾害的一个重要环节,本论文借鉴前人研究成果对于土地利用类型致灾效应分析给予定量的分析。
1研究区概况
1.1研究区基本情况
丹巴县位于甘孜藏族自治州东部,地处四川西部高山峡谷区大渡河上游, 属典型高山峡谷地貌。。地理坐标:东经101°17′26″~102°12′33″、北纬30°23′56″~31°29′12″。土地资源十分丰富,拥有土地面积465656hm2,以林地和牧草地为主,约占土地总面积的75.1%。其中,林地面积27.637×104hm2,牧草地7.320×104hm2,耕地0.786×104hm2,居民工矿用地0.0962×104hm2,水域0.202×104hm2。县内地形陡峭,相对耕地面积极为贫乏,导致群众毁林造耕地现象极为普遍,多处地质灾害的形成均与此有关。丹巴处于长江上游,县内河流属大渡河水系,水系发达,河流纵横,溪沟密布,多达131条,水利资源极其丰富。
1.2研究区地质灾害概况
丹巴县内地质灾害十分发育,地质灾害类型以泥石流为主,次为滑坡、潜在不稳定斜坡及崩塌(危岩),具体数据如表1。
区域内的地质灾害发育分布具有如下特征:
(1)时间多集中于每年的7月~9月,暴雨是区域内地质发育的主要诱发因素。
(2)位置主要分布在大渡河沿岸及支流,大渡河、小金河、大金川河、东谷河及革什扎河等中高山峡谷区是其主要集中的区域,在县境的其它丘状高原地质灾害明显减少。
(3)地质灾害随高程的增大而变少,一般发育于海拔2800m 以下,尤其以河谷以上500m 范围内最为发育。
(4)地质灾害与断裂构造关系极为紧密,县内断裂发育,构造复杂,受构造断裂带的影响,地质灾害具有与构造形迹相伴生的特征,许多滑坡、泥石流沿断裂带呈线状发育分布。
(5)地质灾害与地形地貌关系也较密切,地质灾害一般多发育于地形陡坡的过渡地带。
(6)人类工程经济活动如森林的过度砍伐、筑路修房削坡而诱发了一定的地质灾害。
2数据来源及土地利用分类
2.1数据来源
从国际科学数据服务平台,获取了丹巴县所在区域的Landsat-7于2003年4月15所成的两景影像;在国家地理信息中心FTP服务器上获取了经过精校正的丹巴县TM多波段数据;各种统计数据和调查数据等。
经过遥感数据的预处理,几何校正,获得研究区ETM+图像,分辨率为15米。
2.2土地利用分类
根据我国2007 年土地利用现状分类国家标准GB/T 21010-2007及遥感图像判读要求和结合研究区的特点,对于用地占有量较少的土地利用类型在分类当中直接忽略。在研究区内因海拔较高,天然牧草地比较稀疏与裸地较难区分且对研究过程无影响,所以将天然牧草地和裸地合为一类作为研究对象。区内冰川及永久积雪和河流湖泊等类型区别较大,故将其分为两类。所以研究区域土地利用类型可分为7大一级类型,即耕地、林地、草地及裸地,工矿用地、住宅用地、河流与湖泊、冰川及永久积雪。结合当地相关信息与图像目视判读相,选择训练区和检验区。在遥感图像上,训练区的建立前人己经探索了一些积极有益的方法。采用监督分类方法,得到土地利用分类图(如图1)所示。
3土地利用因子灾害易发性分析
以易发性系数(SC,Sensitivity Coefficient)来定量描述不同土地利用方式对地质灾害的易发性。目前国内外计算易发性系数的方法可归纳为两类:将地质灾害作为面状灾害考虑的面积分析方法和将地质灾害作为点状灾害考虑的灾点分析法。通过统计每个灾害面积来计算其易发性,需对每个灾点进行实地考察,否则很难准确确定其面积,导致工作量大。本研究在进行滑坡的易发性分析时采用灾点分析法。采用公式(1)计算泥石流、滑坡的易发性:
SC i=ln (Dens Class i/Dens Map) (1)
式中:SC i——第 i 类土地利用类型的易发性;DensClass i——某类灾害在 i 类土地利用类型中分布的面积比率或出现的频率;DensMap——所有该类灾害总的面积比率或频率。SC i值较大表示易发程度较高,值越大易发性越高,该土地类型分布区域为灾害易发区;SC i值较小表示不易发程度,值越小,越不易发,灾害发生率越低。SC i为零表示易发性无从引用,可将其称之为现势区,不能定性为灾害易发区。
3.1对不同土地利用类型对滑坡的易发性进行分析
根据公式(1)计算出不同土地利用类型对滑坡的易发性系数,如表2。 3.2对不同土地利用类型对泥石流的易发性进行分析
根据公式(1)计算出不同土地利用类型对滑坡的易发性系数,如表3。
根据统计结果分析如下:
(1)工矿用地:由图2可以看出,工矿用地的地质灾害易发性最高,人为活动的特殊影响,岩体自身的结构条件和当地的地质环境导致了这一结果。尤其在降雨较多的季节,雨水软化边坡内的软弱面,在边坡内的地下水不及时排除时会降低其抗剪程度,会造成超空隙水压力,使边坡内有效应力降低,极易造成地质灾害的发生。
(2)耕地:分析结果显示:在一级利用类型的耕地中,有灾害点109处造成上述地质灾害分布,因为耕地多选择在土层深厚的坡体上,人为的改变地表土层和雨水流向为山体滑坡提供了有利的物质基础。
(3)住宅用地:地质灾害易发性较工矿用地较低。据调查结果住宅用地内的地质灾害点为17处,灾害的规模都较小但是较高的地质灾害发生密度,直接威胁着居民的人身安全和财产安全。
(4)林地:在一级土地利用类型中,林地的地质灾害发生虽有134处,但林地面积较大,发生地质灾害概率较小,远低于工矿用地、住宅用地和耕地,低于平均水平。林地内全垦造林、栽种单一,人为地挖松了一定深度的上部土体导致地质灾害发生。疏松的容根层与下部坚实底土层之间形成侧渗水和滑动面也导致了发生滑坡和坡面型泥石流的机率增加。
综上可以得出,在丹巴县主要土地类型中,工矿用地、住宅用地对于地质灾害发生的易发系数最大,次之为耕地,林地和草地对灾害发生的易发系数最小。从图3比较可以得出地质灾害的高易发区主要分布在工矿用地和住宅用地区,而低易发区主要分布在林地、草地,与该县地质灾害危险性区划评价结果相吻合。这也说明土地利用的过程对地质灾害的发生产生了重要的影响。
4结束语
本中引用了易发性系数,定量的分析出土地利用致灾的易发性系数,对土地利用与地质灾害之间关系进行了初步的分析,对认识这两者之间的关系有一些参考价值。人类在利用自然资源的过程中,不同程度地改变了地质环境条件,打破了原有的自然平衡状态,对区域地质灾害的发生具有一定影响。所以合理的土地利用规划对有效的减少和预防地质灾害的发生会起到重要的作用。
參考文献
[1]曹慧.基于RS与GIS的土地利用与地质灾害相关性分析--以云南兴平县为例 [D].成都:成都理工大学.2007.
[2]尹江涛. RS和GIS支持下的大渡河上游地质灾害风险评价及预警-以丹巴县为例 [D].成都:成都理工大学.2009.
[关键词]RS 地质灾害 土地利用分类 易发性系数
[中图分类号] P694 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-8-370-2
0引言
我国山地众多,土地资源稀缺,地质灾害频发。不合理的人类经济工程活动也使得地质灾害的发育日趋加剧。随着人类对土地资源的快速开发,土地利用因素也成为一个不可忽视的因素。目前,就我国地质灾害发生的区域性和多发性特点以及国民经济总体水平不高的状况而言,开展地质灾害成因研究,进一步圈定地质灾害危险性区域和灾害高风险区域,为国土规划、减灾防灾提供可靠依据;对危害性严重的滑坡灾害点加强监测预报,避免重大滑坡灾害事件的发生。因此,研究土地利用成为防治地质灾害的一个重要环节,本论文借鉴前人研究成果对于土地利用类型致灾效应分析给予定量的分析。
1研究区概况
1.1研究区基本情况
丹巴县位于甘孜藏族自治州东部,地处四川西部高山峡谷区大渡河上游, 属典型高山峡谷地貌。。地理坐标:东经101°17′26″~102°12′33″、北纬30°23′56″~31°29′12″。土地资源十分丰富,拥有土地面积465656hm2,以林地和牧草地为主,约占土地总面积的75.1%。其中,林地面积27.637×104hm2,牧草地7.320×104hm2,耕地0.786×104hm2,居民工矿用地0.0962×104hm2,水域0.202×104hm2。县内地形陡峭,相对耕地面积极为贫乏,导致群众毁林造耕地现象极为普遍,多处地质灾害的形成均与此有关。丹巴处于长江上游,县内河流属大渡河水系,水系发达,河流纵横,溪沟密布,多达131条,水利资源极其丰富。
1.2研究区地质灾害概况
丹巴县内地质灾害十分发育,地质灾害类型以泥石流为主,次为滑坡、潜在不稳定斜坡及崩塌(危岩),具体数据如表1。
区域内的地质灾害发育分布具有如下特征:
(1)时间多集中于每年的7月~9月,暴雨是区域内地质发育的主要诱发因素。
(2)位置主要分布在大渡河沿岸及支流,大渡河、小金河、大金川河、东谷河及革什扎河等中高山峡谷区是其主要集中的区域,在县境的其它丘状高原地质灾害明显减少。
(3)地质灾害随高程的增大而变少,一般发育于海拔2800m 以下,尤其以河谷以上500m 范围内最为发育。
(4)地质灾害与断裂构造关系极为紧密,县内断裂发育,构造复杂,受构造断裂带的影响,地质灾害具有与构造形迹相伴生的特征,许多滑坡、泥石流沿断裂带呈线状发育分布。
(5)地质灾害与地形地貌关系也较密切,地质灾害一般多发育于地形陡坡的过渡地带。
(6)人类工程经济活动如森林的过度砍伐、筑路修房削坡而诱发了一定的地质灾害。
2数据来源及土地利用分类
2.1数据来源
从国际科学数据服务平台,获取了丹巴县所在区域的Landsat-7于2003年4月15所成的两景影像;在国家地理信息中心FTP服务器上获取了经过精校正的丹巴县TM多波段数据;各种统计数据和调查数据等。
经过遥感数据的预处理,几何校正,获得研究区ETM+图像,分辨率为15米。
2.2土地利用分类
根据我国2007 年土地利用现状分类国家标准GB/T 21010-2007及遥感图像判读要求和结合研究区的特点,对于用地占有量较少的土地利用类型在分类当中直接忽略。在研究区内因海拔较高,天然牧草地比较稀疏与裸地较难区分且对研究过程无影响,所以将天然牧草地和裸地合为一类作为研究对象。区内冰川及永久积雪和河流湖泊等类型区别较大,故将其分为两类。所以研究区域土地利用类型可分为7大一级类型,即耕地、林地、草地及裸地,工矿用地、住宅用地、河流与湖泊、冰川及永久积雪。结合当地相关信息与图像目视判读相,选择训练区和检验区。在遥感图像上,训练区的建立前人己经探索了一些积极有益的方法。采用监督分类方法,得到土地利用分类图(如图1)所示。
3土地利用因子灾害易发性分析
以易发性系数(SC,Sensitivity Coefficient)来定量描述不同土地利用方式对地质灾害的易发性。目前国内外计算易发性系数的方法可归纳为两类:将地质灾害作为面状灾害考虑的面积分析方法和将地质灾害作为点状灾害考虑的灾点分析法。通过统计每个灾害面积来计算其易发性,需对每个灾点进行实地考察,否则很难准确确定其面积,导致工作量大。本研究在进行滑坡的易发性分析时采用灾点分析法。采用公式(1)计算泥石流、滑坡的易发性:
SC i=ln (Dens Class i/Dens Map) (1)
式中:SC i——第 i 类土地利用类型的易发性;DensClass i——某类灾害在 i 类土地利用类型中分布的面积比率或出现的频率;DensMap——所有该类灾害总的面积比率或频率。SC i值较大表示易发程度较高,值越大易发性越高,该土地类型分布区域为灾害易发区;SC i值较小表示不易发程度,值越小,越不易发,灾害发生率越低。SC i为零表示易发性无从引用,可将其称之为现势区,不能定性为灾害易发区。
3.1对不同土地利用类型对滑坡的易发性进行分析
根据公式(1)计算出不同土地利用类型对滑坡的易发性系数,如表2。 3.2对不同土地利用类型对泥石流的易发性进行分析
根据公式(1)计算出不同土地利用类型对滑坡的易发性系数,如表3。
根据统计结果分析如下:
(1)工矿用地:由图2可以看出,工矿用地的地质灾害易发性最高,人为活动的特殊影响,岩体自身的结构条件和当地的地质环境导致了这一结果。尤其在降雨较多的季节,雨水软化边坡内的软弱面,在边坡内的地下水不及时排除时会降低其抗剪程度,会造成超空隙水压力,使边坡内有效应力降低,极易造成地质灾害的发生。
(2)耕地:分析结果显示:在一级利用类型的耕地中,有灾害点109处造成上述地质灾害分布,因为耕地多选择在土层深厚的坡体上,人为的改变地表土层和雨水流向为山体滑坡提供了有利的物质基础。
(3)住宅用地:地质灾害易发性较工矿用地较低。据调查结果住宅用地内的地质灾害点为17处,灾害的规模都较小但是较高的地质灾害发生密度,直接威胁着居民的人身安全和财产安全。
(4)林地:在一级土地利用类型中,林地的地质灾害发生虽有134处,但林地面积较大,发生地质灾害概率较小,远低于工矿用地、住宅用地和耕地,低于平均水平。林地内全垦造林、栽种单一,人为地挖松了一定深度的上部土体导致地质灾害发生。疏松的容根层与下部坚实底土层之间形成侧渗水和滑动面也导致了发生滑坡和坡面型泥石流的机率增加。
综上可以得出,在丹巴县主要土地类型中,工矿用地、住宅用地对于地质灾害发生的易发系数最大,次之为耕地,林地和草地对灾害发生的易发系数最小。从图3比较可以得出地质灾害的高易发区主要分布在工矿用地和住宅用地区,而低易发区主要分布在林地、草地,与该县地质灾害危险性区划评价结果相吻合。这也说明土地利用的过程对地质灾害的发生产生了重要的影响。
4结束语
本中引用了易发性系数,定量的分析出土地利用致灾的易发性系数,对土地利用与地质灾害之间关系进行了初步的分析,对认识这两者之间的关系有一些参考价值。人类在利用自然资源的过程中,不同程度地改变了地质环境条件,打破了原有的自然平衡状态,对区域地质灾害的发生具有一定影响。所以合理的土地利用规划对有效的减少和预防地质灾害的发生会起到重要的作用。
參考文献
[1]曹慧.基于RS与GIS的土地利用与地质灾害相关性分析--以云南兴平县为例 [D].成都:成都理工大学.2007.
[2]尹江涛. RS和GIS支持下的大渡河上游地质灾害风险评价及预警-以丹巴县为例 [D].成都:成都理工大学.2009.