期刊: Journal of Earth Science

作者: Siyuan Ma a, Xiaoyi Shaoa, b, Chong Xu *b, c

工作单位: a：中国地震局地质研究所地震火山灾害重点实验室

              b：应急管理部国家自然灾害防治研究院

              c：应急管理部复合与链式自然灾害动力学重点实验室

在滑坡易发性制图（LSM）中，合理选择制图单元非常重要。可供选择的单元类型有多种，但哪一种性能更优仍不明确。本研究旨在基于中国甘肃岷县2013年Mw 5.9地震所诱发的滑坡，对两种常用单元——坡单元（SU）和栅格单元（RU）——进行定量对比。分析中考虑了10个滑坡影响因子。对于每种单元类型，随机选择70%的样本进行20次LR模型训练，生成20幅易发性地图，剩余30%的样本用于检验模型结果的精度。通过平均概率、模型不确定性和模型预测能力等不同指标来评估易发性地图的质量。结果表明，两种制图单元的概率分布图基本能够预测实际滑坡的分布，高易发区与滑坡易发区相对应。AUC（曲线下面积）值在0.8–0.86之间，说明两种单元的预测能力大致相同。与RU相比，SU在降低因训练集变化所导致的模型不确定性方面具有优势。我们将基于RU的评价结果转化为SU方案，结果显示两者之间具有良好的线性关系，这意味着将基于RU的滑坡易发性制图转化为SU方案是可行的。本研究表明，相较于RU，SU并不能提高地震滑坡易发性制图的性能和精度。

图1 阴影地形图显示了2013年岷县地震的构造背景。活动断层数据来自Deng (2007)

图2 研究区地质图

图3 2013年岷县地震诱发滑坡清单及统计结果。

图4 研究区影响因子的分布图。(a) 高程；(b) 坡角；(c) 剖面曲率；(d) 地形湿度指数（TWI）；(e) 距震中距离；(f) 距发震断层距离；(g) 峰值加速度（PGA）；(h) 距河流距离；(i) 距道路距离。

图5 研究区的坡单元分布图

图6 3760个坡单元的滑坡面积百分比（LAP）分布及统计结果。(a) 每个坡单元的LAP；(b) LAP与坡单元面积的关系；(c) 箱线图显示3,760个坡单元的面积分布

图7 20个独立变量的P值分布箱线图

图8 本研究中滑坡易发性制图的流程图

本研究基于 2013 年中国甘肃岷县 Mw 5.9 地震的滑坡数据，在研究区采用坡单元（SU）和栅格单元（RU）两种单元进行了滑坡易发性制图，并对两种结果进行了比较。结果表明，两种制图单元的概率分布图均能反映实际滑坡的空间分布，高概率区域集中在发震断层两侧。AUC值表明，两种制图单元均具有良好的模型预测能力，AUC值在0.80–0.86之间。比较因训练集变化引入的模型不确定性，结果显示在中等概率区间（0.3–0.7），标准差相对较大，这表明该区间易受训练集影响，可靠性较低。除此之外，RU的模型不确定性大于 SU。将RU的制图结果转化为SU结果，显示两种LSM结果拟合良好，具有较好的线性关系。这说明将RU的滑坡易发性制图结果转化为SU方案是可行的。

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)