① 區域地質環境脆弱性評價方法
基於ArcGIS平台,將區域地殼穩定性、斷裂帶分布、海拔、地表起伏度、植被覆蓋度、地表濕潤指數、土壤可蝕性、土壤侵蝕強度和岩溶分布等9個脆弱性指標圖層進行線性變換歸一化處理,使結果落到[0,100]區間,得到各指標標准值圖層;運用因子相關分析法,分析9個脆弱性指標間相關性;應用主成分分析法,將相關性顯著的重復的要素刪去多餘,重新組合成一組新的互相無關的綜合脆弱性要素;以主成分要素對應的方差貢獻率作為權重,應用綜合指數模型,完成地質環境脆弱性綜合評價;在區位理論及空間統計的支持下進行分區,將全國劃分為微度、輕微度、輕度、中度、重度和極度等六類脆弱區。
(一)歸一化
歸一化處理,線性變換轉換函數如下:
生態文明視角下地質環境調查戰略研究
式中:X為指標x的標准值;xmax為指標x樣本數據的最大值;xmin為指標x樣本數據的最小值。
(二)因子相關分析
在spatial analyst工具的多元分析中進行波段集統計,分析上述9個指標的相關方向和相關程度。皮氏積矩相關系數是衡量兩個隨機變數之間線性相關程度的指標。它由卡爾·皮爾森在1880年提出,現已廣泛地應用於科學的各個領域。對於變數x、y,皮氏積矩相關系數為:
生態文明視角下地質環境調查戰略研究
式中:rxy為皮氏積矩相關系數;
(三)主成分分析
基於ArcGIS平台,在spatial analyst工具的多元分析中進行主成分分析。主成分分析工具用於將輸入多元屬性空間中的輸入波段內的數據變換到相對於原始空間對軸進行旋轉的新的多元屬性空間。新空間中的軸(屬性)互不相關。第一個主成分V1(第一個線性組合,即第一個綜合指標)將具有最大的方差,Var(V1)越大,表示V1包含的信息越多;如果第一主成分不足以代表原來m個指標的信息,再考慮選取V2即選第二個線性組合,V1已有的信息就不需要再出現在V2中,用數學語言表達就是要求Cov(V1,V2)=0,則稱V2為第二主成分,第二個主成分將具有未通過第一個主成分描述的第二大方差;依此類推,可以構造出其他主成分。
(四)綜合指數模型
地質環境脆弱度採用下式計算
生態文明視角下地質環境調查戰略研究
式中:V為區域地質環境脆弱度;Vi為採用主成分分析方法所獲得的第i個綜合變數;n為綜合變數個數;m為一級指標個數;λ為主成分變數對應的特徵值。
② 區域地理環境特徵的分析方法
1.從自然地理環境影響分析:包括地理位置,地形,氣候,土地及礦產資源.
2.從人文地理環境分析:包括人口,工業,農業,商業,旅遊業,交通運輸情況等.