[发明专利]一种泥石流沟细粒堆积物粘聚力高光谱探测方法和系统

说明书

本发明提出一种泥石流沟细粒堆积物粘聚力高光谱探测方法和系统。其中，方法包括：在采样点对土壤进行采样，对样品进行土壤参数测量实验，获得样品的粘聚力的数据；对样品进行高光谱测量实验，获取样品的光谱反射率数据；对粘聚力的数据和光谱反射率数据进行标准化处理，得到标准化的粘聚力的数据和光谱反射率数据；以标准化的粘聚力为因变量，以敏感波段区间范围内的标准化的光谱反射率为自变量，利用最小二乘多因子回归分析方法建立粘聚力预测模型。本发明提出的方案，为探测泥石流沟细粒沉积物的粘聚力提供了高光谱遥感方法，而且还为大面积揭示泥石流沉积物的稳定性提供了科学依据。

技术领域

本发明属于泥石流预警领域，尤其涉及一种泥石流沟细粒堆积物粘聚力高光谱探测方法和系统。

背景技术

泥石流是因暴雨、融雪(冰)或其他自然灾害引发的携带有大量泥沙、石块的特殊洪流，具有物质容量大、破坏力强等特点，对当地人民群众的生命财产安全构成严重威胁。因此，泥石流快速准确预警对保障山区人民的生命和财产安全具有重要作用。

泥石流细粒堆积物，是指泥石流堆积物中粒度小于2mm的第四纪沉积物，主要由泥沙组成，具有结构松散、孔隙度大的特点，是遇水先启动的主要物质。因此，它与诱发泥石流的临界水量关系密切，在泥石流预警中起关键作用。泥石流预警需要快速准确地探测这些细粒堆积物的稳定性。该稳定性主要受内外两种因子的作用：内控因子，主要包括渗透系数、粘聚力和有效内摩擦角；外控因子，主要包括水源条件—降雨量、降雨强度、径流量等，地形地貌条件—坡度、汇流面积等，地表覆盖程度和构造等。

粘聚力，又称内聚力，是在同种物质内部相邻各部分之间的相互吸引力。在有效应力情况下，将总抗剪强度扣除摩擦强度，即得到粘聚力。它的大小主要反映了土壤抵抗外应力的应变能力，与有效内摩擦角、渗透系数、密度和含水率等因子关系密切。

然而，目前尚没有建立泥石流细粒堆积物粘聚力的快速探测方法。遥感在物质参数获取方面，具有宏观、客观、现势性强的特点。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种泥石流沟细粒堆积物粘聚力高光谱探测方法的技术方案，以解决上述技术问题。

本发明第一方面公开了一种泥石流沟细粒堆积物粘聚力高光谱探测方法；所述方法包括：

步骤S1、确定泥石流细粒沉积物粘聚力的研究区域；

步骤S2、获取所述研究区域的背景资料，根据所述背景资料确定泥石流细粒沉积物的土壤的采样点的位置；

步骤S3、在所述采样点对土壤进行采样，对样品进行土壤参数测量实验，获得样品的粘聚力的数据；

步骤S4、对所述样品进行高光谱测量实验，获取所述样品的光谱反射率数据；

步骤S5、对所述粘聚力的数据和光谱反射率数据进行标准化处理，得到标准化的粘聚力的数据和光谱反射率数据；

步骤S6、以标准化的粘聚力为因变量，以敏感波段区间范围内的标准化的光谱反射率为自变量，利用最小二乘多因子回归分析方法建立粘聚力预测模型。

根据本发明第一方面的方法，在所述步骤S1中，所述研究区域面积为 130-150km²。

根据本发明第一方面的方法，在所述步骤S2中，所述根据所述背景资料确定泥石流细粒沉积物的土壤的采样点的位置的方法包括：获取高分辨率遥感数据，并利用所述高分辨率遥感数据提取沟谷堆积体的发育情况，确定泥石流细粒沉积物的土壤的采样点的位置。

根据本发明第一方面的方法，在所述步骤S3中，所述在所述采样点对土壤进行采样的方法包括：

在每处采样点采样20个样品，每个样品的体积为600ml，重1kg。