影響地質災害形成的自然因素眾多,歷史地震地質災害發生的數量、分布范圍、活動規模都直接反映了地層巖性、地形地貌、現存新老滑坡以及有關地震動力環境對地震誘發地質災害的控制作用;此外,土地利用、地下水、植物條件等因素也對震后地質災害形成起到一定程度的影響。本文采用統計學方法，對研究區山地災害點與各因子的每個屬性進行相對頻率組合的定量計算方法，綜合天水市秦州區震后地質災害發育情況，本次危險性區劃分析中選用了10個影響因子，主要包括：地質構造、地形坡度、海拔高程及水系發育情況等。

地質構造

地質構造因素對地質災害點的發育控制作用十分明顯，在區域地質構造比較復雜，褶皺比較強烈，新構造運動比較活動的地區，地質災害比較發育。其影響主要表現在：①地質構造決定了地貌形態的分布，對地質災害發育的臨空條件起到間接的控制作用；②地質構造帶巖石破碎、風化嚴重，使得邊坡的連續性和完整性受到破壞，是地下水最豐富和活動的地區，降低了巖體的抗剪強度；③在構造應力作用下，巖體內節理、裂隙發育，為崩塌發育提供了條件；④活動斷層造成地表破裂，巖層結構發生破壞，非活動斷層作為地震波的反射界面，可能導致巖體的拉力破壞；⑥斷裂構造控制著水系的發育和人類工程活動的分布，對地質災害的威脅對象起到間接的控制作用

研究中，通過GIS軟件緩沖區分析和數據統計功能，對研究區內災害點與斷裂距離分布關系做了統計：首先，對研究區內的斷裂做距離緩沖處理，分別得到0-500，500-1000，1000-2000及大于2000米四個緩沖區；然后利用GIS統計功能，對每個緩沖區內的災害數量、緩沖區面積進行統計，計算每個緩沖區內災害點密度。詳細數據如表5-1-4所示，災害點與斷裂的分布關系和敏感性關系，如圖5-1-1所示。

表5-1-4研究區地質災害點與斷裂距離統計關系

圖5-1-1 斷裂構造與地質災害分布關系圖

地質災害頻率

對天水市秦州區按1km*1km網格進行離散，形成2534個空間離散網格，依據災害點在網格上的分布，進行基于GIS的統計。該計算包括單元面積上災害發生的頻率及地質災害面積模數比。

地質災害頻率比：設第(i,j)單元內災害頻率為f(i,j)，單元面積為S(i,j)，單元內災害的頻率密度為ρf(i,j)，整個研究區面積為S，災害總數為f，總頻率密度為ρf，則：

第(i,j)單元格災害頻率比為：  Rf(i,j)=ρf(i,j)/ρf

其中，ρf(i,j)=f(i,j)/S(i,j)；ρf=f/S。

地質災害面積模數比：設第(i,j)單元內災害體分布面積為Ss(i,j)，單元面積為S(i,j)，單元內災害的面積模數為ρs(i,j)，整個研究區面積為S，災害點總面積為s，總面積模數為ρs，則：

第(i,j)單元格災害面積模數為：RS(i,j)=ρs(i,j)/ρs

其中，ρs(i,j)=s(i,j)/S(i,j)；ρs=s/S。

經計算可得，單個像元上最大出現地質災害的頻率為8。對空間災害點的頻率分布進行歸一，可形成圖5-1-2災害發生頻率歸一化分布圖及5-1-3地質災害面積模數比歸一化圖。

圖5-1-2地質災害頻率比歸一化圖

圖5-1-3地質災害面積模數比歸一化圖

坡度及坡度變率

利用工作區1：5萬DEM數據提取坡度數據。根據前文中的分析，由于工作區內滑坡、崩塌災害主要分布于10°～60°之間的斜坡，10°以下斜坡基本不發生滑坡、崩塌等災害，因此本次評價將60°以上斜坡的易發程度定義為1，10°以下易發程度定義為0，將坡度數據進行0～1之間的線性歸一化，得到坡度歸一化結果圖。

坡度變化率是對地形基本因子——坡度變化情況進行量化的指標，由于斜坡拉張應力區的分布與斜坡坡度呈正相關聯系，因此隨著斜坡坡度變化率增大的斜坡坡腳地帶形成的最大剪應力也不斷增大，斜坡也就愈容易產生變形破壞。本次通過DEM對全區坡度變化率數據進行提取，然后進行0～1之間歸一化處理之后參與評價。

圖5-1-4坡度歸一化圖

圖5-1-5坡度變率歸一化

坡向及坡形變率

坡形可以利用地表的曲率進行描述和量化，直線形和凸型斜坡在曲率上的體現是曲率≥0，凹型坡和階梯型坡的曲率＜0，因此，可利用ArcGIS平臺從DEM數據中提取調查區地表曲率信息，(平面曲率

I、激活坡向數據。

II、從【Surface】菜單中選擇【DeriveSlope】命令。

III、生成平面曲率層面Slopeof Aspect

然后進行斜坡坡形的歸一化。由于滑坡和崩塌主要發育在直線型斜坡和凸型斜坡上，因此，當曲率＜0時，坡面為凹型或階梯型，易發程度最低；當曲率＞0時，坡面為直線型和凸型，易發程度較高，按照曲率的大小進行0～1之間的線性歸一化，得到斜坡坡形指標歸一化結果（圖5-1-6，5-1-7）。

圖5-1-6坡向歸一化圖                

圖5-1-7坡形曲率歸一化圖

海拔高程

海拔高程對地質災害的控制作用主要表現在，一方面，海拔高程影響了地下水的分布，特別是潛水層的分布，松散巖土體構成的斜坡體內的地下水多為潛水，高程越高，潛水分布越少，對斜坡的影響越小。另一方面，海拔高程對人類活動范圍起控制作用，人類大多居住在海拔較低的河流沿岸，也多在海拔較低的地方進行生產活動，如開墾耕地。這些因素影響著地質災害的發育。因此，海拔高程也是地質災害危險性評價考慮的因素之一。利用DEM的高程信息進行求解，最后進行柵格化和歸一化處理（圖5-1-8）。

圖5-1-8海拔高程與災害點關系

溝壑密度

前已述及，溝壑密度是地形發育階段和地表抗蝕能力的重要特征值，對地質災害的發育有重要的影響作用。本次工作主要利用ARCGIS平臺中的Hydrology工具集，基于工作區1：5萬柵格DEM提取各流域單元的溝壑密度（圖5-1-9），主要步驟如下：

1、對工作區dem數據進行洼地填平。

2、利用GIS水文分析，得到提取區域的水流方向矩陣、水流累計矩陣。

3、給定不同集水閥值，將水流方向累計矩陣中高于此閥值的格網連接起來得到矢量的溝壑網絡。

4、對上一步提取的不同集水閥值下的溝谷網絡依據與實際形態的擬合程度進行對比分析，確定提取水文網和溝壑流域網絡最終的集水閥值。

5、利用上一步確定的集水閥值分別提取水文網和流域溝壑網絡，并計算各流域的溝谷總長度和面積。

6、依據得到的溝壑總長度和面積求得各流域的溝壑密度值。

7、將各流域的溝壑密度進行歸一化處理并轉換為柵格數據參與評價。

圖5-1-9溝壑密度圖

植被指數

通過天水市秦州區1999年8月ETM+遙感數據，選擇近紅外波段4和可見光紅波段3，進行計算求取植被指數NDVI，之后將計算結果進行歸一化處理參與評價（圖5-1-10）。

圖5-1-10植被指數圖（NDVI）

水系發育

水系是誘發因子中對地質災害影響較大的一個因素，基于DEM提取區內水系發育情況，參與易發性評價，500m緩沖區內，近30%災害點落入區內，如緩沖區達到1000m，則災害點個數達到120余個，占60%以上。（圖5-1-11）。

圖5-1-11 水系發育與災害點關系圖

人類工程活動

人類工程活動對地質環境的影響是極為復雜的，區內對地質環境改造較為強烈的人類活動即為公路、鐵路等線狀工程的修建，本次評價將工作區內的公路（包括國道、省道及縣主要干道）、鐵路做為基準線，間隔500m做緩沖區分析，分別向兩邊做三個緩沖區，再經柵格化和歸一化處理后參與評價（圖5-1-13）。

圖5-1-13人類活動歸一化圖