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本文譯自Environmental Geology,2002(41）∶765～775。
Alberto Pistocchi1Lucia Luzi2Paola Napolitano3著
朱汝烈4譯校
（1Studio di Ingegneria per I'Ambiente e il Territorio,Viale G.Carducci,15,47023 Cesena,Italy；2IRRS-CNR,MiLan,Italy；3ACTA Studio Associato,Naples,Italy；4中國地質調查局水文地質工程地質技術方法研究所，河北保定，071051）
【摘要】此案例研究，源于將不同概率的預測模型[貝葉斯（Bayesian）概率、模糊邏輯、“與”、“或”、“總和”、“產出”、“灰度（非線性）”運算以及必然性因素等]，用于編制意大利亞平寧山脈北部的丘陵和山岳地區(qū)滑坡災害地圖。利用7個數(shù)據層來檢驗非常脆弱的區(qū)域：巖性、與地質構造線的距離、年降雨量數(shù)值、土地覆蓋類型、地形坡度和坡向，以及與水文網絡段的距離。與用預測率指數(shù)預測的不同結果進行了對比和縝密的討論，以評價這種易于運用、適宜有效的數(shù)據庫在土地規(guī)劃中使用價值的可能性。
【關鍵詞】支持性函數(shù) 整體化模擬 滑坡災害 空間數(shù)據庫
1 導言及一般論點
近幾年來，全歐洲各地方及規(guī)劃部門在建立空間數(shù)據庫方面有了長足進展。然而，很多數(shù)據庫似乎對決策支持仍然不起作用，而且其使用的有效數(shù)據經常是純粹土化的。特別是，最終數(shù)據使用者和決策者對于有關地理信息系統(tǒng)（Geographic Information Systems——GIS）的模擬能力，近乎于毫不知曉的狀況。極少有地方政府機構在日常的決策中采用預測模型作為其有效支撐。
地理信息系統(tǒng)為詳細的空間特征模擬帶來巨大的能力，并且許多地方政府現(xiàn)在已擁有GIS技術，為其使用提供了方便條件。人們在對自然界現(xiàn)象進行日常習慣性觀察時，這一重要信息有變成一種更有力的方法手段的潛在可能嗎？
出于參與規(guī)劃和目標共享的需要，地學家已經注意到確定的共享資源在用于規(guī)劃和決策支持中做出的評估具有何等重要性的有關闡述。一些人強調地球科學地圖在制定政策和土地使用規(guī)劃過程中的作用。據他們的觀點，災害地圖（hazard maps）的主要作用是，為決策者提供有關土地開發(fā)規(guī)章條例定義問題的正確觀點。
基于自然現(xiàn)象之間因果關系的預測模型，已被水文工作者、地球科學家、環(huán)境分析家和工程師廣泛地應用于自然風險評估、自然資源管理、污染防治與土壤改良及環(huán)境影響評估等領域。然而，就諸如滑坡這一自然災害場合而言，要建立一個能在區(qū)域規(guī)模內可靠適用的模式似乎相當困難。一些人探究產生這一困難的原因，認為主要是受模型和數(shù)據的限制。與其他風險管理的角度不同，很少有管理者探索過有關定量模型的應用問題。
滑坡災害制圖的傳統(tǒng)方法，依賴地質學家和地貌學家的經驗觀察、鑒定（通過對現(xiàn)場特性的直接觀察和遠距離的檢測報告）來解釋滑坡發(fā)生的特征。這樣雖有相當可能判明既往事件，但是在撇開專家主觀性及定性判斷的情況下，幾乎不能支持任何預測。
近幾年來，已經提出了基于成帶現(xiàn)象的大地構造模型。然而，基于大地構造模型的計算方法，或者說實際上是基于指數(shù)疊加的方法，限于數(shù)據不足或數(shù)據質量的低下，盡管其自然基礎相當穩(wěn)固，仍經常是不可靠的。
另一方面，通過“客觀”的可復制模型進行的預測，分析家對可能的、有限的隨機選擇感到興趣。特別是下列這些情況：
·當具有相當重要性的規(guī)劃設想涉及到社會沖突時；
·當現(xiàn)象不容易覺察時；
·當對覆蓋整個所關心區(qū)域的現(xiàn)象做詳細測圖所耗費用過于高昂，因而有必要對那些需更深一步了解的區(qū)域進行“篩選范圍”模擬的時候。
一般說來，模擬過程與決策很相似，而且其工作具協(xié)調性和基礎性。災害地圖之所以合理的一個理由，是通過專家的專門鑒別，可用模擬方法學的手段再現(xiàn)、復制，可以有助于認識的社會構成，亦即在管理者、社區(qū)公眾以及科學家之間分享正確的決策準則。
這一原因導致開展使用概率進行預測的可能性的調查研究。在這些探索過程中，充分運用有關滑坡事件的先驗性知識，通過合理地確定參數(shù)，用模糊的、或隨機的地圖套疊方法進行概率預測。
在最近幾年，對這種方法做了很多探索。所有這些方法已經比較廣泛地使用于敏感性分析或不同方法的性能對相同案例的研究。目前，在這些應用中存在的主要困難是不同的地圖的對比。
有人提出了一種解決問題的構想，以完善繪圖功能。在那些作者們的工作中，顯示了概率、模糊的范疇，并可用現(xiàn)象發(fā)生地區(qū)最支持性的探測功能——例如滑坡或者礦藏——來證明。這些技術通過推測、校核而發(fā)揮效用；對其他諸如神經和貝葉斯（Bayesian）網絡等方法，其共通特征與一般的數(shù)學模擬近似。以這種方法能輕易地找出一種稱之為預測比率的獨特標準，它主要用于比較不同預測地圖，堪稱使模型具有良好性能的有效措施。對其解釋如下：支持性函數(shù)的用途在于以產生至少包含科學家基于規(guī)章的判斷，即可從現(xiàn)場經驗獲得的、預測大部分正確的地圖為目標。當然，隨后由于專家對現(xiàn)象認識和理解的逐步深化在評估期間必然要求選擇多種模擬。同時，由于協(xié)調不當而產生變量的假定概率，以及數(shù)據缺乏和不可靠，也可引起謬誤的結果。不過，運用定量法可以使模型的校準和確認能夠支持預測的透明度和合理性。支持性函數(shù)模擬方法最近已在專門為其安排的某些案例研究中應用。
本文目的在于，探討支持性函數(shù)模擬對用現(xiàn)有的數(shù)據庫標準認定的滑坡事件，編制災害地圖的可應用性，并且檢查這種方法在現(xiàn)有的數(shù)據庫里信息的運用中如何改進，以與其他技術（例如，每個巖性單位的滑坡頻率編圖或者純粹的滑坡目錄清單似的繪圖）相比較。
支持性函數(shù)模擬也可用于構建數(shù)據庫的概念性設置：數(shù)據的收集嚴格依賴于在理論框架上對最佳可用信息的準確理解。
2 理論背景
很多作者指出，數(shù)值技術的使用與那些對相關現(xiàn)象自身屬性的局部價值認為值得關注的事件相聯(lián)系。屬性被認為是事件的證據因素，“或然性”、“可能性”或者發(fā)現(xiàn)事件的“可能”程度，在一定意義上與每個相關屬性的存在非常符合。假定 A是已進行分析的定義域，而 F是被檢查的事件現(xiàn)象。若 r數(shù)據層為有效數(shù)據，則對于每一個屬性種類中的mk來說，設定k=1，…r，便可對每個數(shù)據層定義一個分配函數(shù)：
地質災害調查與監(jiān)測技術方法論文集
它將 A的每個象素分配到k層序列中的一層中；可以為每層確定另一個函數(shù)：
地質災害調查與監(jiān)測技術方法論文集
在這種情況下，地圖在每個層里出現(xiàn)一個數(shù)值下降的間隔[a,b]。在此，a和b取決于分析者（如稍后將指出的那樣）所做的進一步假定。這個數(shù)值代表支持性（favorability），即假定一旦遭遇某種特殊種類屬性現(xiàn)象出現(xiàn)時的可靠程度。
對作為每個數(shù)據層的函數(shù)成分 V和R被定義后，支持性函數(shù)可表示為：
地質災害調查與監(jiān)測技術方法論文集
間隔極值 a,b必須由分析家據其“可靠性”的解釋而定，若認為可靠性與“可能性”相同，則 a=0,b=1。若令可靠性范圍等于確定性系數(shù)，則 a=-1,b=1。如果選擇不同的方法，則可能需要另外的數(shù)值。
支持性函數(shù)在本項目中的不同用法將在本報告中予以陳述。
若支持性假設為與特定現(xiàn)象 F相關，設定與事件的可能性一致的屬性種類為E1，…，E。，然后根據貝斯定理，按 E1，…，E。獨立條件假說，可寫為：
地質災害調查與監(jiān)測技術方法論文集
在ppsI中，I=1，…，n，是發(fā)生必然屬性種類的優(yōu)先概率，并且可用該屬性種類存在的總面積的百分比進行估算。pps1至n作為屬性種類的先期共同可能性考慮；這可以作為全部種類共同發(fā)生的總面積的百分比。ppaI,I=1，…，n是觀察到的F對于屬性種類Ei事件的可能性；這可以根據公式計算。ppaI=1－(1-(areaI)-1)nb(I），其中areaI是符合i系列條件的面積，而nb(i）是與F條件也符合的i系列的面積。psF是所有覆蓋整個區(qū)域的F的優(yōu)先概率，并可用所有符合F條件面積的百分數(shù)算出。
按此法則，一張地圖可以由發(fā)生的屬性種類的每種組合的計算編制出。這可以通過常規(guī)交叉作業(yè)程序，在GIS的柵格內操作完成。
如果使用確定性系數(shù)，則運算法則作如下相應變動：
（1）一種屬性種類的確定性系數(shù)可以定義為：
地質災害調查與監(jiān)測技術方法論文集
式中：I=1，…，n;n是作為原因因數(shù)的主題數(shù)據種類的數(shù)量。
（2）對兩個數(shù)據種類來說，確定性系數(shù)根據下列法則計算：
當 CF1和CF2均為正號，那么 CF1+2=CF1+CF2-(CF1×CF2）；
若 CF1和CF2符號相反，則 CF1+2=CF1+CF2/{1-min(|CF1｜,｜CF2|))；
若 CF1和CF2均為負號，則 CF1+2=CF1+CF2+(CF1×CF2）。
（3）程序通過首先計算 CF1+2=CF12，然后 CF13=CF12+3等等，按此重復操作可獲得更多的圖件。
作為最后的方法，采用模糊集合論通過計算“模糊總和”、“模糊產出”，“模糊與”、“模糊或”以及“模糊非線性函數(shù)”。所有這些函數(shù)都是在假設 F存在的可能性預測值等于給定的種類EI（即 ppaI）的條件下進行運算的。它們是：
·“模糊與”＝min(ppaI）,I=1，…n;
·“模糊或”＝max(ppaI）,I=1，…n；
·“模糊結果”＝Ⅱ（ppaI）,I=1，…n；
·“模糊總和”＝1－Ⅱ（1-ppaI），I=1，…n；
·“模糊非線性計算”＝（模糊總和）（模糊結果）1－γ，γ是0:1范圍的參數(shù)。
按此方法，可確定編制覆蓋層地圖的法則，以便分析家能評價覆蓋整個研究地區(qū)的不同事件屬性數(shù)據差別，并有助于進一步識別存在更多現(xiàn)象的場地。這些計算結果代表與被認為屬于有利性的現(xiàn)象相關指標的數(shù)目。必須注意到，除已描述之外，根據相應的資料證據分量、可信功能、線性回歸覆蓋概率以及其他諸多條件，可采用不同的技術。
必須指出，優(yōu)先概率psF需要對確定性系數(shù)的估計測定而計算獲得，但將它用于絕對邊界條件是無意義的，因為要預知未來的滑坡事件的可能性實際上幾乎是不可能的。預測根據的理由必須在概括全部條件求得支持性指標后，方可確認，而不能以對災害的數(shù)字計算結果為依據。
3 應用
用于本案例研究的地區(qū)在意大利（圖1）北部的薩維（Savio）河流域。區(qū)域地質概況基本上為泥灰?guī)r和沙巖組成的一個沉積盆地?？筛敿毞譃橐韵?種主要的地質巖層：
圖1 研究區(qū)位置圖
（1）托爾頓階（Tortonian N1）為灰色砂質和泥質濁流沉積巖，是主要地質巖層，并出露于這條主要溪流兩側。
（2）由微晶質石膏與泥質粘土和沙層互層組成，而其基底為含硫石灰?guī)r地層。
（3）由泥質巖、砂質巖和礫巖3層構成，全部含有灰?guī)r層。
此外，還有淤泥質泥灰?guī)r層、晚始新世砂巖地層、上新世粘土以及混雜堆積的粘土層出露地表。
該地區(qū)被大量滑坡覆蓋，在不同的地質單元內，大多數(shù)情況下是以滑移型或泥石流型的運動形式發(fā)生。而且，有的地區(qū)有巖石崩落，并存在塊體平移運動，然而對它們均未做過分析。研究過程中使用的數(shù)據由埃米利亞·羅馬格納地區(qū)地質調查所（Regione Emilia Romagna Geological Survey）提供。
用于本案例研究的數(shù)據庫由若干主題層構成，它們涉及：
·線性構造（斷層，向斜和背斜），比例尺1:50000；
·巖性單元，比例尺1:50000；
·根據CORINE歐洲工程指南協(xié)議，從TM陸地衛(wèi)星映像獲得的土地覆蓋情況，比例尺1∶50000：
·數(shù)字地形模型（DTM），根據從Regione Emilia Romagna地方當局的地圖數(shù)據庫中獲得的、通過計曲等高線內插、等高距為50m的等值線制成；
·整個地區(qū)的7個降雨計量站的降雨測量數(shù)據；
·數(shù)字化水文網，比例尺1:10000。
必須強調，數(shù)據庫的分辨度非常低劣，另外，數(shù)據在比例尺上很不均勻。有人會認為特別是當與平均滑坡面積進行對比時，地形信息明顯很不精確，因而成為非實際滑動的運動學的代表。這項研究的目的是評價現(xiàn)實世界數(shù)據庫的預測能力（前已闡述），必須意識到，重要的不是做出可靠的災害地圖，因為最好的信息雖已被應用殆盡，但不可能有任何更深遠范圍的調查和數(shù)據可供獲取。正如在以下內容所強調的那樣，與土地計劃的預測相比較，評估的結果將為數(shù)據庫的改進給予更多的輸入內容。
從DTM數(shù)字地形模型中形成了坡度和坡向地圖，并用固定的數(shù)值間隔對坡度做了分級。
對線性構造的距離做了計算，目的在于評價構造干擾對坡體穩(wěn)定性的可能影響。以對柵格地圖和柵格化作為計算結果。
分析了降雨資料，以查明高程與年降雨量之間的關系。從這兩個變量的一個回歸方程發(fā)現(xiàn)：y=0.7086x+708.19(R2=0.66），x為海拔高程（m）,y是超過30年的長時間級數(shù)降雨量的總平均值（mm/a）。后來用該方程式做了一幅連續(xù)降雨地圖，結果明確顯示，DTM既像降雨特征的指示劑，同時也猶如位能釋放的一個顯示器。
應當注意，過高的高程與降雨的相互關系相當微弱，而更進一步的分析則要求更好地描述該地區(qū)的實際降雨分布情況。然而，依據現(xiàn)有數(shù)據，僅能說明已經適當?shù)夭槊髁私涤攴植嫉囊话阙厔荻选?/p>
盡管概念上的差異特性可以在滑坡的現(xiàn)象情況與所需的因素之間梳理出來，然而，當其他所需要特征都存在的情況下，恰恰只是“要素”觸發(fā)了滑坡?？梢哉J為，所有這些數(shù)據層都可能具有優(yōu)先意義。
至于存在滑坡可能性的數(shù)據，只能依賴地方當局的土地不穩(wěn)定情況報表獲得。應著重指出，數(shù)據庫適用于構建GIS的長時間序列分析。而且，其數(shù)據的密度和分布，按統(tǒng)計學來看，屬具典型意義的現(xiàn)實滑坡分布?？梢宰C明，事實上，當為貝葉斯程序培養(yǎng)的數(shù)據集不是足夠大（并且排列也不足夠隨機）——這關系到對分區(qū)性隨機變量的獲得——的時候，按定量評價的觀點衡量概率綜合模擬，是毫無意義的。本案例中，滑坡發(fā)生的優(yōu)先總和有利性條件（級別—特殊）的概率ppa1和psf，需由專家們判定。而且，選擇滑坡的類型和年齡以便培養(yǎng)數(shù)據系列是重要的，這樣的系列可照顧到同類滑坡。已有人進行了關于“泥石流”和“崩滑泥石流”類型滑坡的分析，認為通常發(fā)生在局部地區(qū)。在本研究項目中，僅在編制一些圖件時有效地應用。
地區(qū)土地不穩(wěn)定性報表記錄也考慮了巖石崩落、塊體滑動以及潛在不穩(wěn)定的地段，但是這些沒包括在分析過程中。圖2顯示了用于分析的數(shù)據層。
被考慮的全部主題的數(shù)據原則上有相互關聯(lián)的可能性。由于多余的信息將可能導致無效結果，因而做一些嘗試性計算。為了分析的目的，已進行了一次對7個主題條件（即，降雨地圖、巖石學、土地覆蓋、坡度、坡向、與水文網的距離及與線性構造的距離）的聯(lián)合性試驗。7個主題條件分類列入獨立的圖例內，并作為促使滑坡體產生活動的條件在地圖上的識別標準。
對每一個地圖偶對做了4個指數(shù)的聯(lián)合計算：
·x平方（x2）指數(shù)；
·克拉默（Cramers）指數(shù)；
·意外事故指數(shù)；
·共同信息不確定性得分。
這里，第一個指數(shù)被確定為：
圖2 用于預測的原因因素主題圖
地質災害調查與監(jiān)測技術方法論文集
式中
地質災害調查與監(jiān)測技術方法論文集
而 T＝象素的總數(shù)，Ti＝地圖1中 i類象素的數(shù)量，Tj＝地圖2中 j類象素的數(shù)量。指數(shù) n和m分別是在地圖1和地圖2中的種類數(shù)目。
克拉默指數(shù)（V）和意外事故指數(shù)（C）確定如下：
地質災害調查與監(jiān)測技術方法論文集
相同符號的含義相應同前，同時 M取（m-1,n-1）的最小值，而 n和m分別是兩幅圖中每一幅中的數(shù)據種類的數(shù)目。
圖幅偶對 A和B的共同信息不確定性得分取決于：
地質災害調查與監(jiān)測技術方法論文集
其中
地質災害調查與監(jiān)測技術方法論文集
n、m分別是在地圖A和地圖B里種類的數(shù)量，而Pij則是在地圖A和B的交會線上i和j種類的像素數(shù)量分別對像素總量的比率。Pj是地圖A中種類j的像素總數(shù)量，而 Pi表示種類i在地圖B中的總像素。
上述指標可判斷一個地圖偶對之間的協(xié)調性尺度。x平方指數(shù)給出協(xié)調性（無上邊界的）絕對尺度，而對其本身沒用；V和C表示區(qū)域內預防標準的尺度[0,1]，它們越是接近1，則兩張地圖之間的聯(lián)系越強。這3個指標結合使用，可提供關于聯(lián)系性的一個綜合尺度標準，并允許我們超越一套地圖從不同角度去比較像對的聯(lián)系性。通常，可能注意到3個指標呈現(xiàn)如所期望那樣非常相似的反應。不確定性共同信息記錄也可用于確定由前面的指標測定的聯(lián)系性模型，并假定在0（完全獨立的地圖）和1（完全聯(lián)系的地圖）之間改變。表1展示了如上所述的地圖計算的指標。
表1 數(shù)據層之間的聯(lián)系性指標
盡管未使用計算的指標，在嚴格條件下，對于確定貝葉斯條件（比非聯(lián)系性質更強）的獨立性，這些由全部數(shù)據層推斷而得出的聯(lián)系性指標，可能應當是獨立的。
正如分析所指出的，必須被注意到，滑坡顯示出與巖石學的某種聯(lián)系（只有一個滑坡，巖石學主題由于共同信息的不確定性，具有非相關性），并與海拔高程/雨量以及地表覆蓋存在空間聯(lián)系趨勢。
應當指出，若從因果關系以外的因素看來，巖石學與海拔高程/雨量和土地覆蓋是相關的，而與坡度之間的聯(lián)系較弱，與其他主題的聯(lián)系則極少或無聯(lián)系。提供給研究項目的不甚適用的DTM似乎是造成這一現(xiàn)象的首要原因。除在坡度和降雨量/海拔高程之間的微弱的聯(lián)系外，其他聯(lián)系可能均未予考慮。
根據當?shù)氐刭|調查所的分析似乎也得出同樣的結論，巖性的因素僅僅用于編制滑坡災害圖以及擬定作為滑坡災害指標的每個巖性單位的滑坡頻率。
在每次運算期間，只有已知滑坡（通過隨意抽樣選擇）的一半用來生成預測地圖，然而剩下的東西，應當視為同樣有效的數(shù)據群。作為滑坡災害預測嘗試，最先使用潛在原因因素，而在第2次試驗過程中，只使用了3個最為相關的因素，這將在后面的章節(jié)中予以解釋。
4 結果討論
支持性函數(shù)的計算如以下將予以描述的那樣，是在不同的模擬假定前提下進行的。每一幅由計算生成的良好地圖的預測能力，用曲線的預測比率進行測試。這種曲線，是通過研究地區(qū)的累積百分率標定分類，以支持性評定數(shù)值的遞減量（遵循上面提到的各種法則）作為橫坐標，以滑坡地區(qū)的累積百分率作為縱坐標而做成的。據說，當預測的滑坡百分比與區(qū)域最大值的20%相一致時，便是對模型預測能力的良好評估。更廣泛的觀念是，曲線越是有規(guī)則的接近縱軸，則預測越加吻合。相反，若更多的曲線靠近45°直線，則說明組合因素造成預測靠近支持性數(shù)值的隨機分布范圍，這種預測的有用價值極小。在因果因素中，已經認識到水文網絡所起的作用較小，這是因為為其所擬定的細節(jié)，要比其他因素的精密度高得多。乍看起來河流切割“遍布”各地，因而不便于將滑坡分布與它和水文網絡的距離加以聯(lián)系。因此，在因果因素中沒有包括河流水系。
在圖3中對已考慮的6個因果因素的預測比率，逐個予以顯示。本項目中，預測者估計的條件頻率ppaI,I=1，…n（發(fā)生滑坡事件的條件概率，給定的種類 i）適于每個主題內的每一個種類。
圖3 原因因素預測的比率——使用整個滑坡封閉折線和條件頻率
第一步計算用作證據的數(shù)據，來自圖解滑坡活動的全部封閉折線?；卤环纸獬蓛蓚€隨機取樣組，其中一個用于標定，而另一個用于證實。計算作業(yè)使用了3個最相關的主題（巖性、土地覆蓋以及海拔高程/雨量），遵照先前描述的指標。預測比率曲線用圖4顯示。
進一步使用所有的6個指標進行了計算，其預測比率用圖5顯示。
我們注意到，由于整個滑坡體均被繪制，因而這可能會含有一些精確性的偏差；由于因果因素的集合，致使滑坡觸發(fā)點和滑坡前緣不相同。因此，在每個滑坡封閉折線內預測，只使用最高點；若從物質運動的運動學原理考慮，觸發(fā)點應當在最高位置。6個因果指標在此假定前提下計算的預測比率，如圖6所示。
圖4 7位預測者預測的比率——使用3個因果指標
（巖石學、降雨量和土地覆蓋）和整個滑坡封閉折線
圖5 7位預測者預測的比率——使用所有6個相關的原因指標和整個滑坡封閉折線
7位預測者使用3個和6個因果指標的預測比率，分別用圖7和圖8顯示。
就輸入數(shù)據的相關性而論，表明使用坡度、坡向和雨量分布（即更準確的DTM和雨量——由更區(qū)域化的降雨計量器獲得的數(shù)據）具有更好的代表性，將使結果得到改進。一旦得到新數(shù)據，分析者們便可重新評價其對預測的潛在影響。
從預測比率的比較中可以確定：
·當使用6種因果指標代替3種與滑坡關聯(lián)性更好的指標（巖石學、土地覆蓋以及雨量）時，似乎沒有明顯的改進；在兩種情況下的預測表現(xiàn)得非常近似，這恰似對種類群用了修整清除器，然而更多的指標是被應用了的。
·更進一步的清除效果可由只用觸發(fā)點，而無需考慮滑坡整體來作為證據。這不至于帶來地圖總體預測能力的惡化；但同時也須顧及到，過量的清除有可能會導致繪圖的可靠程度降低乃至消失。
圖6 只使用觸發(fā)點因果指標預測的比率
圖7 7個預測者只使用3個因果指標（巖石學、土地覆蓋和降雨量）和觸發(fā)點預測的比率
圖8 7個預測者使用6個相關因果指標和滑坡觸發(fā)點預測的比率
·巖石學在原因指標的預測比率圖解中，無論如何顯然具有更高的預測能力（如此則可理解，為何當?shù)氐刭|調查所單獨選擇了將這個主題層用于災害制圖），當然還包括土地覆蓋和降雨。然而并非其他全部主題都與預測相關。
·在本案例研究過程中，除貝葉斯可能性的情況外，7位預測者所用的預測表現(xiàn)得極其近似。然而數(shù)據的有效分布性是非常敏感的，當整個滑坡體被用作證據，并處于模糊“或”、“與”的某些場合時，則預測均近乎為隨機性的。通常，似乎確定性系數(shù)是預測者在這一具體案例的研究中最有用的手段，雖然在每種情況下，一些預測者以預測比率曲線和預測地圖所作出的預測實際上相同。
圖9顯示了在本案例中，進一步顯示了將3個因素與作為主題證據的觸發(fā)點共同配合使用時的7種預測。這是本案例研究過程中探討的情況之一，它具有更好的預測比率，并且可能對滑坡災害成帶性作出最佳的基礎性思考，顯現(xiàn)了當前的認識狀態(tài)。
圖9 根據7種預測做出的預測地圖
5 結論
本文討論的方法是使用數(shù)字模型（較少需要專家的主觀判斷），依據滑坡災害來劃分土地等級。這似乎表明，當客觀預測可從空間數(shù)據庫中提煉出來時，則可以說明其主題有一些“系統(tǒng)”增加的價值，即全部數(shù)據都共同使用比僅只使用某些主題的效果更好。
必須強調，這種方法從現(xiàn)有數(shù)據庫的開發(fā)入手，且保留對每個主題認識的開放、完善。在最好的預測者們各種各樣的測試（確定性系數(shù)、貝葉斯可能性、模糊的操作和其他可能的技術）中，僅能根據各種測試技術的預測能力做出選擇，最后則慎重地使用了預測比率曲線進行預測。
這些分析已經引發(fā)了現(xiàn)有的數(shù)據庫尚屬不健全的認識，當然，僅指為了生成預測模擬使用目的的地形數(shù)據不甚適當而言。這寄希望于未來投入進一步的調查研究并捕獲數(shù)據，以確定一種更佳的數(shù)字化地形模型。只要改進的原因因素地圖一旦產生，或者一個新的原因因素被確認與現(xiàn)象相關，便可能重新進行計算，從而可能產生新的預測圖。預測比率使用的有效性可按實際和有效改進進行檢查，也可用來對數(shù)據收集和巖土工程監(jiān)測的進一步努力指明方向。例如，在本案例研究中，巖性、土地覆蓋以及降雨（如上所述，按高程描述）顯然是滑坡的最相關的因素，因而到目前為止，分析主要致力于這些因素的調查和編圖。更進一步說，準備并使用具有合適解讀能力的DTM顯得很有必要，其目的是為了更詳細地檢查地形數(shù)據的影響。分析也很重視其他主題條件，例如水體高程，對用于危險繪圖時，它可能就變得相當重要。
GIS與CAD的區(qū)別： CAD和GIS之間有大量的技術重疊，兩者都用計算機圖形，相似
的輸入、輸出設備，和生成漂亮的彩色圖像。但是，兩者的相似性到此為至。同GIS相
比，CAD較簡單，這就是隨著計算機圖形學的發(fā)展，它發(fā)展更快的原因。
下面是一個對比：
CAD的幾何形式主要由制圖員構成，而GIS的幾何形狀是由掃描數(shù)字化或測量方法得
到的。
CAD幾何形狀包含水平和垂直線段，通常線段之間的夾角是規(guī)則的。GIS實際上不包
含水平或垂直線段，除了直角，其它的規(guī)則夾角很少。另一方面，形狀破碎的線段，如
等高線和海岸線，則很平常。
在CAD中，圓弧和曲線是基本的，在GIS中，它們實際上不存在。
在CAD中，一個典型的多邊形有四個頂點；在GIS中，一個多邊形可能有上千個頂點
在CAD中，諸如映射、旋轉、比例、拷貝之類的操作頻繁地被用到，在GIS中不常用
在CAD中，目標間的拓撲關系實際上不存在；在GIS中，拓撲是主要的考慮之一。
在CAD中，柵格很少用；但在GIS中，這是獲取地圖庫或衛(wèi)星數(shù)據的一個有效、經濟
的方法。
重慶分公司
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