[发明专利]震后次生地质灾害易发性快速评估方法和系统有效

专利信息
申请号: 201711266808.4 申请日: 2017-12-05
公开(公告)号: CN107957982B 公开(公告)日: 2020-11-20
发明(设计)人: 陈玉;王钦军;魏永明 申请(专利权)人: 中国科学院遥感与数字地球研究所
主分类号: G06F17/18 分类号: G06F17/18;G06Q10/06;G06Q50/00
代理公司: 北京晟睿智杰知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 11603 代理人: 于淼
地址: 100101 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 次生 地质灾害 易发性 快速 评估 方法 系统
【权利要求书】:

1.一种震后次生地质灾害易发性快速评估方法,其特征在于,

确定震后地质灾害易发性的n个评价指标,其中,n个所述评价指标包括描述地震特征、地形地貌、地质条件、水文条件、人类活动信息和地表植被的指标;其中,描述所述地震特征的指标包括宏观震中和地震烈度,描述所述地形地貌的指标包括高程、坡度和坡向,描述所述地质条件的指标包括岩土体类型和断裂构造,描述所述水文条件的指标包括水系和降雨,描述所述人类活动信息的指标包括道路信息,描述所述地表植被的指标为地表植被覆盖度;

将各所述评价指标进行数值化,得到离散型变量或连续性变量,其中,所述离散型变量包括若干离散分区,将各所述评价指标进行数值化包括:将所述宏观震中数值化为距离震中的欧氏距离;将所述地震烈度数值化为烈度等级;将所述高程数值化为高程值;将所述坡度数值化为坡度值;

将所述坡向数值化为坡向值;将所述岩土体类型数值化为符号,其中,不同的所述岩土体类型数值化为不同的符号;将所述断裂构造的数值化包括将主震断裂数值化为距离主震断裂欧氏距离和将所述主震断裂之外的断裂数值化为距离所有断裂的最短距离;将所述水系数值化为距离水系的最短距离;将所述降雨数值化为降雨量;将所述道路信息数值化为距离道路的距离;以及将地表植被覆盖度数值化为地表植被覆盖度值;

将所述连续性变量进行离散化,得到所述连续性变量对应的若干离散分区;

获取震后不完备高分遥感影像数据覆盖区作为样本区域;

将所述影像数据中已发生地质灾害的区域以30米*30米为基本单位进行网格化;采样时,将面积规模小于或等于30米*30米的区域作为一个样本点表示,每超过30米*30米增加一个所述样本点;

在所述样本区域内的非地质灾害发生区域随机选择多个未发生地质灾害的样本点,其中,每个所述样本点的值包括(Z,W),其中,Z=0时,表示未发生地质灾害,Z=1时,表示已发生地质灾害,W=(w1,w2,w3…wn),其中,w1,w2,w3…wn分别为一个所述评价指标的值;

采用以下公式计算所述评价指标对应的所述离散分区内地质灾害发生比例为:Pi=Ai/Asum,其中,Pi为所述评价指标的第i个离散分区内地质灾害发生比例,Ai为所述第i个离散分区内已发生地质灾害的样本点的数量,Asum为所述样本区域内已发生地质灾害的样本点的数量;

对于每个所述评价指标,以每个所述样本点中所述评价指标的值为输入,以每个所述样本点中所述评价指标的值所处的离散分区内地质灾害发生比例为输出,进行函数拟合,得到每个所述评价指标对应的拟合函数;

将每个所述样本点中各所述评价指标的值w1,w2,w3…wn,分别输入对应的拟合函数,得到所述样本点的各所述评价指标对应的敏感性计算结果,其中,w1,w2,w3…wn分别依次对应的敏感性计算结果为x1,x2,x3…xn

确定震后次生地质灾害易发性快速评估的数学模型:

其中,p为一个待评估点发生震后次生地质灾害的评估结果,x1,x2,x3…xn为所述待评估点的各所述评价指标对应的敏感性计算结果;

将所有所述样本点的x1,x2,x3…xn分别代入所述数学模型,采用逻辑回归分析方法确定逻辑回归系数a,b1,b2,b3…bn的值;

将所述逻辑回归系数a,b1,b2,b3…bn的值代入所述数学模型,得到评估模型;

对于任意一个所述待评估点,将所述待评估点的各所述评价指标对应的敏感性计算结果代入所述评估模型,得到的p的值越接近0,表示所述评估点越不容易发生震后地质灾害,得到的p的值越接近1,表示所述评估点越容易发生震后地质灾害;

其中,对所述宏观震中进行函数拟合时采用的数学函数包括逆函数和线性函数,将采用逆函数和线性函数进行函数拟合后得到的拟合结果作为所述宏观震中对应的拟合函数;

对所述地震烈度进行函数拟合时采用的数学函数包括指数函数、线性函数和分段函数,其中,对于所述烈度等级大于或等于10的所述离散分区,将采用指数函数和线性函数进行函数拟合后得到的拟合结果作为所述地震烈度对应的拟合函数,否则使用分段函数,直接以各所述离散分区内地质灾害发生比例作为结果;

对所述高程进行函数拟合时采用的数学函数包括线性函数、二次函数和三次函数,当采用线性函数进行函数拟合后得到的拟合精度大于或等于0.6时,将采用线性函数进行函数拟合后得到的拟合结果作为所述高程对应的拟合函数,当采用线性函数进行函数拟合后得到的拟合精度小于0.6时,将采用二次函数进行函数拟合后得到的拟合精度大于或等于0.6的拟合结果作为所述高程对应的拟合函数,当二次函数进行函数拟合后得到的拟合精度小于0.6时,将采用三次函数进行函数拟合后得到的拟合结果作为所述高程对应的拟合函数;

对所述坡度进行函数拟合时采用的数学函数包括二次函数和三次函数,当采用二次函数进行函数拟合后得到的拟合精度大于或等于0.6时,将采用二次函数进行函数拟合后得到的拟合结果作为所述坡度对应的拟合函数,当采用二次函数进行函数拟合后得到的拟合精度小于0.6时,将采用三次函数进行函数拟合后得到的拟合结果作为所述坡度对应的拟合函数;

对所述坡向进行函数拟合时采用的数学函数包括三次函数;

对所述岩土体类型进行函数拟合时采用的数学函数包括分段函数;

对所述断裂构造的数值化包括对主震断裂进行函数拟合时采用的数学函数包括线性函数和逆函数,将采用逆函数和线性函数进行函数拟合后得到的拟合结果作为所述断裂构造对应的拟合函数;

对所述水系进行函数拟合时采用的数学函数包括线性函数和逆函数,将采用逆函数和线性函数进行函数拟合后得到的拟合结果作为所述水系对应的拟合函数;

对所述降雨进行函数拟合时采用的数学函数包括线性函数和逆函数,将采用逆函数和线性函数进行函数拟合后得到的拟合结果作为所述降雨对应的拟合函数;

对所述道路信息进行函数拟合时采用的数学函数包括线性函数和逆函数,将采用逆函数和线性函数进行函数拟合后得到的拟合结果作为所述道路信息对应的拟合函数;以及

对地表植被覆盖度进行函数拟合时采用的数学函数包括线性函数和逆函数,将采用逆函数和线性函数进行函数拟合后得到的拟合结果作为所述地表植被覆盖度对应的拟合函数。

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