基于加權(quán)信息量模型的多要素地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價

摘? ? 要：本文對福州市晉安區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性進行研究，根據(jù)研究區(qū)地質(zhì)條件和地質(zhì)災(zāi)害的形成機制和制災(zāi)機理，確定高程、坡度、坡向、地質(zhì)構(gòu)造、巖土體類型、降雨、地表水系、植被密度8個影響地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性的環(huán)境因素。構(gòu)建信息量模型計算8個因素的信息量，采用層次分析法對8個因素的信息量進行賦權(quán)，最后使用ArcGIS軟件依據(jù)權(quán)重疊加指標(biāo)，實現(xiàn)研究區(qū)易發(fā)性可視化、數(shù)據(jù)化。依據(jù)計算結(jié)果，對研究區(qū)易發(fā)性進行評價，其成果可為制定福州市晉安區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害防治方案提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)災(zāi)害；層次分析法；信息量；易發(fā)性;晉安；福州

中圖分類號： P694? ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ?文章編號：1672-5603（2023）01-85-10

Multi-elements Geological Hazard Vulnerability Evaluation?Based on Weighted Information Quantity Model

—A Case Study of Jin'an District， Fuzhou City

Zhuang Shuyu

（Fujian Institute of Geological Survey， Fuzhou Fujian 350013）

Abstract： This paper studies the vulnerability of geological hazards in Jin'an district， Fuzhou city. According to the geological conditions and the formation mechanism and disaster mechanism of geological hazards in the area，eight environmental factors affecting the vulnerability of geological hazards， including elevation， slope， slope direction， geological structure， geotechnical type， rainfall， surface water system and vegetation density are determined. The information quantity model is used to calculate the information quantity of the eight factors， and the information quantity of the eight factors was assigned with weights by using the hierarchical analysis method， and finally， ArcGIS software is used to superimpose the indexes according to the weights to visualize and data the vulnerability of the study area. According to the calculation results， the vulnerabitity of the study area is evaluated， and the results can provide a basis for determining the geohazard prevention and control plan in Ji'nan district， Fuzhou city.

Keywords：geological hazards;hierarchical analysis method;information quantity;vulnerability;Ji'nan district， Fuzhou city

0 引言

我國地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，據(jù)不完全統(tǒng)計，在地質(zhì)災(zāi)害防治“十二五”規(guī)劃期間，發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害64521次[1]。地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生摧毀近災(zāi)點的道路、房屋，給人民群眾的生命、財產(chǎn)帶來巨大損失。然而，地質(zhì)災(zāi)害的形成受諸多因素影響，且其發(fā)生具有突然性[2]。因此，對地質(zhì)災(zāi)害進行評價，可以更好地防災(zāi)減災(zāi)。

地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性研究是展開地質(zhì)災(zāi)害評價分析工作的基礎(chǔ)。易發(fā)性評價主要是根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害的成災(zāi)機理及發(fā)育特征，分析其孕災(zāi)地質(zhì)條件，選取合適的評價因子和評價方法進行易發(fā)性評價[3]。常見的評價因子的主要有高程、坡度、坡向、構(gòu)造、巖性、降雨等[4-5]。而評價方法分為推理模型、統(tǒng)計模型和確定性模型[6]，前兩種模型適用性廣，結(jié)果偏差大，適用于大區(qū)域范圍評價。而確定性模型需要對評價因子的數(shù)據(jù)進行定量化分析，精度高，適用于小區(qū)域范圍評價。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，評價因子的定量化分析日益簡單快捷，確定性模型得到廣泛應(yīng)用，常見的確定性模型有灰色系統(tǒng)理論[7]、模糊評判法[8]、層次分析法[9]、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法[10]、信息量法[11]等。

目前的易發(fā)性評價分析方法眾多，具有廣泛的適用性，但方法上存在些許不足?；疑到y(tǒng)理論基于已發(fā)災(zāi)害點進行預(yù)測，極其依賴歷史數(shù)據(jù)，對潛在災(zāi)害區(qū)預(yù)測準(zhǔn)確性低[12]。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法分析結(jié)構(gòu)繁瑣，分析參數(shù)選取困難，分析過程算法收斂速度緩慢[13]。層次分析法依賴專家意見，人為主觀性強[14]。信息量法不能反映各評價因子對地質(zhì)災(zāi)害影響程度的差異[15]。因此，迫切需要一種新的方法解決這一困境。

本文以福州市城區(qū)1：5萬地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險調(diào)查評價為數(shù)據(jù)來源，根據(jù)晉安區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育特征，選取多個評價因子，從多因素角度，運用層次分析法對因素的信息量進行賦權(quán)，以彌補信息量模型的不足，對晉安區(qū)地質(zhì)災(zāi)害進行易發(fā)性評價。

1 研究方法

加權(quán)信息量模型是一種定性-定量相結(jié)合的新方法。信息量模型是通過計算特定評價單元內(nèi)某種因素作用下地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻率與區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻率相比較實現(xiàn)的，然而地質(zhì)災(zāi)害的形成受多種因素影響，信息量模型未考慮評價指標(biāo)在評價體系中各因素的貢獻度差異。因此，使用層次分析法來建立目標(biāo)的層次評價模型，進行評價指標(biāo)的權(quán)重分析，為信息量值進行指標(biāo)權(quán)重賦權(quán)，使評價結(jié)果更加合理可靠。

1.1 層次分析法

層次分析法（AHP）是一種定性的多目標(biāo)決策分析方法，其根據(jù)實現(xiàn)目標(biāo)的必要條件來建立層次結(jié)構(gòu)模型[16-18]。層次結(jié)構(gòu)模型一般包括目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和因素層。目標(biāo)層是建立的層次結(jié)構(gòu)模型要完成目標(biāo)，準(zhǔn)則層則是實現(xiàn)目標(biāo)需要的必要條件，而因素層則是實現(xiàn)準(zhǔn)則層的必要條件，其結(jié)構(gòu)見圖1。

構(gòu)建完層次結(jié)構(gòu)模型，就要建立判斷矩陣。判斷矩陣的形式如圖2。判斷矩陣[A]中的[ui]為層次結(jié)構(gòu)中的準(zhǔn)則層，[aij]為準(zhǔn)則間的重要性標(biāo)度，其取值參照1～9重要性標(biāo)度法（表1）。若[aij]大于1，則表示[ai]比[aj]的重要性大；對應(yīng)著[aj]與[ai]間的重要性標(biāo)度則為1/[aij]。

完成判斷矩陣[A]的構(gòu)建后就要進行一致性檢驗，一致性檢驗的步驟是先計算判斷矩陣的最大特征根λ[max]和對應(yīng)的特征向量[W]。計算得到最大特征根λ[max]后，可以使用一致性指標(biāo)[CR]來判斷，[CR=CI/RI]，其中[CI=λmax-n/n-1]，[RI]的取值參照表2。如果[CR<0.10]，則判斷矩陣一致性通過，反之，則要更改重要性標(biāo)度[aij]，直至通過。

最大特征根的計算方法有冪法、方根法、和法，本文使用的是方根法。根據(jù)公式1對判斷矩陣的行進行累積，得到累積向量[M=M1，M2…Mn]。隨后對累積向量[M]開n根，并進行歸一化，即可得到特征向量[W=W1，W2…Wn]。而最大特征根λ[max]的計算則依據(jù)公式1-4。

以上內(nèi)容介紹的是準(zhǔn)則層相對目標(biāo)層的權(quán)重[ a]，或者是因素層相對準(zhǔn)則層的權(quán)重[ b]，而因素層相對目標(biāo)層的權(quán)重[c=a×b]。

1.2 信息量模型

信息量模型是根據(jù)現(xiàn)有的地質(zhì)災(zāi)害統(tǒng)計結(jié)果，分析不同孕災(zāi)地質(zhì)條件（評價因子）下地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生次數(shù)，并將其轉(zhuǎn)化為反映地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性的信息量值，信息量值越大，孕災(zāi)貢獻越大[17]。信息量值計算公式如下：

式中，[Ii]為某孕災(zāi)地質(zhì)條件的信息量；[Ni]為發(fā)生在某孕災(zāi)地質(zhì)條件（評價因子）的地質(zhì)災(zāi)害分布單元面積；[N]為區(qū)域內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害分布單元總面積；[Si]為某孕災(zāi)地質(zhì)條件（評價因子）的總面積；[S]為區(qū)域總面積。

1.3 層次分析—信息量法

層次分析法計算得到的是不同孕災(zāi)地質(zhì)條件（評價因子）相對“目標(biāo)層”的權(quán)重向量[W=W1，W2…Wn]，信息量法計算得到的是每個權(quán)重向量對應(yīng)的信息量[Ii]，而目標(biāo)層的總信息量則需要依據(jù)不同孕災(zāi)地質(zhì)條件（評價因子）權(quán)重，根據(jù)權(quán)重對信息量值進行賦權(quán)，即可計算總的信息量?？傂畔⒘坑嬎愎饺缦拢?/p>

2 工程實例及評級研究

2.1 地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育現(xiàn)狀

晉安區(qū)位于福州市北郊，區(qū)內(nèi)屬于中低山地貌，地勢總體上西北高、東南低。區(qū)內(nèi)最高海拔位于旗山，高度為1 129.3 m，最低海拔為日溪、桂湖等處的山間盆地，高度在100 m左右。晉安區(qū)區(qū)域垂直海拔高度在1 000 m左右，地勢較平緩，大部分地區(qū)坡度在20°～40°，局部區(qū)域的溝谷較陡峻，坡度可達50°以上。晉安區(qū)氣候類型屬于典型的亞熱帶季風(fēng)氣候，具有明顯雨熱同期特點，每年的7～9月，月平均氣溫在33～37℃，月均降雨量在150 mm左右。此外，晉安區(qū)受臺風(fēng)影響較大，每年臺風(fēng)直接登陸市境在2次以上，日極端降雨量在300 mm左右。這種異常天氣極帶來的極端降雨量，易造成地質(zhì)災(zāi)害。

晉安區(qū)地層以晚侏羅系南園組和早白堊系小溪組、石帽山群地層為主，局部出露白堊系二長花崗巖。晚侏羅系南園組為酸性、中酸性火山碎屑巖，早白堊系小溪組和石帽山群皆為一套陸相沉積—火山噴發(fā)巖系。白堊系二長花崗巖屬于侵入巖類型。研究區(qū)構(gòu)造屬于浙閩粵火山巖帶之閩東火山活動亞帶，發(fā)育的斷裂帶較多，主要以近南北、北東東、北西向為主，其中較為著名的是福州—永泰構(gòu)造帶，該構(gòu)造帶至今仍在活動，致使區(qū)域地殼出現(xiàn)差異隆升，誘發(fā)多次地震災(zāi)害。該構(gòu)造帶的活動使得區(qū)域內(nèi)河流切割嚴(yán)重、階地發(fā)育、溫泉群生以及斜坡巖土體結(jié)構(gòu)破碎。

區(qū)域內(nèi)復(fù)雜的構(gòu)造運動，以及極端的氣候條件，使得地勢較平緩的晉安區(qū)地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)。通過收集資料和現(xiàn)場工程地質(zhì)勘察，發(fā)現(xiàn)研究區(qū)內(nèi)現(xiàn)有已發(fā)地質(zhì)災(zāi)害點45個，高陡邊坡473個，其中崩塌為14處，滑坡為30處，泥石流1處。區(qū)內(nèi)崩塌以巖土質(zhì)崩塌為主，破壞模式以滑移式為主?；乱酝临|(zhì)滑坡為主，破壞模式以牽引式為主。區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害誘發(fā)因素以人類活動為主，發(fā)生時間集中在雨季，可見降雨對地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生存在較大影響。

2.2評價因子

評價因子及其權(quán)重的計算是進行地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價的基礎(chǔ)，但在進行評價因子和權(quán)重的計算時，需要考慮區(qū)域地質(zhì)環(huán)境和地質(zhì)災(zāi)害的誘發(fā)因素。本文根據(jù)晉安區(qū)地質(zhì)災(zāi)害成災(zāi)機理及發(fā)育特征，對區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害與孕災(zāi)地質(zhì)條件進行分析，確定地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價的指標(biāo)[19]。

2.2.1 地形地貌

地形地貌條件是地質(zhì)災(zāi)害形成的基本條件，研究區(qū)屬于中低山地貌，海拔范圍在0 ～? 1 130? m，坡度在20° ～ 40°。

從海拔高度上來看，高程500 ～ 1 130 m的范圍內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害點有19處；高程250 ～ 500 m范圍內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害點有13處；高程100 ～ 500 m范圍內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害點有1處；而高程0 ～ 100 m范圍內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害點有12處。其中高程低于100 m區(qū)域是人類活動密集區(qū)，地質(zhì)災(zāi)害較多；高程在500 ～ 1 130 m范圍屬于中低山地貌，人類活動對斜坡坡體影響較大，在一定程度上誘導(dǎo)了地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生（圖3）。因此，認(rèn)為高程對晉安區(qū)地質(zhì)災(zāi)害分布具有控制作用，選取其為評價因子。為了量化分級，將高程劃分為“＜100 m、100～250 m、250～500 m、500～800 m、＞800 m”5個等級。

坡度是崩滑災(zāi)害發(fā)生的前提條件，斜坡拉張應(yīng)力區(qū)的分布與斜坡坡度呈正相關(guān)聯(lián)系，坡度越大坡腳地帶形成的最大剪應(yīng)力越大，坡體穩(wěn)定性越差。據(jù)統(tǒng)計，坡度在0～15°的地質(zhì)災(zāi)害點有7處；坡度在15～25°的地質(zhì)災(zāi)害點有16處；坡度在25～35°的地質(zhì)災(zāi)害點有19處；坡度在35～45°的地質(zhì)災(zāi)害點有3處。從結(jié)果上，研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害多集中在15～35°之間，而非高坡度區(qū)域，這是因為坡度>35°時殘坡積物難于保存，發(fā)生災(zāi)害也相應(yīng)較低，可見地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生與坡度密切相關(guān)（圖4）。因此，認(rèn)為坡度對晉安區(qū)地質(zhì)災(zāi)害分布具有控制作用，選取其為評價因子。為了量化分級，根據(jù)地形坡度劃分為“＜15°、15°～25°、25°～35°、35°～45°和＞45°”5個等級。

坡向?qū)τ诘刭|(zhì)災(zāi)害的影響主要體現(xiàn)在坡向不同，斜坡巖土體風(fēng)化程度不同，地下水水位不同。一般向陽坡的日照時間更長，蒸發(fā)量大，風(fēng)化程度高，對地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生起到一定的影響作用。據(jù)統(tǒng)計，坡向北（337.5°～22.5°）、北東（22.5°～67.5°）、東（67.5°～112.5°）、南（157.5°～202.5°）、南西（202.5°～247.5°）、西（247.5°～292.5°）、北西（292.5°～337.5°）的地質(zhì)災(zāi)害點均較少，只有南東（112.5°～157.5°）最多，為10個。這也說明在晉安區(qū)，坡向?qū)Φ刭|(zhì)災(zāi)害分布有一定影響，但不是主要影響因素，也選取其為評價因子。為了量化分級，根據(jù)坡向劃分為“北（337.5°～22.5°）、北東（22.5°～67.5°）、東（67.5°～112.5°）、南（157.5°～202.5°）、南西（202.5°～247.5°）、西（247.5°～292.5°）、北西（292.5°～337.5°）”8個等級。

2.2.2 地質(zhì)條件

地質(zhì)構(gòu)造對地質(zhì)災(zāi)害具有重要的控制作用，構(gòu)造的發(fā)育情況影響著災(zāi)害發(fā)生的概率。地質(zhì)構(gòu)造對地質(zhì)災(zāi)害的影響主要體現(xiàn)在，構(gòu)造運動會破壞巖土體結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性，為地質(zhì)災(zāi)害提供物源。構(gòu)造運動形成的破裂面是很好的水運移通道，起到增加下滑力減少抗滑力的作用。因此，選取地質(zhì)構(gòu)造作為對晉安區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價的影響因子。為了量化分級，將地質(zhì)災(zāi)害點距離構(gòu)造線的距離劃分為“0 ～ 500 m、500 m ～ 1 000 m、1 000 m ～ 1 500 m、1 500 m ～ 2 000 m、2 000 m ～ 2 500 m、>2 500 m”6個等級。

研究區(qū)的巖土體類型主要有五種，分別是堅硬塊狀侵入巖巖組、較堅硬塊狀火山巖巖組、砂土和碎石土、粘性土、淤泥質(zhì)土。這些巖土體的力學(xué)強度不同，天然工況下穩(wěn)定性差異較大，而地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生概率與巖土體強度密切相關(guān)。由于砂土和碎石土、粘性土、淤泥質(zhì)土的力學(xué)性質(zhì)相差不大，這里將其劃分為松散土體。據(jù)統(tǒng)計，發(fā)生在堅硬塊狀侵入巖巖組的地質(zhì)災(zāi)害有8處，較堅硬塊狀火山巖巖組25處，松散土體22處。這是因為研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)生在中部山前坡地和北部山區(qū)，該部分巖土體類型為堅硬較堅硬塊狀火山巖巖組（圖5）。因此，認(rèn)為巖土體類型對晉安區(qū)地質(zhì)災(zāi)害分布具有控制作用，選取其為評價因子。為了量化分級，將巖土體類型劃分為“侵入巖、火山巖和松散土體”3個等級。

2.2.3 自然條件

降雨是催生各類地質(zhì)災(zāi)害的重要誘發(fā)因素，這點是國內(nèi)外普遍認(rèn)可的。晉安區(qū)季風(fēng)氣候明顯，降雨集中，加上臺風(fēng)帶來的極端降雨條件，極易誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。根據(jù)調(diào)查資料及災(zāi)害點訪問，區(qū)域內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生時間集中在5～9月份，特別是每年5、6月份，雨季發(fā)生頻率最高，該時間段為濕熱氣候條件，暴雨集中，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生時間與降雨分配、強度正相關(guān)，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生次數(shù)總體隨月平均降雨量的升高而增多。而到了8～9月的臺風(fēng)季，極端降雨量大，晉安區(qū)普遍產(chǎn)生滑坡、泥石流災(zāi)害。由于降雨對地質(zhì)災(zāi)害具有明顯的控制作用，故選用其為評價因子。為了量化分級，將年降雨量分為“＜ 900 mm、900 mm ～ 1 000 mm、1 000 mm ～ 1 000 mm、1 100 mm ～ 1 200 mm、> 1 200 mm”5個等級。

水對地質(zhì)災(zāi)害有分布具有重要影響。對于地表水，其下滲作用會使坡體巖土體軟化、崩解現(xiàn)象，減小抗滑力，也是泥石流災(zāi)害發(fā)生的物質(zhì)組成以及水力條件。對于地下水的作用主要有以下幾個方面：（1）地下水會增大巖土體的容重，增大下滑力；地下水也會改變巖土體的力學(xué)性質(zhì)，使其抗剪強度降低。（2）地下水的靜水壓力也存在許多不利影響，如裂隙中地下水的靜水壓力會產(chǎn)浮托力，降低有效正應(yīng)力和摩擦阻力；靜水壓力也會轉(zhuǎn)化為下滑力。由于地表水、地下水的流速與流量與距離地表水系遠(yuǎn)近密切相關(guān)，故選用距離地表水系的遠(yuǎn)近作為評價因子。為了量化分級，將距離地表水系分為“＜300 m、300 m ～ 600 m、600 m ～ 900 m、>900 m”4個等級。

植被樹冠、枯落層可以消耗雨強、雨能，截留降雨，降低地下水流速、流量。植被根系的固土固沙作用可以減小雨水侵蝕能力，削減泥石流物源?？偟膩碚f，植被可以調(diào)節(jié)區(qū)域徑流，削減洪峰，改造局部地區(qū)水文循環(huán)；植被的固土固沙可以防止土體侵蝕，減少地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。研究區(qū)植被類型主要為灌木和林木，植被種類、覆蓋程度與發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生概率密切相關(guān)，裸露區(qū)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害可能性最大，草本次之，灌木再次，林木最次。因此，選用植被密度作為評價因子。為了量化分級，將植被密度劃分為“裸露區(qū)、草本、灌木和林木”4個等級。

2.3信息量分級賦權(quán)

2.3.1評價層次結(jié)構(gòu)模型

在前文對晉安區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的孕災(zāi)地質(zhì)條件進行分析的基礎(chǔ)上，建立晉安區(qū)的易發(fā)性層次結(jié)構(gòu)模型（圖6）。模型的目標(biāo)層（U層）為晉安區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價，一級指標(biāo)為準(zhǔn)則層，準(zhǔn)則層有3個，分別為地形地貌（U1）、地質(zhì)條件（U2）、自然條件（U3）。因素層有8個，分別為高程（U11）、坡度（U12）、坡向（U13）、地質(zhì)構(gòu)造（U21）、巖土體類型（U22）、降雨（U31）、地表水系（U32）、植被密度（U33）。

2.3.2構(gòu)建判別矩陣及層次總排序

評委專家依據(jù)晉安區(qū)地質(zhì)災(zāi)害成災(zāi)機理及發(fā)育特征，確定評價準(zhǔn)則和評價因素的主次關(guān)系，參照1-9標(biāo)度法對8個因素的孕災(zāi)能力強弱進行打分，建立判斷矩陣，進行指標(biāo)權(quán)重計算和一致性檢驗。計算結(jié)果見表3-表6。

2.3.3 信息量計算與分級賦值

在信息量的計算中需要對單一評價因子進行量化分級，層次分析法中有8個評價因子，量化分級為40個子級別，分級結(jié)果見表7。量化分級后需要計算信息量，本文使用ArcGIS軟件繪制8個評價因子的基礎(chǔ)圖件，并用25 m× 25 m均布柵格單元來劃分基礎(chǔ)圖件，通過公式5算評價指標(biāo)的信息量，計算結(jié)果見表7和圖7。

根據(jù)計算結(jié)果，高程在500 ～ 800 m這個范圍，信息量最大，為0.243 6；坡度在25° ～ 35°這個地形區(qū)間內(nèi)地災(zāi)隱患點分布較多，信息量最大，為0.536 3；坡向在南東（112.5° ～ 157.5°）范圍內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害隱患點較多，信息量達到0.583 1；巖土體類型為較堅硬塊狀火山巖巖組的信息量較高，為0.536 3，松散土體的信息量最小，為-0.796 2；距離地質(zhì)構(gòu)造500 m以內(nèi)信息量較大，為0.471 1；距離水系0～300 m范圍內(nèi)，信息量最大，為0.073 1；裸地分布災(zāi)點個數(shù)最多，信息量最大，為0.270 5；降雨量在>1 200 mm，信息量最大，為0.483 9。

計算40個子級別的信息值后，根據(jù)層次分析法的指標(biāo)權(quán)重對子級別信息值進行最終信息量計算，這里的計算過程參照公式6，計算結(jié)果見表7。

2.3.4 ArcGIS加權(quán)疊加及量化分析

研究區(qū)有著完整的圖件屬性庫，使用ArcGIS軟件對各評價指標(biāo)信息量圖按權(quán)重進行疊加分析。疊加后可以得到研究區(qū)的總信息量范圍，其范圍為-0.380 1～0.327 2。根據(jù)總信息量的定義，總信息量[I]越大（>0），發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害可能性越大；總信息量[I]越?。?0），發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害可能性越低。根據(jù)總信息量的性質(zhì)以及研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征，按照最大隸屬原則，將研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性劃分為3個分區(qū)，-0.380 1～0（非易發(fā)），0～0.143 2（低易發(fā)），0.143 2～0.327 2（中易發(fā)）。在成圖方面，把同一隸屬度的柵格單元劃分為同一級，對于零星的小斑塊，使用濾波算子進行過濾，得到晉安區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)圖（圖8），統(tǒng)計結(jié)果見表8。

2.4 評價結(jié)果

晉安區(qū)全區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)分為3個，分別是非易發(fā)區(qū)、低易發(fā)區(qū)和中易發(fā)區(qū)。

中易發(fā)區(qū)面積為62.31km2，占區(qū)內(nèi)總面積的11.28%，主要分布在壽山鄉(xiāng)、宦溪鎮(zhèn)、日溪鄉(xiāng)和新店鎮(zhèn)北部；低易發(fā)區(qū)面積為292.69 km2，占區(qū)內(nèi)總面積的52.99%，主要分布在北部山區(qū)坡度平坦地區(qū)；非易發(fā)區(qū)面積為197.39 km2，占區(qū)內(nèi)總面積的35.73%，主要分布在新店鎮(zhèn)南部、岳峰鎮(zhèn)和鼓山鎮(zhèn)南西部；區(qū)內(nèi)無高、極高易發(fā)區(qū)。

3 結(jié)論

（1）加權(quán)信息量模型是層次分析法和信息量模型的結(jié)合，二者優(yōu)勢互補，使區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價更加準(zhǔn)確合理。

（2）根據(jù)晉安區(qū)地質(zhì)災(zāi)害成災(zāi)機理及發(fā)育特征，結(jié)合自然地理、地質(zhì)特征，選取與地質(zhì)災(zāi)害密切相關(guān)的高程、坡度、坡向、地質(zhì)構(gòu)造、巖土體類型、降雨、地表水系、植被密度8個因素作為晉安區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價因子。

（3）依據(jù)總信息量計算結(jié)果，將研究區(qū)晉安區(qū)易發(fā)分區(qū)分為中易發(fā)區(qū)、低易發(fā)區(qū)、非易發(fā)區(qū)3個分區(qū)，中易發(fā)區(qū)的面積為62.31 km2；低易發(fā)區(qū)的面積為292.69 km2；不易發(fā)區(qū)的面積為197.39 km2。

參考文獻/References

[1] 國土資源部.全國地質(zhì)災(zāi)害防治“十三五”規(guī)劃[EB/OL].http：//g.mnr.gov.cn/201701/t20170123_1430399.html.2016-12-28/2022-11-01.

[2] 王運興，梁收運.突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害研究現(xiàn)狀[J].世界科技研究與發(fā)展，2012，34（01）： 84-88.

[3] 吳樹仁，石菊松，張春山，等.地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評估技術(shù)指南初論[J].地質(zhì)通報，2009，28（08）：995-1005.

[4] 田春山，劉希林，汪佳.基于CF和Logistic回歸模型的廣東省地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì)，2016，43（06）：154-161+170.

[5] 王哲，易發(fā)成.基于層次分析法的綿陽市地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì)，2007（03）：93-98.

[6] 劉儀. 基于GIS和目標(biāo)層次分析法的地質(zhì)災(zāi)害評價研究[D].安徽理工大學(xué)，2017.

[7] 褚桂棠，夏建平.灰色系統(tǒng)理論在地質(zhì)災(zāi)害研究中的應(yīng)用[J].地質(zhì)學(xué)刊，1993（03）：196-200.

[8] 魏永明，謝又予，伍永秋. 關(guān)聯(lián)度分析法和模糊綜合評判法在泥石流溝谷危險度劃分中的應(yīng)用——以北京市北部山區(qū)懷柔、密云兩縣為例[J].自然災(zāi)害學(xué)報，1998（02）：112-120.

[9] 張業(yè)成，張春山，張梁.中國地質(zhì)災(zāi)害系統(tǒng)層次分析與綜合災(zāi)度計算[J].中國地質(zhì)科學(xué)院院報，1993（Z01）：139-154.

[10] 許強，黃潤秋，施繼承.斜坡穩(wěn)定性空間預(yù)測的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法[J].中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報，1994（02）：17-22.

[11] 阮沈勇，黃潤秋.基于GIS的信息量法模型在地質(zhì)災(zāi)害危險性區(qū)劃中的應(yīng)用[J].成都理工學(xué)院學(xué)報，2001（01）：89-92.

[12] 謝靜峰，譚飛，焦玉勇，等.基于因子分析的GA-ELM模型巖溶地面塌陷預(yù)測[J].工程地質(zhì)學(xué)報，2021，29（02）：536-544.

[13] Ding H H， Wu Q， Zhao D K， et al. 2019. Risk assessment of karst collapse using an integrated fuzzy analytic hierarchy process and grey relational analysis model［J］．Geomechanics and Engineering，18（05）：515－525.

[14] 張吉軍.模糊層次分析法（FAHP）[J].模糊系統(tǒng)與數(shù)學(xué).2020（02）：80-88.

[15] 孫冉，王成都，夏哲兵，等.基于AHP-信息量法的費縣地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2015，38（S01）：430-435.

[16] 鄧雪，李家銘，曾浩健，等.層次分析法權(quán)重計算方法分析及其應(yīng)用研究[J].數(shù)學(xué)的實踐與認(rèn)識，2012，42（07）：93-100.

[17] 劉洋，唐川，馮毅.基于AHP-信息量法的地質(zhì)災(zāi)害危險性評價[J].地球與環(huán)境，2013，41（02）：173-179.

[18] 肖秋明，劉昕嬈.基于PSO-SVM的山區(qū)營運高速公路邊坡防治費用預(yù)測[J].長沙理工大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2022，19（02）：120-128.

[19] 段煉，王璨.張家界城市核心區(qū)域——南莊坪組團地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價[J].國土資源導(dǎo)刊，2022，19（03）：21-28.

收稿日期：2022-09-16;? ? ? ? ? ? ? ? 改回日期：2022-11-14。

*基金項目：福建省自然資源廳自然災(zāi)害防治體系建設(shè)項目“福州市1∶5萬地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與風(fēng)險評價”（編號：20200329）。

*第一作者簡介：莊樹裕（1979—），男，博士研究生，高級工程師；主要從事水文地質(zhì)工程地質(zhì)方面的研究；

E-mail：fulin36966@163.com。