[发明专利]降雨阈值自适应的滑坡实时预警方法

摘要

降雨阈值自适应的滑坡实时预警方法，包括如下步骤：步骤1、滑坡编制数据；步骤2、建立滑坡的时间与降雨强度关系的空间分布函数；步骤3、生成滑坡预警图的方法。

主权项

1.降雨阈值自适应的滑坡实时预警方法，包括如下步骤：步骤1、编制数据滑坡（泥石流）编目数据，且带有地理坐标和发生时间记录，对各滑坡点建立有其发生时前H小时降雨数据库；步骤2、建立滑坡(泥石流)的时间与降雨强度空间分布函数根据一地区已知的一批带地理坐标的滑坡点的数据以及对应每个滑坡点发生前H小时降雨量数据，那么对各滑坡灾害点可以形成一系列的降雨量R与其前H小时的数据对（R_i，H_i）（i=1,2,…,n，这里，R_i对应于前H_i小时的降雨量分布），对每一处滑坡得到的R_i都表征了该处滑坡发生前H_i小时的降雨量分布，亦即引发滑坡的降雨阈值；根据一个区域内已知的所有滑坡点在其发生前H小时的降雨量数据，可以对各滑坡点分别获得一个滑坡-降雨量关系图，应用任意插值方法对这些点的滑坡-降雨量关系进行网格化处理，即通过任意插值方法，将一组在空间上呈离散点状分布的滑坡-降雨量关系转换为呈面状分布的滑坡-降雨量关系，从而得到对该区域内任一点可能引起滑坡的前H小时降雨分布图R_H。把滑坡发生前不同时间段分别记作H_i(i=1,2,…,n),以此形成了一系列的R图记作R_H，并以R_i(i=1,2,…,n)来表示与H_i(i=1,2,…,n)相对应的降雨分布图；对于该区域内的任一点P（i,j）(i=1,2,…,m;j=1,2,…,n;假设该区域格网点数为m×n)，通过对滑坡（泥石流）发生前H_k时段降雨量分布图R_k(k=1,2,…,q)上的相对应的点的降雨量的获取，形成向量（（H₁(i,j),R₁(i,j)）,(H₂(i,j),R₂(i,j)),…,(H_n(i,j),R_n(i,j)）)，通过取对数后，形成（（logH₁(i,j)，logR₁(i,j)）,(log H₂(i,j),logR₂(i,j)),…,(logH_n(i,j),log R_n(i,j))）；然后，对[(log H_k(i,j)，logR_k(i,j)]数据组进行拟合,对每一点P(i,j)得到：R（H）=aH^b  （1）公式（1）中，R表示引发滑坡的降雨强度；H表示滑坡发生前的降雨时长；a为比例系数；对区域内的每一个网格点都进行上述的计算，并获得对应的R图、a图和H图；步骤3、生成滑坡预警图的方法把预报区域划分为m×n格网，根据从该区域已知的滑坡点及其发生前H小时降雨观测记录得到的，可以表征该区域内任一网格单元内滑坡发生前H小时的临界降雨量关系图并得到公式（1）；在雨季时，就可以根据气象部门提供的该区域中雨量监测网站记录的实时降雨观测数据以及对未来H小时的降雨预报信息，按网格逐点计算形成对该区域当前降雨并加上对未来H小时预报降雨量(强度)的分布图，记作R_H；按网格逐点以R=aH^b为参照，计算R值，并记作R_HM。将R_H与R_HM进行对比；计算δ，当b<1时，当b≥1时，其中，k=1.9,n为样本数；以δ/2、δ为置信区间，即以b-δ/2、b-δ分别作为b值代入公式（1）计算未来H小时相对应的临界降雨量（强度），分别记作R1_H和R2_H；对预报区域内任一点，如果其前H小时降雨量（强度）R_H，以R_HM(R_HM=aH^b)为参照，逐一对比R_HM。根据当前普遍所采用的预报等级划分，则对该处发生滑坡（泥石流）可能性，可以定义为四个等级：当R_H∈[0，R_HM)时，发生滑坡（泥石流）的可能性较低（4级）；R_H∈[R_HM,R1_H)时，发生滑坡（泥石流）的可能性较高（3级）；R_H∈[R1_H,R2_H)时，发生滑坡（泥石流）的可能性高（2级）；R_H∈[R2_H,+∞)时，发生滑坡（泥石流）的可能性很高（1级）；特殊的区域如水面等定义为极低；对预报区域按网格逐点进行上述操作，然后对不同的H时段所获得的预报结果图取最高值，则获得对该区域在未来H小时的滑坡发生概率分布图，即对降雨可能引发滑坡的时间和位置进行预警。