南通城市土地抗震适宜性评价及区划方法研究

袁媛

摘要：随着南通市城市建设进入快车道，提高城市的防灾减灾能力将直接影响到城市的可持续发展，对南通市城市土地进行抗震适宜性评价和区划意义重大。文章利用GIS的空间数据插值功能，将南通城市土地适宜性评价指标进行量化。利用matlab数据分析得到各评价指标权重，通过建立Logistic回归模型，计算得到该区域地震灾害概率，实现量化评价城市土地抗震适宜性的目的。

Abstract： As the construction of Nantong city enters the fast lane， improving the disaster prevention and reduction ability of the city will directly affect the sustainable development of the city. In this paper， the spatial data interpolation function of GIS is used to quantify the evaluation index of urban land suitability in Nantong. The weights of each evaluation index were obtained through matlab data analysis. The probability of earthquake disaster in this region was calculated through the establishment of Logistic regression model， so as to achieve the purpose of quantitative evaluation of the seismic suitability of urban land.

关键词：抗震适宜性;空间数据插值;Logistic回归模型;量化评价

Key words： earthquake resistance suitability;spatial data interpolation;Logistic regression model;quantitative evaluation

中图分类号：TU435                                      文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）25-0165-03

0  引言

城市土地承载了城市规划建设、转型升级、生产生活、资源供给等多重功能，城市的防灾减灾能力将直接影响到城市的正常运转和人民的生命财产安全。城市土地抗震适宜性评价就是评价土地在发生地震时对灾害的适宜性情况，对于指导城市布局选址、老旧改造，提升防灾减灾能力意义重大。

在我国，已有对城市土地的各项地质要素的定性化评价，但定量化程度低，且评价指标不能全面的反应评价对象的演化趋势[1]。

本文以江苏省南通市城市土地为例，通过搜集南通市大量地质数据，建立南通城市土地抗震适宜性评价指标体系。利用GIS空间地理信息系统强大的空间数据处理功能，实现空间地理信息的赋值和插值，得到评价指标在评价区域的量化体现[2]。利用matlab数据分析得到各评价指标权重，并利用 Logistic 回归模型叠加各评价指标，对城市土地地震灾害概率进行计算，通过灾害发生概率与土地抗震适宜性等级间的关系，实现定量化的城市土地抗震适宜性评价。

1  评价指标确定

进行城市土地抗震适宜性评价需要先确定评价指标。南通位于长江中下游，滨江临海，覆盖有200～300m厚的第四纪冲积物，土质松软，含水量高，有很高的压缩性，地质环境差。南通地区无断裂带，但周边存在多条活跃断裂带，对市区土地易产生影响。市区范围内地势平坦，但五山区域多为外露丘陵基岩，且市区江岸线较长，加上近年城市的高速发展对地下水开采过度，致使市区范围内在地震作用下易发生地质灾害[3]。通过查阅多份地质勘查报告，结合实地调研，选取断裂带、砂土液化、软土震陷、滑坡崩塌、江岸坍塌、地下水流失、人类活动作为南通市土地抗震适宜性评价指标，见图1。

2  评价指标赋值

将各评价指标在（0，1）区间内进行赋值。例如，砂土液化可通过液化指数IIE来反应液化严重程度，IIE越大，赋值也就越大;软土震陷可利用软土震陷量ST来体现危害大小，ST越大，赋值越大;滑坡崩塌和江岸塌陷，则综合考虑丘陵地带的边坡稳定性和江岸的稳定性，划分等级赋值。据此给出各评价指标的赋值标准，见表1。

利用GIS空间地理信息系统进行评价指标赋值。通过已有的勘察报告和实地调研，可以直接得到部分区域的赋值，而要得到整个研究区域的赋值，则需要应用到GIS的空间插值功能。研究区域的赋值结果见图2-图8。

3  抗震適宜性区划

利用matlab数值分析软件进行分析，计算各评价指标权重，见表2。

建立Logistic非线性回归模型：

其中P表示地震时发生灾害的概率，x1i，x2i，…，xki表示各评价指标赋值，为自变量。？茁k为逻辑回归系数，表示某一个评价指标发生变化时，地震灾害发生与不发生的概率之比的对数变化值，实际意义就是土地抗震适宜性评价各指标的权重值。由此得到Logistic方程：

利用GIS对各评价指标进行叠加，得到城市土地在多因素影响下发生灾害的量化结果。由灾害发生概率和土地抗震适宜性等级的关系，见表3，得到南通城市土地适宜性定量区划结果，见图9。

4  结语

本文给出了定量化的城市土地抗震适宜性评价方法，并对南通城市土地进行了抗震适宜性区划，但由于收集的地质资料限制，赋值精读有待提高，且评价指标和赋值并非固定值，如何动态的调整评价指标，监测赋值变化，将是后期需要研究的重点。

参考文献：

[1]梅芹芹，龚绪龙，史雅栋，等.江苏沿海地区工程建设地质适宜性评价[J].地质学刊，2018，42（2）：317-322.

[2]郑桂森，卫万顺，王继明，等.城市区域地质条件适宜性评价定量化指标研究[J].城市地质，2018，13（1）：9-17.

[3]杨贵芳，闫玉茹，程知言，等.南通市地下水开采与地面沉降关系[J].南水北调与水利科技，2015，13（6）：1168-1171.