2025-09-09 3345 0
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Title
論文信息 Information 期刊: Journal of Earth Science 作者: Siyuan Ma a, Xiaoyi Shaoa, b, Chong Xu *b, c 工作單位: a：中國地震局地質(zhì)研究所地震火山災(zāi)害重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 b：應(yīng)急管理部國家自然災(zāi)害防治研究院 c：應(yīng)急管理部復(fù)合與鏈?zhǔn)阶匀粸?zāi)害動(dòng)力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 摘要 Abstract 在滑坡易發(fā)性制圖（LSM）中，合理選擇制圖單元非常重要?？晒┻x擇的單元類型有多種，但哪一種性能更優(yōu)仍不明確。本研究旨在基于中國甘肅岷縣2013年Mw 5.9地震所誘發(fā)的滑坡，對兩種常用單元——坡單元（SU）和柵格單元（RU）——進(jìn)行定量對比。分析中考慮了10個(gè)滑坡影響因子。對于每種單元類型，隨機(jī)選擇70%的樣本進(jìn)行20次LR模型訓(xùn)練，生成20幅易發(fā)性地圖，剩余30%的樣本用于檢驗(yàn)?zāi)Ｐ徒Y(jié)果的精度。通過平均概率、模型不確定性和模型預(yù)測能力等不同指標(biāo)來評估易發(fā)性地圖的質(zhì)量。結(jié)果表明，兩種制圖單元的概率分布圖基本能夠預(yù)測實(shí)際滑坡的分布，高易發(fā)區(qū)與滑坡易發(fā)區(qū)相對應(yīng)。AUC（曲線下面積）值在0.8–0.86之間，說明兩種單元的預(yù)測能力大致相同。與RU相比，SU在降低因訓(xùn)練集變化所導(dǎo)致的模型不確定性方面具有優(yōu)勢。我們將基于RU的評價(jià)結(jié)果轉(zhuǎn)化為SU方案，結(jié)果顯示兩者之間具有良好的線性關(guān)系，這意味著將基于RU的滑坡易發(fā)性制圖轉(zhuǎn)化為SU方案是可行的。本研究表明，相較于RU，SU并不能提高地震滑坡易發(fā)性制圖的性能和精度。
圖表 Figures&Tables 圖1 陰影地形圖顯示了2013年岷縣地震的構(gòu)造背景?；顒?dòng)斷層數(shù)據(jù)來自Deng (2007) 圖2 研究區(qū)地質(zhì)圖 圖3 2013年岷縣地震誘發(fā)滑坡清單及統(tǒng)計(jì)結(jié)果。 圖4 研究區(qū)影響因子的分布圖。(a) 高程；(b) 坡角；(c) 剖面曲率；(d) 地形濕度指數(shù)（TWI）；(e) 距震中距離；(f) 距發(fā)震斷層距離；(g) 峰值加速度（PGA）；(h) 距河流距離；(i) 距道路距離。 圖5 研究區(qū)的坡單元分布圖 圖6 3760個(gè)坡單元的滑坡面積百分比（LAP）分布及統(tǒng)計(jì)結(jié)果。(a) 每個(gè)坡單元的LAP；(b) LAP與坡單元面積的關(guān)系；(c) 箱線圖顯示3,760個(gè)坡單元的面積分布 圖7 20個(gè)獨(dú)立變量的P值分布箱線圖 圖8 本研究中滑坡易發(fā)性制圖的流程圖 圖9 基于坡單元（SU）的LSM結(jié)果。(a) 20次SU概率結(jié)果的平均概率分布；(b) 預(yù)測概率類別的直方圖；(c) 20次SU概率結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差（模型不確定性）分布；(d) 每個(gè)坡單元的標(biāo)準(zhǔn)差與平均概率的關(guān)系 圖10 基于柵格單元（RU）的LSM結(jié)果。(a) 20次RU概率結(jié)果的平均概率分布；(b) 預(yù)測概率類別的直方圖；(c) 20次RU概率結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差（模型不確定性）分布；(d) 每個(gè)RU的標(biāo)準(zhǔn)差（模型不確定性）與平均概率的關(guān)系 圖11 將RU轉(zhuǎn)換為坡單元（T-SU）的滑坡易發(fā)性地圖。(a) T-SU的平均概率分布；(b) 概率類別的直方圖；(c) T-SU的標(biāo)準(zhǔn)差分布；(d) 每個(gè)坡單元中標(biāo)準(zhǔn)差與平均概率的關(guān)系圖 圖12 使用兩種制圖單元的20個(gè)LR模型預(yù)測曲線結(jié)果。(a) 坡單元（SU）；(b) 柵格單元（RU） 圖13 SU基礎(chǔ)與T-SU基礎(chǔ)的LSM結(jié)果中，每個(gè)坡單元預(yù)測概率的關(guān)系圖 結(jié)論 Conclusion 本研究基于 2013 年中國甘肅岷縣 Mw 5.9 地震的滑坡數(shù)據(jù)，在研究區(qū)采用坡單元（SU）和柵格單元（RU）兩種單元進(jìn)行了滑坡易發(fā)性制圖，并對兩種結(jié)果進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，兩種制圖單元的概率分布圖均能反映實(shí)際滑坡的空間分布，高概率區(qū)域集中在發(fā)震斷層兩側(cè)。AUC值表明，兩種制圖單元均具有良好的模型預(yù)測能力，AUC值在0.80–0.86之間。比較因訓(xùn)練集變化引入的模型不確定性，結(jié)果顯示在中等概率區(qū)間（0.3–0.7），標(biāo)準(zhǔn)差相對較大，這表明該區(qū)間易受訓(xùn)練集影響，可靠性較低。除此之外，RU的模型不確定性大于 SU。將RU的制圖結(jié)果轉(zhuǎn)化為SU結(jié)果，顯示兩種LSM結(jié)果擬合良好，具有較好的線性關(guān)系。這說明將RU的滑坡易發(fā)性制圖結(jié)果轉(zhuǎn)化為SU方案是可行的。 參考文獻(xiàn) References Ma S, Shao X, Xu C. Landslide susceptibility mapping in terms of the slope-unit or raster-unit, which is better? J Earth Sci 34: 386–397[EB/OL].(2023)
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