基于GIS的热带雨林地区滑坡敏感性分析——马来西亚金马伦高原个案研究

滑坡敏感性分析对灾害评价和预测具有重要的作用。以马来西亚金马伦高原为研究区,选择坡度、坡向、地表曲率、岩性、构造、土地覆盖、地貌类型、道路和排水系统等9个要素作为评价因子,探讨运用G IS和RS技术获取、管理滑坡灾害信息,和热带雨林地区湿热环境下滑坡灾害敏感性的分析方法。条件概率模型和逻辑回归模型分别应用于滑坡灾害敏感性分析与制图,通过比较滑坡敏感性的计算结果与历史滑坡信息,验证了两种方法的有效性,结果显示,条件概率模型和逻辑回归模型的预测精度分别为77.3%和83.6%,逻辑回归法具有较好的描述精度;滑坡敏感性分析中土地利用和土地覆盖、道路设施等因素具有较高权重,人类对雨林的垦殖和开发提升了该地区滑坡发生的敏感度。     

城市强降雨致涝风险评估与区划研究——以武汉市为例

以武汉市为研究区域，从遥感影像中提取相关淹没点数据并从致灾因子、孕灾环境及承灾体三方面出发选取12个洪涝灾害风险影响因素；基于随机森林、梯度提升决策树、XGBoost和逻辑斯蒂回归四种模型拟合淹没点与影响因素间的非线性关系，进而得到不同影响因素对风险水平的作用程度，并据此计算各指标权重，建立风险评估模型。基于所建立的模型，对武汉市洪涝灾害风险区进行识别。其结果为：(1)相比于随机森林、梯度提升决策树和逻辑斯蒂回归，XGBoost模型在拟合影响因素与淹没点之间的非线性关系方面具有更优的性能；(2)武汉市洪涝灾害风险水平主要受高程、人口密度和年平均降雨量的影响，高风险区域主要分布在中部主城区和东南部梁子湖附近；(3)承灾体暴露性急剧增加是武汉市洪涝灾害高风险地区形成的主要原因。     

降雨型滑坡灾害的特征聚合决策树预测模型

为了有效预警降雨型滑坡灾害,以秦巴山区为研究区域,采集并处理大量不同时段降雨数据,构成降雨特征属性。利用Fisher最优分割,对降雨特征属性值进行分段统计,提出特征聚合转换表。使用信息增益和预测反馈筛选影响滑坡灾害的有效降雨特征,为预测模型提供有效数据集。利用特征聚合转换表和有效降雨特征,改进决策树,构建特征聚合决策树预测模型,进而提高预测效率和预测准确率。分析决策树的深度和叶子节点个数,给出决策树的反馈执行度,表明使用特征聚合转换表的决策树更优。比较特征聚合决策树、决策树、朴素贝叶斯和逻辑回归预测模型,结果表明,特征聚合决策树预测模型对降雨型滑坡灾害有更高的预测准确率,且平均预测准确率较高。     

纵剖面形态的黄土斜坡地震危险性Logistic回归模型∗

强震诱发斜坡失稳破坏是黄土地区主要震害之一,快速准确判别黄土斜坡地震危险性对城市抗震规划和震后应急救援具有重要意义。利用野外实地调查的1920年海原地震诱发620组滑坡和380组未滑斜坡数据,验证纵剖面形态对黄土斜坡地震危险性的影响,对斜坡纵剖面形态进行单因素wald检验,单因素wald检验结果表明纵剖面形态对于滑坡地震危险性快速判别有积极意义。利用野外调查中简单易得的坡高、坡角、纵剖面形态和地震烈度几个因子,建立黄土高原区斜坡地震危险性判别的Logistic回归模型,给出黄土斜坡地震危险性的快速判别公式,使用该公式对1920年海原地震诱发滑坡回判和1718年通渭地震诱发黄土滑坡校验,同时对比了不考虑纵剖面形态的logistic回归模型的结果。计算表明:利用Logistic回归模型快速判别黄土斜坡地震危险性,合理确定影响因子并调整Logistic回归中各影响因子的参数,计算得到的斜坡失稳与实际滑坡发育情况较为吻合;斜坡纵剖面形态是影响斜坡地震危险性的重要影响因素,在Logistics回归模型中考虑该因素得到的预测公式,判别斜坡失稳准确度比不考虑该因素时高3%左右。     

考虑土层深度分布的浅层滑坡危险性评价——以陕西秦巴山区为例

以广城幅(1:10 000)为例,利用背包钻机获取土层深度,以坡度、曲率及湿度系数为因子,通过统计回归分析建立不同因子组合的土层深度推估公式。运用TRIGRS程序进行浅层滑坡危险性评价,并结合分类误差矩阵探讨不同土层深度模型对危险性评价结果的影响。研究结果表明:简单回归,以坡度为因子作指数回归结果为最佳,多重回归同时考虑了三种因子,其结果优于所有简单回归的结果。恒定深度模型的滑坡预测正确率极低,坡度单因子模型的预测精度为80.38%,成功率曲线下面积(AUC)为0.695,复合因子模型的预测精度为81.26%,成功率曲线下面积为0.744,说明复合因子模式评价结果更为准确。     

地震作用下滑坡水平运动距离概率预测模型∗

地震诱发滑坡失稳是一种常见的地质灾害。如何预测地震作用下滑坡的水平运动距离对该地质灾害的防治具有重要作用。现有经验预测模型存在不能区分有阻碍滑坡和无阻碍滑坡,依据的案例较少且只能提供滑坡水平运动距离的最优估计值而无法提供其预测误差的局限。针对上述不足,首先建立包含380个案例的地震滑坡水平运动距离案例库,基于最大似然法原理,提出可同时考虑有阻碍滑坡和无阻碍滑坡的地震滑坡运动距离经验模型标定方法。单因素回归分析表明,地震作用下滑坡水平运动距离与滑坡垂直运动距离和滑坡体积具有较高的相关性,与滑坡倾角和滑坡表面长宽比相关性较小。在此基础上,通过逐步回归的方法建立滑坡水平运动距离的多因素预测模型。案例分析表明,提出的模型具有较高的预测精度。提出的地震作用下滑坡水平运动距离预测模型可为地震滑坡危险性评价提供参考。     

基于大数据挖掘的山区公路沿线滑坡易发性小区划

本文目的是基于滑坡灾害因子地理空间数据、历史滑坡大数据分析,构建山区公路沿线滑坡易发性精细化评价的逻辑回归模型。选取高程、坡度、坡向、坡位、微地貌、曲率、顺逆向坡、归一化植被指数、岩性、距水系距离、距断层距离、距道路距离、多年平均降雨13个因子作为滑坡易发性影响因子,以30 m精度栅格建立影响因子地理空间数据库。在研究区域441个历史滑坡数据的基础上,将地理空间分划分为滑坡区与非滑坡区,分别随机选取70%的滑坡区域与非滑坡区作为训练数据集,剩下的30%作为验证数据集。通过样本数据集的训练,建立逻辑回归分析模型。利用训练好的逻辑回归模型,对整个研究区滑坡易发性进行仿真预测。结果显示,滑坡极低、低、中、高、极高易发区面积分别占42.24%、18.42%、17.57%、16.37%、5.41%,高、极高易发区与历史滑坡位置吻合度高;训练数据集、验证数据集以及区域仿真的ROC曲线AUC值分别为0.89、0.83、0.87,评价模型具有较高的稳定性与可靠性;新近发生的3个典型滑坡均处于高或极高易发区,模型具有良好的预测功能。     

基于属性数学理论的排土场滑坡风险预测及分级

基于属性数学理论,研究了排土场滑坡风险评价问题,建立了排土场滑坡危险性预测及分级的属性识别法。将排土场滑坡危险性等级分为极高、较高、一般和较低4个级别;综合考虑排土场的地质条件、工程条件、气象条件和环境条件等4方面的因素,选择排土场地基坡度、边坡高度、边坡角、防排水设施、爆破质点振动速度、日降雨量、月累计雨量、最大地震烈度、下游人数、下游财产和乱采乱挖等11个参数作为评价指标,并确定了评价指标的分级标准;构建了单指标属性测度函数,以计算单指标的属性测度函数值和样本的综合属性测度值;应用置信度准则对样本进行了属性识别,以确定其状态级别属性。将建立的属性识别法对某露天矿山排土场进行滑坡风险识别,结果表明,属性识别法的识别结果与实际情况吻合,且评价结果与未确知测度法、物元可拓法的一致。     

基于人工神经元网络的滑坡稳定性预测评价

由于滑坡岩土体的结构与物理力学性质表现在宏观和微观上有着不连续性和高度的非线性等特点,其稳定性受地质因素和工程因素等综合影响,岩土体变形、演化规律的非线性和内在因素的非线性决定了滑坡是一个复杂多变的非线性系统.根据滑坡失稳的非线性特征,将人工神经元网络BP模型应用到滑坡稳定性的评价预测中,借助MATLAB的人工神经元网络工具箱,以国道G324上的86个滑坡数据为训练和预测样本对模型进行了实验和验证,结果表明,所建立的滑坡稳定性预测方法具有较高的预测精度.     

区域滑坡和泥石流灾害两种危险性评价方法的比较分析

着重比选确定性模型(CF)和逻辑回归模型(LR)的组合评价模型(CFLR组合模型)与国际地质灾害减灾联合会的评价模型(ICG模型),应用于我国大尺度区域滑坡和泥石流灾害危险性评价结果的合理性和准确性。评价指标均为7个:坡度、岩性、地质年代、距断层距离、月降雨量变差系数、年平均≥50 mm暴雨日数和地震动峰值加速度。评价单元为1km×1km栅格。评价区域为中国和广东省。合理性检验结果表明,虽然ICG模型应用于中国滑坡和泥石流灾害危险度评价基本合理,但CFLR组合模型对中国滑坡和泥石流灾害危险度的评价结果更为合理。准确性检验结果表明,无论从中国范围还是广东省范围来看,CFLR组合模型评价结果的准确性均高于ICG模型。由此可见,适用于欧洲地质灾害危险性评价的ICG模型,在中国滑坡和泥石流灾害危险性评价应用中并没有优势。CFLR组合模型则可以较为准确地对中国滑坡和泥石流灾害危险性进行评价,可推荐为中国区域滑坡和泥石流灾害危险性评价的方法之一。     

基于逻辑回归的地震滑坡易发性评价——以汶川地震、鲁甸地震为例

准确评估地震诱发的滑坡风险,并及时绘制滑坡易发风险图是灾害应急救援的科学前提和理论基础。目前机器学习在滑坡敏感性评估中具有广泛应用,但大多数研究缺乏对模型的普适性探讨,且该类预测模型缺乏定量评价地震动参数对模型精度的影响。该文以2008年5月12日的汶川8级地震和2014年8月3日的鲁甸6.5级地震为例,先通过相关系数及方差膨胀因子选择地震滑坡的影响因子构建数据库,并随机按照7∶3的比例分为训练集和测试集,再分析影响因子在滑坡和非滑坡样本中的频数分布,最后分别利用两次地震的训练集建立逻辑回归模型(Logistic Regression, LR)进行精度验证和易发性评估。结果显示模型在同一次地震的测试集下均达到较高的预测精度(>90%);但是基于汶川地震构建的模型对鲁甸地震诱发滑坡的预测精度整体下降了14%。此外,地震动参数(Modified Mercalli Intensity Scale, MMI)对模型预测精度贡献在5%~29%。结果表明基于历史地震事件建立的模型对未来地震引发滑坡的预测中仍具有较大的局限性,需要增加不同地区不同震情的样本量和新的机器学习方法提高预测模型的普适性。     

铁路泥石流防治安全性及综合减灾决策的研究

本文介绍铁泥石流防治方案的安全性评估及综合减灾决策技术。文中首先提出了以风险性分析为指导的铁路泥石流防治方案规划原则;然后介绍了综合减灾方案安全性的概念,以及用事故树和计算机仿真技术计算安全度的方法,最后对综合减灾决策模式进行了探讨。     

基于Geodatabase的滑坡灾害空间数据库设计

整个设计旨在建立滑坡灾害空间数据库,有效管理滑坡灾害数据,为滑坡灾害预测预报服务。基于Geodatabse数据模型,使用CASE工具,在分析滑坡灾害风险评价的数据需求和数据特点的基础上,得出了滑坡灾害空间数据概念模型图,建立了滑坡灾害空间数据库。在设计过程中,提出了空间数据和非空间数据的整合方式,以及滑坡监测时间序列数据格式化的示例。     

时变参数模型用于滑坡位移量预测的研究

滑坡的位移量发展受地质条件、气候环境以及人类活动等多种因素的影响,变化复杂,通常难以用固定参数的数学模型准确表达。时变参数模型的模型参数随时间变化,能够描述更为复杂的函数关系。将时变参数模型应用于滑坡位移量预测,通过对比发现,时变参数模型有望提高滑坡位移量的预测精度。     

上海市洪涝灾害损失评估系统的开发

结合上海市洪涝灾害损失评估模型的研制工作,从GIS的应用开发角度,系统阐述了设计和开发上海市洪涝灾害损失评估系统的步骤和技术特征,该系统集基础信息处理、模型运算、结果查询、专题图制作、报表输出等于一体,建立了与洪水数值模型和用户实时添加方案的动态关联,整个系统开放、灵活、实用,为上海市防汛决策提供了有力的技术支持。     

区域滑坡风险评估中的风险区划与概率分析

区域滑坡风险评估应该建立在可靠的前期基础工作之上,而滑坡风险区划和滑坡概率分析是滑坡风险评估的主要技术支撑,相互之间具有层次链的关系。通过滑坡风险的类型研究介绍了三者之间的关联性。根据研究的理论方法,选择三峡库区万州区进行实例应用,说明滑坡风险区划和滑坡概率对滑坡风险评估的贡献作用。在此基础上,进行了滑坡风险分布、滑坡风险概率、滑坡风险损失综合评估,构成了较完整的滑坡风险评估体系。     

模糊支持向量机在滑坡危险性评价中的应用

为了将模糊支持向量机应用于滑坡灾害危险性评价工作,并进行验证,进行了研究区滑坡现状的调查,评价指标的选取,隶属函数的确定和基于FSVM的滑坡灾害危险性评价.选取了高程指标、坡度指标、岩土体指标、地表湿度指标及植被覆盖指标等5个指标作为滑坡灾害危险性评价指标,最后以莆田市为例,结合Rs和GIS技术,进行了滑坡危险性评价的研究.评价结果与实地验证和莆田市国土局提供的地质灾害现状图基本吻合.     

GIS技术在重庆市滑坡风险区划中的应用

综合滑坡解译、滑坡空间数据库和管理地理信息系统成果,科学选取滑坡危险性和易损性评价因子,运用统计学的层次分析算法、G IS缓冲区分析、叠加分析、统计分析、三维分析等对滑坡体因子量化,进行了滑坡的风险评价和易损性评价。依据风险分级和易损性分级标准,通过克里金插值、重分类、数字转换、专家干预修正等实现风险性分区和易损性分区。以0.5作为滑坡风险评价中风险性和易损性属性数据,通过线性叠加最终实现了滑坡风险评价并划分出高、中、低3级滑坡风险区。     

重庆市崩塌和滑坡的危险性评价

根据大量的勘查和社会经济统计资料,建立数学模型,对重庆市崩塌和滑坡的危险性指数进行了计算并划分出危险度．在此基础上,绘出区域灾害危险性分布图并对其危险性进行了评价。