基于GIS的吳起縣滑坡災害空間分異特征探討

摘要：滑坡是陜西省吳起縣最主要的地質災害形式，本文以吳起縣滑坡密度為測度指標，運用ARCGIS9.2、Geoda095i軟件提供的空間分析方法，對縣內滑坡災害空間分異特征及其原因進行了探討分析，以期為吳起縣滑坡災害防治及經濟與社會可持續發展提供決策參考。

關鍵詞：滑坡災害 分異特征 空間自相關 吳起縣

吳起縣位于延安地區西北部，是陜西省石油大縣，近幾十年來隨著縣內石油工業的崛起，頻繁的人類工程活動在推動經濟增長的同時也使得滑坡災害在該地區頻發，嚴重影響區內社會生產發展與居民正常生活。對區內滑坡災害分布進行了實地調查，發現區內滑坡災害的分布具有一定的不均衡性和群集性，因此，本文就吳起縣1980-2010年發生的119起滑坡災害的空間分異特征進行分析，結合滑坡發育群集性特點揭示縣內熱點地區，以期為該地區經濟與社會可持續發展提供相關決策依據。

1、研究方法

根據實地調查結果，建立空間數據庫，以吳起縣164個行政村作為研究單元，利用ARCGIS9.2提供的ESDA工具對各單元滑坡發育數量的空間分異特征進行分析。該軟件提供的空間自相關分析工具揭示各單元之間滑坡發育的空間聚集特征隨時間的變化，該方法通過可視化技術揭示空間數據特征，探測數據空間聯系格局，識別異常點或區域，發現空間異質特性。GIS空間分析法揭示的結果與其他方法相比，不但科學性強，而且更重要的是具有直觀明了的可視化效果，對深入研究空間分異現象提供了有利幫助。

2、空間分異特征

2.1區域差異

按照相似性最大的數據分在同一級而差異性最大的數據分在不同級的原則，利用ARCGIS9.2提供的自然斷點工具，將吳起縣各單元按滑坡密度劃分為4個等級，即低密度區（<0.05處/km2，共131個村），較低密度區（0.05—0.19處/km2，共27個村），較高密度區（0.19—0.47處/km2，共5個村）和高密度區（0.47—10.4處/km2，僅1個村）。可以看出，吳起縣滑坡災害分布差異性顯著，高密度及較高密度區面積為112.4km2僅占吳起縣總面積的3.0%，而滑坡災害數量（45處）卻占到總數的38%；低密度區及較低密度區面積為3679.1 km2占吳起縣總面積的97%，而滑坡災害數（74處）僅占到總數的62%。

2.2宏觀差異

為進一步揭示吳起縣滑坡的空間分異特征，本文采用ARCGIS9.2中的趨勢分析工具，選取研究區各單元滑坡數量為興趣屬性并建立三維透視圖（見圖1）。圖中每根豎線代表了不同單元的滑坡數量，豎直方向兩側投影點分別為各豎線的數值在xz平面（東西向）和yz平面（南北向）上的投影，通過投影點可以得到一條最佳擬合線。根據分析結果可以看出，吳起縣滑坡災害無論是在東西方向，還是在南北方向上都呈現出中部相對發育的趨勢，這與區內經濟發展強弱程度基本相符，而中部地區恰為吳起鎮（縣城）所在地。作為吳起縣的經濟中心，該地區人類工程活動劇烈，尤其是在吳起鎮中西部地區，由人類工程活動引發的滑坡災害異常顯著。

3、空間聚集特征

空間自相關是指某一研究屬性在同一個分布區內的潛在關聯性。空間自相關的度量方法可以分為全局自相關和局部自相關兩種。全局自相關可描述在整個區域內某種屬性整體上的空間關聯與空間差異程度，而局部自相關則可反映出該屬性在局部空間上的聚集程度并指出集聚的位置。

利用ARCGIS9.2中的全局空間自相關分析工具，對1980-2010年吳起縣滑坡災害（累計）的全局空間自相關變化趨勢進行分析，其中空間關系設定為多邊形一階鄰接關系。根據分析結果（圖2）可以看出，吳起縣滑坡災害除1980年表現出較弱的負相關性外（80年為統計元年且當年滑坡較不發育），其余各年都表現為正相關。總體來看，吳起縣滑坡災害的正相關性呈現出強—弱—強的變化規律，1980-1984年Moran’s I指數先上升后下降，說明起初吳起縣形成了一個滑坡聚集中心，隨后各單元滑坡災害的發育較為分散，Moran’s I指數下降；1985-1989年，Moran’s I指數的變化，說明了該段時間內，滑坡災害在空間上逐漸呈現出聚集趨勢；1990-2003年，Moran’s I指數相對較低，空間差異程度減弱，說明滑坡災害在該時間段內分散發育，隨機性較強，形成多個分散的聚集中心；2004-2010年，Moran’s I指數不斷增加，滑坡災害聚集特征顯著，差異性增強，多個聚集中心呈現出一體化趨勢。

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