摘要：近年来，国内外滑坡研究日益重视滑坡风险评估和管理技术方法的研究，但滑坡风险评估依然是存在很多问题和难点，尤其是在中等—大比例尺区域滑坡风险定量评估方面，主要表现在滑坡编录数据库建设、滑坡影响因素的识别和建模、滑坡时间、空间预测的不确定性，滑坡诱发因素动态变化的定量刻画，承灾体识别和易损性定量评价等方面。基于此，本文主要对基于遥感和地理信息系统的滑坡风险评估关键技术进行分析探讨。
关键词：基于遥感和地理信息系统；滑坡风险评估；关键技术
1、前言
近年来，自然灾害，特别是滑坡灾害在全球范围内造成了严重的经济损失和人员伤亡，并呈现出急剧上升的态势。作为国际上倡导和推广的减灾防灾有效途径之一，滑坡风险评估和管理技术方法的研究成为滑坡灾害研究的热点，也是难点。
2、滑坡灾害风险评价技术体系
2.1评价层次
滑坡灾害危险性区划，在滑坡编目和灾害敏感性分析结果的基础上，应用定性分析和定量分析、确定性模型和随机性模型相结合的方法对滑坡灾害易发程度进行分区；在此基础上，结合对受灾体时空易损性分析，可以定量或定性地实现滑坡灾害风险分析。随着地理信息系统在滑坡灾害区划中的广泛应用，灾害危险性的定量研究得到进一步的深化和发展。根据数据源的精度和研究区空间范围的大小，CEOS将滑坡灾害评价分为4个层次[3]，即全球范围（<1∶100万）、区域层次（1∶10万—1∶50万）、中等尺度（1∶2.5万—1∶5万）和大尺度（1∶5000—1∶15000）；Leroi[4]把GIS支持下的滑坡灾害评价划分为3个层次：区域层次（1∶10万），主要为滑坡编录；流域层次（1∶2.5万），主要为灾害和危险区划；局域层次（1∶5000），为确定性和统计风险评价。AGS[1]提出的不同比例尺情况下滑坡风险评价的具体内容如表1所示。
表1
2.2评价技术方法与难点
滑坡灾害敏感性分析总体上分为定性、定量的方法或直接和间接的方法，主要适用于小比例尺（1∶2.5—1∶10万）范围内滑坡发生可能性分析。定性的方法主要根据主观经验对滑坡变形失稳的可能性进行定量描述，而定量模型则是对滑坡发生失稳的可能性进行估计；直接的方法包括根据地形地貌图等相关图件进行判断，而间接的方法则是采用逐步评估的方法。首先对整个区域或一部分区域的滑坡进行识别，作为训练区域，确定与滑坡稳定性有直接或间接联系的相关因子，估算因子对滑坡失稳的影响程度，然后进行整个区域的滑坡敏感性划分。常用的定量预测模型有数理统计模型、确定性模型、随机模型、信息模型、人工神经网络等。同时，基于知识发现和数据挖掘的方法也有一定的探索研究。有理由相信，定量模型研究滑坡地质灾害是未来预测滑坡学发展的必然趋势。
考虑诱发因素的滑坡灾害可能发生的时空概率分析是滑坡灾害危险性评价的主要内容，应局限于1∶5000～1∶2.5万的比例尺范围内。目前滑坡灾害危险性评价主要的困难在于预测结果的可靠性，也就是缺乏对未来可能发生滑坡的时空概率有效的预测模型。在滑坡灾害的危险性分析中，需要预测在一定的时空范围内滑坡有可能形成的滑坡强度，即滑坡大小和滑移速度，这也是目前国际上滑坡风险定量评估的技术难点问题。首先，滑坡发生的时空概率预测需要大量的详细资料，包括不同类型滑坡发生的时间、频率等。此外，在滑坡发生的强度分析中，由于工程地质条件、岩土参数详细资料的匮乏，区域范围内可能的滑坡灾害的速度和位移计算难以准确地估算。虽然国内外许多学者开展了滑坡灾害危险性评价，但是仅仅局限于滑坡灾害的敏感性分析。
此外，在滑坡灾害风险评估实践过程中，承灾体类型划分、承灾体损毁数量和损毁程度的统计以及承灾体损毁的价值核算等，是滑坡灾害风险评价的核心内容，如何有效地确定和建立滑坡灾害易损性评价指标体系显得尤其重要。目前，对于承灾体易损性的分析仅局限于建立在经验或统计基础之上的定量分析，而对于易损性的时空概率分布的分析则是滑坡风险定量评价的重点和难点之一。Galli等[2]通过对Umbria地区103个滑坡的相关资料和90个不同场地的建筑、道路损毁情况资料的分析，建立了承灾体易损性临界值曲线，并对Collazzone地区包括建筑物、主干道路和次级道路承灾体的易损性进行了估算。但是，在他们的研究中，统计样本数量有限，且承灾体易损性临界值曲线仅针对慢速滑动的滑坡体，难免有一定的局限性。对于这方面的研究，我们可以在拥有大量详细资料的前提下，结合滑坡灾害危险性评价结果，主要包括滑坡分布范围、滑移距离、监测资料等，在专家判断和实地调查的基础上建立承灾体分布的时空模型，并分析不同时段承灾体受破坏的条件概率。
3、滑坡灾害危险评价研究
3.1降雨滑坡灾害危险评价
近年来，随着对降雨滑坡灾害认识的深入，利用各种概率模型（如贝叶斯模型）和SINMAP、SHALSTAB、TRIGRS确定性模型等，可以编制滑坡敏感性分区图和滑坡灾害概率图。对于降雨滑坡灾害的危险性评价，可根据历史降雨滑坡资料和降雨数据，包括降雨强度、降雨持续时间、瞬时降雨量、前期降雨量、长期累积降雨量等，建立滑坡、降雨之间的经验性统计关系，寻找临界降雨强度参数，并结合相应的理论模型，包括降雨－斜坡稳定性分析模型、降雨入渗的水文地质模型和斜坡稳定性与降雨入渗的耦合模型，完成区域滑坡，特别是浅层滑坡的危险性评价。在这方面取得一定突破的是Baum等[3]在美国华盛顿西雅图地区所做的滑坡灾害危险评价：在确定临界降雨强度的情况下，完成了该区降雨滑坡的概率分析、静态安全评价和时序安全评价，并应用SCOOP3D结合MODFLOW模型对深层滑坡进行了检验预测。
3.2地震滑坡危险评价研究
区域地震滑坡灾害危险性评价在一定程度上可以预测滑坡有可能发生的地区。最近10年间，许多研究者应用各种不同的方法，包括多元统计、准静态估计和Newmark滑动体位移分析法，特别是结合地理信息系统的强大空间分析功能，比较成功地完成了一部分地区地震诱发滑坡的灾害危险性分区。其中，应用比较多的是以简化的斜坡岩土模型为基础，结合Newmark滑动体位移分析模型，应用确定性的方法计算地震条件下斜坡体位移。
与确定性的方法不同的是，概率分析法考虑到岩土或地震相关参数空间分布的变异性和模型不确定性越来越引起广泛的关注，特别是一次二阶矩阵、蒙特卡罗随机模拟等随机概率计算方法可以很有效地预测地震诱发滑坡的可能性。但这方面研究因地震的低发生概率而缺乏历史数据，对于地震引发滑坡的发生机制的认识还很薄弱。
4、结语
滑坡风险评估是对滑坡的自然属性和社会属性的综合分析，滑坡风险评估中的难点与不确定性主要来源于滑坡的自然属性，也即滑坡成灾机理所导致的滑坡时间、空间预测不确定性和社会属性，社会属性中的难点与不确定性主要来源于承灾体特性和对承灾体认识程度的差异，以及由于缺少通用的可接受的易损性评价模型和可接受的和容许风险准则限制了定量风险评估的广泛应用。
参考文献：
［1］王兵，李爱军，黄丽．局域层次分析法（AHP）的地质灾害易发性评价研究［J］．资源环境与工程，2013，27（2）：179-183．
［2］张宁博．基于GIS的岚皋县地质灾害易发性分区评价［D］．西安：长安大学，2012
［3］惠文华．滑坡遥感智能解译理论与方法研究［D］．西安：长安大学，2011．
论文作者:苏丹竞1,邓文彬2,杨露3
论文发表刊物:《基层建设》2018年第32期
论文发表时间:2019/1/2
标签：滑坡论文; 灾害论文; 评价论文; 模型论文; 定量论文; 危险性论文; 方法论文; 《基层建设》2018年第32期论文;