土石混合体地基系数支持向量机模型与应用∗

针对缺乏土石混合体地基系数评价模型这一现状,构建了基于支持向量机的土石混合体地基系数评价模型.该模型以土体弹性模量、泊松比以及块石含石率作为输入参数,地基系数作为输出参数.为建立训练数据,基于土石混合体弹性模量与泊松比计算模型,建立了FLAC3D平板载荷模型开展数值实验.基于数值实验数据,训练支持向量机模型并进行初步验证.将该支持向量机模型用于预测现场试验获得的土石混合体地基系数,进一步验证了该模型的合理性与准确性.通过敏感性分析发现,土体弹性模量对土石混合体地基系数的影响最大,其次为含石率.基于支持向量机模型,讨论了5种已有地基系数计算模型应用于土石混合体地基系数计算的可行性,确认了可用于评估土石混合体地基系数的显式模型.     

基于投影寻踪的洪水灾情评价插值模型

为解决单项洪水灾情等级评价指标评价结果的不相容问题,提高综合评价各层次的分辩力和评价模型的精度,本文利用投影寻踪、遗传算法、插值型曲线,为洪水灾情评价提供了一种新模型--遗传投影寻踪插值模型.通过最佳投影向量和评价指标向量的内积可把洪水灾情多维评价样本指标综合成一维投影指标,根据该投影指标值和对应等级的分布,可建立洪水灾情评价的插值模型,解决了各单项洪水灾情评价指标评价结果的不相容问题,提高了洪水灾情综合评价问题各层次的分辩力.作为示例,对中国部分省市的洪水灾情进行了综合评价.     

基于SVM⁃RF的泥石流窗口坝闭塞度判别研究∗

为了研究野外泥石流防治工程中窗口坝的开口闭塞类别,基于量纲分析理论,以室内水槽试验模拟实际工程,分析模型试验与实际工程的相关物理量及对应的相似准数;引入支持向量机和随机森林分类模型,在开源机器学习工具Scikit-Learn中,采用python编程实现算法;以室内水槽试验数据作为支持向量机和随机森林的训练样本,进行机器学习得到分类模型,提出一种用于判别泥石流窗口坝闭塞类型的新方法;将测试结果与经验公式中闭塞度判别值F的分类结果进行正确率对比,结果表明,F值的分类准确率为88%,而支持向量机为92%,随机森林为94%,随机森林分类效果最好,机器学习理论为泥石流窗口坝在实践中的设计提供了新思路。     

可变模糊评价法在洪涝灾情评价中的应用

灾情评价实质上是一个模式识别问题.以往的灾情评价模型,虽解决了各单项指标灾情等级评估结果的不相容问题,但往往不能检验所给结果的准确性.基于可变模糊集理论,采用可变模糊评价模型可以科学、合理地确定样本指标对各级指标标准区间的相对隶属度和相对隶属函数,并且能够通过变换参数(α与P)变化模型进行评价.通过对多个评价结果进行比较分析,可以合理地确定出样本的评价等级.同时,由于该模型确定的灾级是连续的实数值,因而提高了灾情等级评价的灾级分辨率.最后将该方法应用于河南省洪涝灾情的综合评价中.应用实例表明,该模型计算简便,评价结果可信度高,可推广应用到其它灾情等级评估中.     

泥石流平均流速的MLS模型预测

泥石流的流速预测是泥石流灾害防治的核心问题之一。由于泥石流流速的影响因素众多,需要寻求能够综合反映泥石流流速影响因素的预测模型。移动最小二乘法(MLS)预测模型具有自学习和自组织及捕捉到影响因素数值微小变化的能力,可以解决泥石流流速预测存在的一些问题。采用云南蒋家沟泥石流流速实测数据作为训练样本和预测样本,以泥深、比降、密度、颗粒的平均粒径作为输入因子。讨论了用MLS方法进行泥石流平均流速预测的可行性与有效性,并将预测结果与经验公式、BP神经网络以及支持向量机进行了对比。结果表明,MLS方法的最大预测误差为4.6%,平均误差为2.7%,预测精度优于经验公式、BP神经网络及支持向量机方法。MLS方法可以为泥石流防治提供更准确的科学依据。     

基于极值降雨假设法的城镇地质灾害风险性评价耦合模型研究——以安康市岚皋县官元镇为例

选取安康市岚皋县官元镇为研究区,以斜坡单元为评价单元,采用信息量-支持向量机耦合模型进行地质灾害易发性评价,根据自然断点法完成易发性分区;基于极值降雨假设法分别计算大雨(35 mm/24 h)、暴雨(75 mm/24 h)、大暴雨(175 mm/24 h)和特大暴雨(250 mm/24 h)4种工况下斜坡的危险性指数,并开展相应工况下危险性区划;采用TOPSIS法计算易损性指数,开展地质灾害易损性分区。综合采用信息量-支持向量机模型、极值降雨假设和TOPSIS法构建研究区风险性评价耦合模型,根据自然断点法划分4种降雨工况的地质灾害风险性分区,将风险区划为极高风险区、高风险区、中风险区和低风险区。     

基于逻辑回归法的西藏地区冰湖溃决危险性预测模型

以西藏地区的冰湖为研究对象,基于冰湖的野外调查、遥感影像与历史文献资料,选取32个冰湖作为样本进行了危险性分析。根据研究对象的区域特性,选取冰湖坝顶宽度、湖水位距坝顶高度与湖坝高度之比、冰舌前端距冰湖距离、冰舌段坡度、冰湖面积和补给冰川面积6个预测指标作为变量,通过对样本进行逻辑回归分析,提出了西藏地区冰湖溃决的危险性概率预测模型。基于分类阈值为50%的逻辑回归模型交叉验证结果表明,模型对已溃决冰湖样本预测的准确率为82%,对未溃决冰湖样本预测的准确率为95%,对所有冰湖样本预测的准确率为91%。按冰湖溃决的概率范围,将冰湖溃决的危险性划分为4个等级,概率值0.30的为低等级,0.30~0.50的为中等级,0.50~0.80的为高等级,0.80的为极高等级。     

基于联系数和马尔可夫链耦合的山东省旱情动态预测评价

为增强区域旱情预测评价模型的合理性、可解释性和预测评价结果的准确性,以山东省1972-2001年旱情历史序列作为评价样本,选取水库蓄水量距平百分率、地下水埋深、土壤含水量和降水量距平百分率4个旱情评价指标,采用基于加速遗传算法的模糊层次分析法确定评价指标权重,通过计算评价样本的指标数联系数、指标值联系数并利用最小相对熵原理得到样本的平均联系数,由属性识别法确定了各年份的旱情等级,建立了基于集对分析五元联系数和马尔可夫链耦合的区域旱情动态预测评价模型(简称CNMC模型),将CNMC模型应用于山东省2000、2001年旱情等级动态预测评价中,判定山东省旱情等级,将该模型确定的旱情等级与属性识别法评价结果进行对比分析。结果表明:采用CNMC模型得到的旱情等级计算值与属性识别法的评价结果一致,可发现CNMC模型中由集对分析法确定的权重值较自相关系数法确定的权重值分布均匀,克服了自相关系数法的计算不稳定性;以联系数分量为基础的属性识别法克服了直接将指标数值与评价标准匹配得到的马尔可夫链状态等级空间的粗糙性;以前5 a各年份的联系数分量为基础,充分利用了1~5步长状态转移概率矩阵,克服了普通马尔可夫链法中仅采用状态转移概率矩阵中某一行信息所带来的局限性。CNMC模型有助于深入刻画和解析预测对象与预测因子之间的复杂关系,以联系数分量为基础,不同步长的马尔可夫链状态转移概率矩阵为驱动所建立的模型能更精准地刻画系统的不确定性趋势且计算简单、操作方便,为区域旱情动态预测评价提供了一种新途径。     

基于RES-云模型的采空区稳定性评价研究

针对采空区稳定性评价中评价指标间交互作用机制分析不足的问题,提出了基于RES(Rock Engineering System)-云模型的采空区稳定性二维评价方法。选取了15个采空区稳定性评价指标,基于RES理论,通过建立评价指标交互作用矩阵,分析评价指标间的相互作用,确定了各个评价指标的权重;应用云模型理论计算隶属于不同等级的各指标云模型参数,以指标等级云图的方式进行直观表现,计算样本综合等级隶属度;根据最大综合隶属度原则确定采空区的稳定性等级,引入模糊熵作为第二维评判参量,表征采空区稳定性的复杂程度。最后,将该模型应用于云南某锡矿8个采空区稳定性评价中,验证了该评价模型的可行性。     

京津冀突发事件总体应急预案量化评价

应急预案是应对突发事件工作的重要抓手,加强应急预案管理已成为新时期我国各级政府应急管理工作的重要任务。为提高京津冀应急预案质量,通过构建PMC指数模型来评价该地区突发事件总体应急预案,为预案优化提供建议。选取京津冀5项代表性突发事件总体应急预案为研究样本,首先,基于对预案文本的挖掘与分析以及借鉴已有研究关于应急预案评价指标的设定,建立了包含9个一级变量和57个二级变量的评价指标体系。其次,通过测算得出各个预案的PMC指数分值,据此对每项预案进行分析与优化。结果表明,5项预案的PMC指数均值为7.89,根据评级划分标准,5项预案总体表现良好,其中2项等级为优秀,3项等级为良好。除了在事件分类分级标准、恢复与重建这两个一级变量上没有失分外,在其他一级变量上都有失分,具体可以依据二级变量在这几个方面实施优化。     

基于相空间重构和独立分量分析的火灾预测

利用非线性动力学的相空间重构理论和独立分量分析,结合非线性支持向量回归,提出了火灾起数时间序列预测方法。首先用时间延迟法和独立分量分析重构系统的相空间来反映火灾起数时间序列的内在变化规律,然后再用非线性支持向量回归来构建预测模型。仿真结果表明该预测方法具有较高的预测精度。     

The use of cluster sampling to determine aid needs in Grozny, Chechnya in 1995

War broke out in Chechnya in November 1994 following a three-year economic blockade. It caused widespread destruction in the capital Grozny. In April 1995 Medical Relief International--or Merlin, a British medical non-governmental organisation (NGO)--began a programme to provide medical supplies, support health centres, control communicable disease and promote preventive health-care in Grozny. In July 1995 the agency undertook a city-wide needs assessment using a modification of the cluster sampling technique developed by the Expanded Programme on Immunisation. This showed that most people had enough drinking-water, food and fuel but that provision of medical care was inadequate. The survey allowed Merlin to redirect resources earmarked for a clean water programme towards health education and improving primary health-care services. It also showed that rapid assessment by a statistically satisfactory method is both possible and useful in such a situation.     

基于支持向量机的地震灾害自动成图方法

地震灾害风险评估中有许多定性图件,目前常用的成图方法是根据研究区的离散点钻孔结果人工勾画,费时费力;或对离散点钻孔结果强制赋予0、1数值,然后进行插值成图,其从逻辑上不能真实反映场地的客观情况。基于支持向量机技术,该文提出了使用分类工具SVC,将不同结果的离散点钻孔在空间上进行合理分类的自动成图方法。相较于传统方法,该方法效率高,成本低。     

区域洪水灾害风险评估体系(Ⅰ)——原理与方法

区域洪水灾害风险评估是一个新的研究领域。从洪水灾害系统的概念出发,首先阐述了洪水灾害风险管理系统、洪水风险评估及风险类型划分;然后从指标选取原则、指标层次结构、指标量化、风险等级、风险指数等方面构建了洪水灾害风险评估指标体系;接着分析了矢量面状及栅格点状的洪水灾害风险评估单元;最后,介绍了适合区域洪水灾害风险评估的层次分析法、模糊综合评价法及空间分析方法。     

珠江三角洲腹地洪水位异常变化及成因分析

珠江三角洲是我国东南沿海的经济发达地区.三角洲地区的防洪安全保障对区域的社会、经济发展具有举足轻重的作用.由于三角洲地区复杂的网河及口门构成,以及径流和潮汐共同影响的水动力条件,使三角洲的洪水水势表现出随时间和空间复杂变化的动态特征.20世纪80年代以来,三角洲地区受水土资源无序开发的人类活动的影响,90年代的洪水表现出了网河腹地河段洪水位异常壅高的现象,使区域的防洪安全受到严重威胁.结合"94.6","98.6"洪水期间三角洲腹地洪水水位异常壅高现象,综合分析了区域洪水位异常壅高的外部及内在成因,为科学制订三角洲地区防洪对策提供技术依据.     

供水管网系统地震易损性风险评估

供水管网易损性风险评估就是通过识别和分析系统的易损性,找出管网中相对比较薄弱的部分,为确定安全策略和采取控制措施提供理论依据。借鉴网络脆弱性评估理论和方法,基于震后供水管网的连通性分析和水力分析结果,采用分层的分析方法,以管网的拓扑位置和节点服务特性作为影响管网易损性的因素,分配给各节点一定的权值,计算其易损性指标,采用定性与定量相结合的方法评判其易损性程度。对一实际管网进行地震易损性风险评估,说明了该方法的有效性与合理性。     

玛纳斯河流域生态问题的潜在风险性评估

玛纳斯河流域是中国干旱区最具代表性的山地-绿洲-荒漠生态系统,三大生态系统表现出的区域生态、经济要素的空间状况有所分异,所存在的生态安全问题的表现形式也各不相同。根据流域土地利用和水资源数据库,在生态经济功能分区的基础上,针对流域不同分区存在的生态安全问题,选取相应的17个生态风险评估指标,建立了生态-经济风险性评价模型,对流域各个生态经济功能亚区的生态问题潜在的风险性进行了生态风险评估。结果表明:Ⅰ1,Ⅱ1,Ⅱ2,Ⅱ3,Ⅲ1,Ⅲ2和Ⅲ3亚区的生态问题潜在的风险性在增大,说明生态问题日益突出,而Ⅰ1和Ⅱ4亚区生态问题潜在的风险性指数存在波动;Ⅰ,Ⅱ和Ⅲ三个大区中生态问题潜在的风险性指数最高的分别是Ⅰ1,Ⅱ1和Ⅲ1亚区。评价结果能够较为客观地反映了当地的实际情况,因而对流域可能出现的灾害性的环境问题及由此引起的巨大的经济损失提出了警示。     

广西农业干旱及水资源合理开发利用

分析了广西农业干旱形成的原因和干旱的时空分布特征;采用降雨量、受旱面积、有效灌溉面积及年径流量,制定出干旱指数、受旱系数、耕灌比系数和水资源利用系数,并依照上述4项指标将广西划分为3个农业干旱区,对各旱区的气候特点、年径流量和水资源利用情况进行了较为详尽的分析.广西水资源丰富,但利用率较低,因此为了提高广西的水资源利用率,应加强水利建设,推广科学灌溉,加大地下水开采.     

甘肃省农业生产风险因素分析

农业生产风险主要受耕地生产潜力、播种面积、抵御自然灾害的能力及政策保障能力等因素的影响。根据甘肃省粮食产量统计资料，在甘肃省粮食综合生产能力评价研究的基础上，讨论了各类风险因素对粮食生产和粮食安全的影响，提出加强农田水利建设，提高抵御自然灾害风险的能力应是提高全省粮食综合生产能力的重要策略。