GIS软件空间分析在县区地质灾害详细调查中的应用——以郁南县为例

韦龙振

(广东省地质局第五地质大队，广东 肇庆 526020)

1 工作背景

郁南县地质灾害详细调查主要采用遥感解译、地面调查、测绘、物探、勘查及试验等技术手段，对崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降、地面沉降、地裂缝地质灾害点以及山体不稳定斜坡、人工边坡进行详细调查，基本查明其发育特征、分布规律以及形成的地质环境条件。设计阶段需对全县进行重点区、一般区划分，形成工作部署图来指导野外调查重点区域，以增加精度控制。

根据《滑坡崩塌泥石流灾害调查规范(1∶50000)》(DZ/T0261—2014)的有关要求，地质灾害详细调查应按照地质灾害危害等级和地质环境条件复杂程度划分重点调查区和一般调查区，危害对象等级划分根据危害对象的重要性分为一级、二级和三级(见表1)，地质环境条件复杂程度主要从地形地貌、地质构造、岩土体结构和人类工程活动四方面划分为复杂、中等和简单。

表1 地质灾害危害对象等级划分

2 因子提取

根据粤西地区地质灾害发育特征，结合《县(市)地质灾害调查与区划基本要求实施细则》，区划过程首先应用栅格处理方法对调查区进行剖分，建议按2.0 km×2.0 km的范围划分单元网格，将全区离散为591个单元网格，然后以单元格为单位计算各指标特征并进行归一化处理。

(1)人口因子。根据人口普查数据初步掌握郁南县区177个村委1 456个自然村名称及人口统计数据。结合网络数据提取各自然村名称及位置属性，综合利用Excel中VLOOKUP、INSA函数功能进行匹配合并，划分为三级密度等级。利用MAPGIS软件将属性数据投影生成人口因子图层。

(2)交通因子。依据天地图交通网络数据进行铁路、高速、省道、乡道矢量化并进行三级交通权重属性赋值，生成交通因子图层。同时，根据实际工作需要结合区域特征，以交通线路两侧100～200 m范围进行三级人类工程活动强度因子分级参与评价。

(3)水利水电因子。搜集县区水利工程信息，结合遥感数据进行点属性三级水利权重赋值投影，生成水利水电因子图层。

(4)矿山因子。搜集县区矿山信息，结合遥感数据进行三级矿山权重赋值投影，生成矿山因子图层。

(5)地形因子。郁南县境内的地形总体属构造侵蚀丘陵-小起伏低山地貌，局部为河流冲积谷地、山间盆地地貌。总体上中部地势高，北部和南部低；其中郁南县的中部、西部的通门、桂圩、建城、宝珠、历洞、大方为低山-丘陵，地形地势起伏较大，山体海拔标高一般350～650 m；郁南县北的都城、平台一带和南部的连滩、东坝、宋桂、河口、大湾一带以丘陵-残丘地貌为主，海拔标高一般为100～300 m，局部为山间小盆地；沿南江河两岸的连滩、东坝一带和建城河流域的建城、罗旁一带为河流冲积小平原，地形地势较平坦，标高一般为20～50 m，综合考虑以坡度为衡量指标。斜坡拉张应力区的分布与斜坡坡度呈正相关，因此随着斜坡坡度变化率增大的斜坡坡脚形成的最大剪应力也不断地增大，斜坡越容易产生变形破坏。通过谷歌DEM数据对全区坡度数据进行提取，坡度因子在实际操作过程中建议栅格提取范围不大于0.5 km×0.5 km，否则数据信息会产生明显失真现象。然后进行三级地形因子分级参与评价。

(6)构造因子。郁南县在区域上处于华南粤西加里东褶皱隆起区的中部，由于受多期次地质构造运动的影响，区内不但地层、岩石较复杂，而且褶皱和断裂较发育，总体上以北东向的褶皱和断裂构造为主，北西向构造次之。根据1∶20万罗定幅区域地质构造资料显示，区内发育的区域性褶皱构造主要有都城复式背斜、龙虎山向斜、罗沙倒转背斜、罗定江向斜和罗昌山倒转向斜；区域性断裂主要有罗旁断裂、南江口断层、广宁—罗定断裂带。地质构造对地质灾害的发育及分布有着重要的影响，本次评价以1∶20万区域地质资料为基础进行矢量化，利用MAPGIS或ARCGIS向两侧以200 m间距各做三级缓冲区分析。

(7)岩土体因子。郁南县土体主要有黏性土、淤泥、砂土多层土体(冲洪积层)、黏土、砂土双层土体(残积层)，砂土、砂砾双层土体(坡积层)，层状较软变质岩组、层状软红层岩组、层状较硬碎屑岩组、层状碳酸盐岩组和块状较硬-坚硬侵入岩组。根据区内不同岩土体类型对地质灾害发育的影响程度，此次工作将土体划分为一级岩土因子，风化基岩岩体划分为二级岩体因子，基岩划分为三级岩体因子。岩体分三级进行赋值，之后进行栅格化和归一化处理。

(8)植被因子。郁南县植被发育特征结合遥感数据，利用ARCGIS求取NDVI植被指数，之后将计算结果进行三级分级，通过与栅格数据叠加分析求取植被因子图层。

(9)降雨因子。郁南县年平均降雨量1 513.3 mm，年最大降雨量1 894.0 mm，年最小降雨量1 164.9 mm，日最大降雨量为154.2 mm，每小时最大降雨量为65.0 mm。考虑到降雨是诱发因子中对地质灾害影响最大的一个因素，此次工作部署时在规范的基础上引入降雨因子，增加划分依据的充分性。条件允许建议以各气象点一日最大降雨量为基础，生成一日最大降雨量等值线图。通过属性三级赋值后进行栅格化处理，作为降雨因子图层。

3 属性综合分析

本文选取了9项要素，1～4项构建了危害对象等级评价模型，5～9项构建地质环境条件复杂程度评价模型。在对评价指标分析和数据归一化的基础上，运用ArcGIS系统的栅格运算功能，将郁南县危害对象等级和地质环境条件复杂程度相关评价因子分别进行信息叠加计算。

层次分析阶段，将危害对象等级评价栅格图层和地质环境条件复杂程度栅格图层的三级分类指标分别赋予不同的数值，郁南县设置为1、5、10三种整型数值，>25分设置为重点调查区，≤25分设置为一般调查区。通过GIS软件的空间分析功能，实现下一层次要素对上一层次要素的评价分析，从而得到郁南县地质灾害重点、一般区定量计算成果栅格图件。经综合研究分析，从易发性评价计算结果直方图中找出适宜的临界点作为易发程度分区界线值，从而将全区划分为重点调查区和一般调查区两个等级的区域。在定量计算分级分区的基础上，综合考虑各种因素，以“区内相似、区间相异”为原则，同时尽量考虑行政区划设置及小流域的完整性，修改完善后最终形成郁南县工作部署图。

4 结论

选取不同程度影响郁南县地质灾害易发性9项因子，对郁南县工作部署过程中重点区及一般区进行分析。在分析和数据归一化的基础上，运用ArcGIS及MAPGIS系统的空间分析栅格运算功能，结合层次分析法进行信息叠加计算，得到郁南县工作部署重点和一般分区，从中找出适宜的临界点作为重点和一般区分区界线值，从而划定郁南县工作部署图。通过对区内、区间对比分析，其系统性及合理性与定性认识结论一致，避免了在划定评价单元边界的人为因素影响，提高了评价精度。