旱涝灾害的分形研究方法

对旱涝灾害中的时间分维、关联维的计算以及 R/ S分析等研究方法进行了介绍 ,在此基础上 ,对旱涝灾害中已有的分形应用研究进行了必要的总结与展望     

1949—1994年中国洪水灾害成灾面积的时序分形特征

作者应用１９４９～１９９４年中国洪水灾情资料,重构了其嵌入相空间序列,探讨了其时序的分形特征,计算得到了分维数。研究表明：洪水灾害成灾面积的时序分布具有分形特征。研究结果为建立洪水灾害成灾面积的时序预测预报模型提供依据。     

灾害学2003年1～4期总目次索引

[理论·思路与争鸣 ]卫星云图资料同化中的质量控制及其在暴雨预报中　的应用郑祚芳　沈桐立　张秀丽 (1 - 1 )………洪水多站峰量同时模拟的随机模型　……………　金菊良　潘金锋　张礼兵 (1 - 9)………………点状灾害现象的分维计算方法及其比较　………　杨秀春　朱晓华 (1 - 1 5)………………………旱涝灾害的门限神经网络预报模型………………罗莹　金龙　王业宏 (2 - 1 )…………………泥石流输沙对小江中下游河床演变的影响　游勇　程尊兰 (2 - 7)……………………………大有作为的“绿色化工”——未来的可再生柴油　李永善　于佑…     

水系分维在滑坡泥石流灾害区划中的应用

以多滑坡泥石流灾害地域云南省为研究对象,利用水系分形维数的空间变化来表征水系空间形态特征的差异,从而折射云南省内滑坡泥石流灾害发生的程度;通过对市、县、子流域和感兴趣区四种不同的分区标准,对滑坡灾害密度、泥石流灾害密度以及滑坡泥石流灾害总密度与它们的水系维数值进行了相关性分析,并且比较了分维数与切割线密度这两种方法,从统计的相关性系数可以得到一个结论:滑坡泥石流灾害区划中,分维数是一个比切割线密度优越的分区指标因子.另外,在计算水系维数时采用的矢量计盒算法,比传统的栅格计盒算法具有更强的优势.     

泥石流灾害的分形研究

复杂性是各个学科面临的共同难题,分形理论作为解决复杂性问题的有力工具被提出以来,得到了广泛的应用.在泥石流灾害中的应用也得到不断深入研究.本文在结合前人研究的基础上,从泥石流发生机理、泥石流堆积、泥石流沟谷形态和水系的发育演化以及泥石流预测四个方面论述了分形理论在泥石流灾害研究中的应用,将分维作为表征泥石流灾害系统的有效参量,揭示了泥石流灾害中的某些规律,反映了泥石流的一些本质现象.     

沂沭断裂带(山东段)断层系统分维几何学特征

地表的断裂分布具有复杂的几何结构,分形几何学是定量研究断裂复杂性和破碎性的一种数学方法.本文应用分维几何学的方法,在比例尺为1:50万的山东省构造体系图上,对沂沭断裂带(山东段)(以下简称沂沭带)断层系统进行了分段解析、计算,并得到了各段的分维值.沂沭带全带断层的分维值为1.34,南段分维值为1.29,北段分维值为1.41,结果表明,分维可以表征断层的不均匀性、不规则性和复杂性等.与沂沭带地震活动南高北低情况对比认为,断层系统分维低的地区地震活动性可能较高.     

自然灾害发生时间序列的分形特征及R/S分析

统计了公元960年到1979年我国地震、洪涝和台风风暴潮灾害发生的时间及死亡人数,以分形几何中的Cantor集合为模型,发现我国自然灾害发生时间序列的分布呈现出明显的分形特征,并采用Smalley方法分别计算了不同灾害发生时间序列分布的分维值,它们均在0.5左右,同严格意义上的数学分形Cantor集合相比分维较小,说明我国地震等自然灾害发生发展的自组织程度还有进一步发展的趋势,其危害程度将可能进一步提高;在自然灾害发生时间序列的分形特征的基础上,通过R/S分析,得出3种自然灾害发生时间序列的H指数均在0.28左右,同日斑指数、树木年轮、湖泊水位变化等自然现象相比较小,说明自然灾害的发生具有短程相关性,其发生规律没有日斑指数等自然现象明显.该研究对于进一步认识和研究我国地震等自然灾害的发生规律和发展趋势等具有一定意义.     

中国七大流域水系与洪涝的分维及其关系研究

本文在GIS技术的支持下，应用分形理论首先系统地计算了中国七大流域水系以及各流域洪涝的分维，其次对七大流域水系分维与各流域洪涝分维之间的可能关系进行了探讨。主要结论如下：（1）分维是表征洪涝发生特征的较好的参量，其蕴涵着洪涝发生次数，周期等丰富信息。（2）一般而言，在研究时段某流域洪涝发生的次数较多，则相应该流域洪涝的分维较大，反之亦然；（3）一般而言，当某一流域水系分维相对较小时，则相应该流域洪涝的分维相对较大，反之亦然。     

基于卫星遥感数据的地质断裂分形研究——以江西德兴为例

利用分形理论分析了德兴地区断裂构造的特点。结果表明,不仅研究区内的断裂带有自相似性,子区域也有相似现象。矿产区的分维值略高于整个研究区,铜矿区分维值高于金矿区,NW、NWW走向断裂带的分维值远高于SE走向的。说明分维值越大,越有利于矿床的形成;分维值越大的断裂走向,对矿床的产出位置控制作用越明显;地质构造复杂程度越高,分维值也越大,线性展布也越复杂。     

游泳技能训练对洪水灾害避难逃生效果的影响建模分析

针对当前方法得到结果与理论结果吻合度低的问题,提出基于Agent的游泳技能训练对洪水灾害避难逃生效果的影响建模分析方法。利用水的密度、人的身高体重以及综合参数计算洪水灾害中人体跌倒失稳情况,根据水深、流速的比值分析发生洪水灾害时人体的危险程度,利用折减系数计算洪水灾害中会游泳人的逃生速度,并根据接收洪水灾害的预警时间计算路权函数,得到洪水灾害避难逃生路段中人员的逃生速度,分析洪水灾害避难逃生的位置变化,获取游泳的移动距离,利用洪水灾害透水事故的影响系数等条件计算逃生通道安全系数,得到游泳技能好坏的影响系数,通过对该系数的计算,实现了游泳技能训练对洪水灾害避难逃生效果的影响建模。结合实验,在对游泳技能不同的人员测试洪水灾害避难逃生存活率时,游泳终极者和游泳冠军的存活率较高,并测试得到结果与理论结果的吻合度情况,实验结果证明,提出方法得到的结果与理论结果的吻合度较高,比当前方法的结果与理论结果的吻合度高30%,更贴近实际结果。     

高强箍筋混凝土简支梁斜裂缝分形理论研究

通过对8根集中荷载作用下高强箍筋T形截面简支梁的试验研究，运用分形理论对试件中斜裂缝的出现、发育及分布特征进行了分析。结果表明：分形理论对斜裂缝自相似性有很好的量化关系。     

FRACTAL DIMENSION ANALYSIS APPLIED TO THE 7 DRAINAGE BASINS AND THE FLOOD IN CHINA

Foreword　Asoneofthethreegreatdiscoveriesin 1 970s ,thefractaltheoryhasbeenwidelyappliedinmanyfieldsconcerningthesciencesofnatureandthehumanities .Atpresent ,thefractaltheoryhasbeenappliedintherelatedanalysisofwatersystemordisaster .However ,thestud iesonnatureofrelationshipbetweenthewholewatersysteminChinaanddisasterfractalanaly sisarestillintheirinitialperiod .Thepaperpresentsafractaldimensionof 7drainagebasinsandthefloodinChinaaswellastheirpossiblerelations .Itishopedthatthepaperwouldbehe…     

1949～1998年中国大洪涝灾害若干特征分析

根据1949~1998年大洪涝灾害资料、运用一般统计方法和分形理论,分析了1949~1998年大洪涝灾害的若干特征,得出大洪涝灾害的发生频率在不断增加、受灾农田面积波动上升、空间上以长江和珠江流域为主、季节上集中在6~8月份等特征,并探讨了大洪涝灾害时间序列上的分形特征。     

区域滑坡时间分布的自相似性研究

滑坡时间分布是滑坡预测和预警报研究的关键内容,对一定区域滑坡分布时间规律的研究可为区域滑坡预测和预警报提供参考和指导。本文以长江三峡库区滑坡为研究对象,对滑坡的年际分布和月份分布的相似性分别进行了研究。结果表明,两种时间的分布规律具有较好的相似性,且滑坡规模越接近,相似性程度越高。对滑坡时间分布的相似性研究,为应用分形理论研究该区域滑坡时间分布规律提供了理论基础。     

地震前兆混沌时间序列多尺度分维异常识别研究

对地震前兆观测时间序列的混沌性态及其产生的根源进行了探讨。根据小波变换良好的时、频局部化特征和分形维数的变化特征,从小波分析多尺度分解的角度出发结合分形理论探讨了地震前兆混沌时间序列的异常识别问题。对几个实例的研究表明,大多数时间段内时间序列小波变换系数的分维—尺度变化曲线呈光滑、缓慢减小变化,有异常信息时段的时间序列小波变换系数的分维—尺度变化曲线变化的主要特点是曲线具有峰值,并出现了曲线先是由高向低,然后再由低向高变化,在某一尺度处达到峰值后再缓慢减小的情况。异常出现的时间在震前约2个月至1年。将小波变换与分形理论结合起来研究地震问题,不仅开拓了地震科学研究的新领域,同时也是对小波变换及分形理论应用的延拓。     

岩石断裂和破碎的分形研究

岩石断裂与破碎的研究一直是岩石力学的前沿领域,也是采矿、能源、水利、交通、地震等众多工程领域不可或缺的理论基础。本文系统介绍了将分形理论引进到岩石断裂和破碎研究的成果,其中包括岩石微观断裂、宏观裂纹动态扩展以及岩体破碎的块度分布,旨在从一个侧面反映分形理论在岩石力学中的应用,最后还给出了一个工程应用的例子。本文的部分结果曾发表于国际杂志上。     

新疆1950～1997年洪旱灾害的统计与分形特征分析

基于新疆1950～1997年的洪旱灾害统计资料,运用一般统计学方法与分形理论分析了新疆这段时期内相应的洪旱灾害特征。分析发现,20世纪80代年以来新疆洪旱灾害呈急剧扩大的态势,20世纪80年代和90年代与50年代相比,洪水与干旱灾害成灾面积都增大了约6～7倍;1950～1997年新疆洪旱灾害时间序列具有明显的分形特征,相应的饱和分维数分别为d=2.9733与d=3.6921,饱和关联维数对应的嵌入空间的最小维数为9。     

淮河流域洪涝变化的信息维研究

以一定洪涝指标建立的淮河流域近五百年洪涝变化序列为基础，采用分形理论和方法，分析了淮河流域洪涝变化的分形结构特征；计算了淮河流域不同等级洪涝序列的信息分维及其随时间的变化。结果表明，淮河流域洪涝序列是一种极不规则的Ｃａｎｔｏｒ集合；信息分维与洪涝发生的频度呈反相关关系，即洪涝程度越重，信息分维值越低，所反映的气候层次相对越高。信息分维及其变化有望成为时间序列变化趋势和气候层次的诊断指标。