持续强降雨天气下地质危险区灾害特征提取方法

采用当前方法在持续强降雨环境下提取地质危险区的灾害特征时,不能准确地计算特征因子对应的权重,提取到的特征精准度较低。基于此,提出持续强降雨天气下地质危险区灾害特征提取方法,选取坡度、起伏度、地表切割密度、地表切割深度、河网密度、植被因子和降雨因子作为持续强降雨天气下地质危险区的灾害特征因子。基于专家权重系数通过群组层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)计算个体差异系数和群体一致度系数,采用线性加权法结合个体差异系数和群体一致度系数获得特征因子对应的最终权重,选取权重较高的特征因子作为地质危险区的灾害特征,实现持续强降雨天气下地质危险区灾害特征的提取。实验结果表明,所提方法可准确地计算特征因子对应的权重,特征提取精准度高。     

基于GIS的忠县滑坡危险评价研究

在综合分析忠县滑坡灾害影响因子的基础上,选取地表坡度、地表高程、地形起伏度、距道路远近、距河流远近、汇流累积量以及年均降雨量等7危险评价因子构建忠县滑坡危险评价体系;采用专家系统评分方法对各评价因子进行分级赋值,利用AHP法确定各评价因子权重值,在GIS软件平台上建立各评价因子专题图层;基于综合指数分析方法建立忠县滑坡灾害危险评价综合指数模型,并利用综合指数进行分区评价,最终将忠县滑坡灾害分为微危险、低危险、中危险、高危险4个危险等级区;研究结果表明:忠县滑坡灾害微危险区面积689.18 km2,占总面积的34.39%;低危险区面积643.91 km2,占32.14%;中危险与高危险区面积分别为366.13、334.54 km2,占总面积的17.02%与16.45%。评价结果与忠县滑坡灾害的实际情况项吻合,可用于指导滑坡灾害的防灾减灾工作。     

基于GIS的平昌县滑坡灾害危险性评价

滑坡是平昌县境内发育的主要灾害,结合平昌县滑坡灾害发育特征,选取地层、高程、高差、坡度、坡向、剖面曲率6个因子作为研究区滑坡灾害的危险性评价因子。基于GIS空间分析,利用贡献率权重模型确定各因子的自权重与互权重,根据多因子叠加的原理,建立研究区的危险度计算模型,最终将研究区内滑坡灾害危险性划分为3级:低危险区、中等危险区、高危险区。经过检验评价分区结果符合实际情况。     

一种大规模群决策中评价信息特征提取方法

针对大规模群决策问题(Large-scale Group Decision Problem,LGDP),在多粒度不平衡犹豫语言模糊环境下, 提出了一种决策者评价信息特征提取的方法,同时考虑到决策者们聚类后形成的不同集群间的权重会受其内决策 者差异的影响,定义了离散系数,用于修正集群间的权重;首先,对决策者提供的多粒度语言进行一致化,并得到具 有概率信息的决策矩阵;其次,在计算机视觉分析中,任意图像都是由 RGB 三基色构成,且图像相比于数据更易进 行特征提取,故通过计算决策矩阵中的所有概率数据对应的 RGB 值得到对应的彩色图像,运用特征提取算法提取 决策矩阵中评价信息的特征,避免了现有决策方法难以快速有效提取决策矩阵中关键特征的缺点,且在处理大规 模决策问题时更高效和简洁;之后进一步对决策者进行聚类得到不同的集群,以新定义的离散系数来得到修正后 的集群间权重,然后通过计算净流大小来对方案排序得到最终决策结果;最后,以铁路线路方案的选择为例,说明 了方法的有效性和可行性。     

基于GIS的地表破碎指数计算

为了研究区域地表破碎程度,选取地表起伏度、地表切割密度、地表切割深度3个单因素指标来综合量化地表破碎指数。以数字地面高程模型为数据基础,以地理信息系统为技术平台,对各单因素指标的计算和提取进行了研究;提出了基于粗集和模糊集理论的地表破碎程度综合指标的单要素权重确定方法,建立了综合指标地表破碎指数的计算公式。并以山东省为例进行了指数计算,得到了山东省地表破碎程度图。计算结果表明：山东省地表破碎指数存在明显的地域分异规律,它能够客观、准确地反应出山东省地表破碎程度分布情况,为公路区划、土地规划等的研究提供了依据。     

基于权重模型的滑坡灾害敏感性评价

在GIS环境下,基于主客观综合权重模型编制贵州省滑坡灾害敏感性区划图。选择历史滑坡分布、坡向、至水系距离、地形地貌、高程、岩性、至构造线距离和年平均降雨量作为引发滑坡的致灾因子,应用TFNW(梯形模糊数加权)方法计算二级指标的主观权重。根据历史滑坡的密度,以信息熵权理论计算一级指标的客观权重。最后,应用WLC(权重线性组合)方法,基于GIS平台编制贵州省滑坡灾害敏感性区划图。根据敏感性指标分布,将贵州省划分为4个区域：低危险区、中等危险区、高危险区和极高危险区。结合历史滑坡分布图对分区结果进行统计分析,结果表明滑坡敏感性预测区划图和实际的滑坡发育情况基本吻合,说明TFNW和信息熵理论是有效的滑坡致灾因子赋权方法。     

加权确定性系数模型的滑坡易发性评价

针对传统的滑坡灾害易发性评价中仅考虑评价因子间的一级指标权重或者因子各分级状态的二级指标权重,未能考虑各评价因子各分级状态的综合权重,从而导致评价结果缺乏一定适应性问题。文中提出了将随机森林模型(Random Forest,RF)和确定性系数模型(Certainty Factor,CF)相耦合的加权确定性系数评价模型(Weighted Certainty Factor,WCF)。该模型通过CF模型计算二级指标因子权重,并利用RF模型计算出一级指标因子权重,然后通过将所有指标因子的易发性指数进行加权求和,获得多种因素耦合下的滑坡灾害易发性程度。以陕西省西安市周至县为研究区,在对研究区的地质环境、人类活动情况、滑坡分布特征及形成条件进行了综合分析的基础上,选取了14类与滑坡发生相关的指示因子,结合GIS的空间分析功能,分别采用CF,RF和WCF模型对研究区内滑坡灾害易发性进行区划,各模型的评价结果采用Kappa系数进行对比验证。研究结果表明:研究区内的滑坡主要受高程、地貌类型、与断层距离因子的影响,各因子所占权重分别为0.27,0.12,0.11;改进后的WCF模型区划结果的准确性相对于RF和CF模型提高了5.2%和9.9%.由此表明,WCF模型更适用于研究区的滑坡易发性评价,评价结果可为研究区的滑坡灾害防治规划提供重要的参考价值。     

沟壑切割浅埋区塌陷灾害形成机理分析

基于冯家塔矿区地表沟壑纵横切割、浅埋煤层开采条件分析的基础上,结合1201工作面开采地表塌陷现场调查,给出了开采引起地表塌陷灾害的类型及特征,应用物理相似材料模拟和数值计算模拟方法,模拟分析了该条件下开采引起沟壑边坡崩塌、滑坡灾害的形成机理,并提出相应的灾害防治方法,为类似条件下开采地表塌陷灾害防治提供依据。     

基于DEM的岩溶地区地形地貌特征提取与分析

运用数字地形分析技术对DEM进行处理分析以获取地形地貌信息,是对复杂山区景观资源和地质环境调查的重要手段.以湖北恩施腾龙洞大峡谷地质公园为例,基于ASTER GDEM数据对岩溶地区的坡度、坡向、地形起伏度和地表切割深度等地形地貌特征因子进行提取和全面分析.结果显示研究区地上和地下岩溶地貌形态如岩溶峡谷和岩溶洞穴等广泛发育且品位很高,地质景观旅游资源开发潜力巨大;同时研究区地形破碎,地表坡度、起伏度、切割深度均较大,生态环境极为脆弱,应注意加强环境治理和景观保护工作.     

基于改进变分模态分解的有载分接开关机械状态监测

为提高变压器有载分接开关(On-Load Tap-Changer,OLTC)机械状态智能诊断水平,提出了基于改进变分模态分解(Improved Variational Mode Decomposition,IVMD)-权重散度的OLTC机械状态特征提取方法,以及和声搜索算法(Harmony Search,HS)优化相关向量机(Relevance Vector Machine,RVM)的故障分类方法.本文进行模拟实验测得了多组不同工况下的OLTC机械振动信号,通过IVMD算法将振动信号分解为一系列有限带宽本征模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF),计算IMF分量与原始振动信号的K-L散度(Kullback-Leibler Divergence,K-L),再乘上权重系数得到权重散度,以权重散度来表征多组OLTC机械振动信号的时频域复杂度.同时构建了RVM多分类模型,并通过和声搜索算法对RVM的核函数选择进行了优化,有效地实现了对于权重散度的分类.实验与数据分析结果表明,本文所提综合诊断方法精度较高,可准确提取机械故障特征,能够为OLTC智能故障诊断提供必要的参考.     

山地城市滑坡灾害空间分布特征及影响因素分析

针对山地城市滑坡灾害影响区域的不确定性,选择重庆市中心城区典型滑坡作为研究对象,利用最邻近指数、空间热点探测与核密度估计方法分析了历史滑坡灾害点的空间分布特征;并选择高程、坡度、坡向、地貌类型、土壤类型、土壤侵蚀、降雨、水系、地表覆盖、归一化植被指数(NDVI)、人口密度和道路等12个影响因素建立滑坡因子数据库,利用神经网络模型分析滑坡灾害空间分布特征的驱动因素,并定量计算各影响因子的贡献权重。利用受试者工作特征曲线(ROC)对模型进行准确性评估。最邻近指数结果表明研究区历史滑坡灾害点呈聚集型分布特征,空间热点探测与核密度估计均显示渝中区、沙坪坝区和巴南区北部是滑坡聚集程度最大的地区;在所有的影响因子中,人口密度、地貌类型和降雨对研究区滑坡灾害的空间分布影响最大,而坡向和道路影响最低。ROC曲线下面积AUC值达到0.917,表明该神经网络模型能准确反映出该地区滑坡影响因子的影响程度。     

基于AHP-LR熵组合模型的子长市地质灾害危险性评价

延安市子长市是地质灾害较为严重的地区,受地形地貌、地质环境条件、人类工程活动等诸多因素的影响,尤其是在强降雨气候下,区内崩塌、滑坡等地质灾害时有发生,严重威胁着人们的生命和财产安全。为了对研究区地质灾害危险性进行综合评价,建立了年均降雨量、道路距离、坡度、土地利用类型、岩土体类型等9个评价指标,利用层次分析法(analytic hierarchy process, AHP)与逻辑回归法(logistic regression, LR)的熵组合模型求得的各类评价因子权重值乘以对应因子层中的信息量值,在ArcGIS平台中对各类评价因子栅格图层进行了叠加分级处理并对评价结果采用受试者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲线进行精度检验。结果表明,基于AHP-LR熵组合模型下的危险性评价结果准确率达到0.897,明显高于单一赋权模型的精度。区内极高、高危险性分级主要集中于研究区中部,两类分区下的面积为352.49 km~2,约占全区总面积的15%。研究成果可为该区的防灾减灾工作提供一定参考,同时对同类地区的地质灾害危险性评价也具有一定借鉴意义。     

玉树县地震震后地质灾害易发程度评价

玉树"4·14"地震发生后,地质灾害发育密度明显递增。通过对研究区地质环境条件及地质灾害基本特征分析研究,选取了历史地质灾害发育程度、地形地貌、工程地质岩组、地质构造、水文条件、植被条件、降雨量、地震、人类工程活动等影响因素,建立了相应的地质灾害危险性评价指标体系,采用层次分析法,基于GIS技术平台,对玉树"4·14"地震震后地质灾害进行了易发程度划分。     

南江县坪河乡九义校滑坡稳定性分析

通过野外调研和搜集现有资料,系统地分析了巴中市南江县九义校滑坡的地质环境和滑坡特征。根据坡体的结构及形态特征研究了滑坡的形成机制,判定九义校滑坡为牵引式土质滑坡,破坏模式为蠕滑拉裂。最后分析各工况的影响因素,并运用传递系数法进行滑坡稳定性验算,得出稳定性计算成果,内聚力c值和内摩擦角φ值的变化对安全系数K的影响。经过稳定性分析计算说明,该滑坡在天然工况下整体稳定性较好,在暴雨下处于欠稳定状态,易产生整体滑动,说明降雨无疑对滑坡的形成发展起到了至关重要的作用。为了防止雨季期间雨水下渗降低坡体稳定性,造成滑坡土体失稳或局部溜滑变形破坏,威胁危险区内人民的生命财产安全,建议尽快开展该地质灾害体的工程防治。     

基于ArcEngine的灾害地质立体图图切剖面算法设计与实现

灾害地质立体图图切剖面作为立体图三维分析的一个重要部分,是进行地质灾害分析、预测和防治工作的有力工具.切出的二维剖面图与灾害地质立体图相配合,可以清晰地反映出图区内地层、灾害体、构造的空间分布特征,对于认识各种地质体和灾害体赋存的地质条件和时空分布规律,指导地质灾害预测和防治具有重要的意义.本文在前人工作的基础上,采用面向对象的开发方法,以ArcEngine为基础开发平台,利用C#.NET语言、GIS技术,基于基础地质数据,建立地质剖面图的数据模型,探索在ArcGlobe平台支持下的三维区域灾害地质图中实现自动图切剖面的技术与方法,并在QuantyView平台上,实现了方便、快速、准确的对任意地区任意地段地质剖面的自动绘制.     

基于超效率数据包络分析-信息量模型的沧源县地质灾害危险性评价

沧源县地处云南高原,该区域由于地质环境复杂多变,构造活动频繁,加之降雨等诱发因素的影响,成为了地质灾害多发区域,严重威胁人员生命与财产安全。为了综合评价研究区的地质灾害危险程度,选取高程、坡度、坡向、降雨量、断层距离、水系距离、道路距离、工程岩组8类评价因子,以研究区内192处地质灾害点作为样本,构建超效率DEA-信息量模型对研究区进行地质灾害危险性评价,划分低、中、高、极高四个危险性分区,引入ROC曲线验证评价精度。评价结果显示,沧源县高、极高危险性分区占研究区总面积的54.2%,区内共分布有地质灾害点166处,占灾害点总数的86.5%,灾害点比与面积比的比值随着危险性的提高逐级递增,通过ROC曲线计算得到的AUC值为0.755。上述数据表明,基于超效率DEA-信息量模型的地质灾害危险性评价结果比较符合实际,评价精度较高,能够满足对研究区进行地质灾害危险性评价的需要。     

织金县垮坡组滑坡变形失稳原因分析

为研究垮坡组滑坡变形失稳原因及影响因素,结合已有的资料和地质调查资料分析,运用构造地质学、工程地质力学、无人机、物探等手段方法进行了研究。结果表明:从整个地质环境来看该斜坡体已经具备了滑坡的地质条件;连续几天的强降雨增加了滑坡体自重,极大降低了滑坡的稳定性,降雨是促使滑坡滑动的主要外在因素;在连续强降雨情况(达到饱水工况下)失稳,其变形破坏模式为压致-拉裂型。     

不同精度下地表稳定性模型的评价

地质灾害易发性评价是地质灾害调查评价的重要内容之一。SINMAP模型耦合了无限斜坡模型和稳态水文模型,是应用最广泛的地质灾害易发性评价模型之一。该模型的输入参数包括地形数据、岩土物理力学参数、降雨量数据,其中DEM的精度对地形参数影响较大。为了探明不同DEM解像度对模型评价结果的影响,以浙江省温州市文成县玉壶流域作为研究对象,利用5 m、12.5 m和30 m三种不同精度DEM分别进行了SINMAP模型的地质灾害评价计算,并对结果进行了统计分析与比较。分析结果表明,DEM精度对SINMAP模型下地质灾害易发性评价结果呈现明显的非线性,5 m精度条件下的无条件不稳定区域接近12.5 m精度的两倍,30 m精度的三倍。日最大降雨量超过100 mm情况下降雨量对模型输出值的影响并不大。     

考虑不同降雨概率和雨型的滑坡渗流场及稳定性变化率特征

对各种工况下的滑坡稳定性演化规律进行研究具有重要意义。本文以贵州省思南县官寨滑坡的稳定性分析为例,首先通过泊松分布法计算出研究区每发生一次连续五天降雨的雨型及其累积降雨量的概率,再结合饱和-非饱和渗流理论和非线性有限元分析法,来探究雨型以及累积雨量对滑坡渗流场和稳定系数变化率的影响。结果表明：连续五天降雨包含的四种雨型中,先升后降型发生概率最大,先降后升型发生概率最小;连续五天累积降雨发生概率随降雨量的增大逐步递减。当累积降雨量一定时,滑坡浸润线变化趋势与各自对应雨型的降雨规律基本保持一致。边坡稳定性系数值在持续性降雨作用下逐步降低,其中累积降雨量一定时,下降型降雨作用下滑坡稳定性系数在前四天下降最多,上升降雨作用下滑坡稳定性系数下降最少。另外,上升型降雨作用下滑坡稳定性变化率逐渐上升,下降型降雨作用下稳定性变化率在逐渐下降,另外两种雨型作用下的稳定性变化率介于两者之间。     

地震和降雨耦合灾害分布与长期活动性分析

震后灾区强降雨诱发的地质灾害造成了灾难性损失,成为灾区新的威胁。通过对西昌7.5级地震灾区鹅掌河流域进行灾害分布特征和主控因素进行分析,研究表明:1流域内灾害具有地震灾害效应。灾害表现为沿断裂带呈条带分布且集中于东盘,地层倾向性,滑坡堰塞形成S型河道,微地貌效应和灾害链式效应。2区域内7.5级地震后以中小地震为主,降雨量变化平稳。灾害具有长期活动性,表现为崩滑的频繁发生,鹅掌河成为高频泥石流。地震和强降雨耦合作用成为诱发区域灾害的根本原因,因此建议加强灾区雨季的监测预警能有效防治灾难性灾害发生。