滑坡可视化技术研究

论述了可视化技术在滑坡研究中的应用,阐述了滑坡的三维地质模型和数字地面模型的构建和可视化方法,提出了今后研究过程中尚待解决的问题。     

IDL在青藏铁路地理信息系统中的应用研究

GIS二次开发中通常使用的GIS组件方法,大多受到开发商限制或组件提供的扩展接口不能满足系统功能需求的限制.在青藏铁路地理信息系统中为满足应用需求,采用了"IDL+C#+ArcS-DE"的开发模式,将IDL集成到青藏铁路地理信息系统的体系结构中,并利用IDL实现了GIS的功能.最后阐述了利用IDL进行时态钻孔数据分析、处理及可视化过程和冻土模型输出结果的可视化过程.     

IDL在地下水水质模拟中的应用初探

IDL(Interactive Data Language)作为第四代的编程语言,具有时海量数据进行获取、分析、可视化以及对多种图像进行处理和交互式探作的功能.本文介绍了IDL及其在地下水水质模拟及数据可视化中的应用,并结合地下水溶质运移问题的实例,利用IDL进行了数值模拟和计算结果的可视化.结果表明:IDL面向矩阵的特性和强大的数据可视化能力是地下水数值模拟和可视化的理想工具.     

基于IDL的三维地质动态建模

三维地质建模凭借着形象直观、操作简单、功能丰富的优势,广泛应用于地质、矿产、工程等领域。在讨论表面建模与实体建模方法的基础上,开发程序探索了其在交互式数据语言（IDL）平台上的实现过程,并初步建立了可以应用于滑坡、泥石流、地面沉降等动态过程展示的算法。最后以煤田与泥石流模型的构建与可视化作为实例进行了效果验证。经测试,IDL可以较好地完成三维地质建模任务,并且在插值、剖分等方面表现了自己的优势,为工程地质信息化的实现提供了一种思路。      

基于体素模型的三维显示技术

针对矿产资源勘探数据的特点,研究了适合地质体信息三维可视化的体绘制模型和空间插值算法。基于IDL软件平台,开发了三维数据可视化软件;该软件能够快速、准确地将地质体的物性特征展示出来。最后,以内蒙古某金属矿床钻孔资料为例,对建立的三维可视化方法技术进行了应用检验,取得了较好的应用效果。     

基于ArcGIS可视化建模方式的区域滑坡危险性评价

滑坡危险性评价是滑坡灾害防治的重要前提和基础,简单高效的评价方式是其中的一个研究重点。本文以四川安县作为研究区域,基于ArcGIS中的分析功能,引入可视化的建模工具Modelbuilder,以模型的方式演示和运行整个滑坡危险性评价过程,得到了滑坡危险性的分级图,并进行对比分析。实验结果表明,利用可视化建模方式完成复杂地区的滑坡危险性评价,能够简化操作流程,节约时间和精力。     

基于预警隶属度函数多模型融合的滑坡预警方法

不同的滑坡预报模型存在预报同一滑坡可能提前也有可能延迟、预报精度差异较大的问题,而且,融合多模型预警方法未能充分体现个体模型预报特征,其融合预警精度不高。在分析模型可靠性的基础上,区分预报提前和延迟2种情况,设计不同的发生滑坡隶属度函数,以最低风险原则确定滑坡预警隶属度函数,利用模糊积分实现多模型融合滑坡预警。利用16个已知滑坡对预报模型进行可靠性评价,另选4个已知滑坡分别进行滑坡发生3d前和1d前多模型融合预警验证实验,结果表明,多模型融合预警虚警率比多个单一模型平均虚警率分别降低16.6%和25.0%。实验表明利用预警隶属函数进行多模型滑坡预警能提高预警精度20.0%左右。     

滑坡体三维地质建模与可视化分析

针对滑坡地质研究的自身特点,提出了面向滑坡地质体三维建模的NURBS-BRep混合数据结构和地质结构单元实体构造技术.通过对滑坡基础地质数据的预处理、滑坡数字地形和滑动面的三维建模、地质结构面的系统构造、地质结构体的生成和显示,形成了一套完整的滑坡三维地质模型的构建方法.将该方法应用于某水库滑坡,建立了相应的三维滑坡地质模型,并基于此模型进行了三维剖切分析、数字钻孔、等值线生成、滑块自动剖分、滑坡失稳可视化动态模拟和滑坡体方量精确计算等一系列实用的可视化分析,为滑坡稳定性的准确计算和客观评价提供了有力的支持.     

初探IDL在地质三维建模中的应用

IDL(Interactive Data Language)交互式数据语言是进行二维及多维数据可视化分析及应用开发的理想软件工具.随着计算机软硬件水平的提高和各种"数字化"概念的提出,对地质体的三维建模需求也越来越迫切.文章旨在通过利用IDL对一包含4个钻孔和两套地层的地质空间的三维建模过程,初步探讨IDL在地质三维建模中的应用.     

复杂滑坡三维离散建模方法及其在茂县滑坡中的应用

针对3DEC软件在建立滑坡模型前处理功能上的不足,本文提出了一种基于MATLAB平台构建复杂滑坡数值模型的前处理方法。以滑坡发生前后的地形数据为基础,通过Distmesh工具箱进行滑坡区域的三角网格剖分与高程插值,生成三棱柱体构建滑床与滑体。同时借助Multi-Parametric Toolbox几何库中的函数生成Voronoi多面体来模拟滑坡路径上的基底物质,编写相应函数以获取块体的拓扑信息,并依据3DEC的语法规则将其转化输出为3DEC可读取的命令文本文件,实现了复杂滑坡模型的快速建立。最后以四川省茂县新磨村滑坡为例,详细叙述了滑坡数值模型的建模步骤。数值模拟结果表明,该方法建立的模型能够较好地重现滑坡运动过程、沿程铲刮现象以及最终堆积形态,验证了该方法的可行性和实用性。     

一种基于多源数据融合的滑坡地形深度学习识别模型研究

传统高位远程滑坡识别依赖地质专家人工判别,识别效率较低。研究实现一种基于深度学习的滑坡地形自动识别模型,以提高大范围区域潜在滑坡隐患点筛查工作的效率。该模型以目标区域的遥感图像、DEM数据、地质分区、河流水系等地质观测数据为输入,针对不同类型观测数据差异巨大的问题,设计构建特征分支网络,精确提取对应的滑坡特征。对光学影像数据采用深层网络架构提取复杂特征,对海拔、地质构成、河流和断裂带分布等结构化数据采用浅层网络架构提取特征。随后设计特征融合模块,融合两个网络的提取结果获得全面的滑坡灾害特征。模型基于提取的滑坡特征进行滑坡区域语义分割,实现精准的像素级别滑坡地形分类和定位。通过实验验证,该模型对滑坡区域的识别准确率（ACC）达到了0.85,可为滑坡自动识别提供技术支撑。     

基于无人机航测及Rhino-griddle平台的FLAC3D复杂三维地质体建模技术应用

FLAC3D作为ITASCA公司开发的经典岩土数值分析软件,对于复杂三维地质体模型的建立较为困难。本文以甘肃省某滑坡为例,提出以无人机航测影像为基础,采用DJI Terra或者ContextCapture制作可视化三维模型,通过EPS软件提取的等高线在Rhino-griddle平台进行地质体建模,最后将所建模型导入FLAC3D进行稳定性计算,结果表明：基于无人机影像获取的滑坡地形建模与实际地形、地质结构等吻合度极高,能够很好的解决FLAC3D前期建模困难的问题,基于FLAC3D的强度折减法稳定性分析计算结果与滑坡现场实际变形情况基本一致,即将无人机航测应用于复杂三维地质体建模及模型稳定性分析的方法实现了对滑坡发展趋势的快速评价,能够为滑坡等地质灾害的快速、精细化调查与应急分析提供参考。     

Research of Terrain 3D Visulization Method Based on IDL and Arcengine

Study on 3D terrain visualization is a hot research topic in GIS, virtual reality, computer graphics, digital photogrammetry and other fields, is also an important part of the digital earth strategy. Try to take advantage of IDL data processing and graphic display function and ArcEngine spatial analysis function, in the Visual c# under the environment of hybrid programming mechanism, use of component design and development of integrated development technologies analysis of terrain visualization application operating environment, realized the 3D digital terrain expression and spatial analysis function. The results show that the IDL and ArcEngine integrated development method applied to the 3D terrain visualization analysis software platform developed operability and extension force with strong, both in terms of space efficiency and image data analysis , development costs advantages.     

基于GIS的兰州滑坡与泥石流灾害危险性分析

频繁发生的灾害愈来愈对人类社会造成巨大影响, 遥感、地理信息系统、全球定位系统和网络技术日益在减灾行动中发挥重要的作用. 兰州区域地质岩性、构造断裂、地震活动带、地表侵蚀强烈和地形起伏破碎等因素造成了兰州滑坡与泥石流灾害的发育, 夏季暴雨、人类工程活动等诱发下灾害频繁, 风险加剧. 针对兰州地区滑坡与泥石流等山地灾害对区域社会经济的影响, 通过建立区域滑坡与泥石流灾害的空间数据库, 在GIS技术辅助下实现了专家经验模型和Logistic模型对滑坡与泥石流灾害危险性的预测, 其中滑坡Logistic模型准确性达到85.3%, 专家经验模型准确性达到74.2%; 泥石流Logistic危险性预模型准确性达到80.5%, 专家经验模型准确性达到90.5%. 随着研究的深入, 综合遥感、地理信息系统、全球定位系统和网络技术的灾害研究与应用将在灾害防治中发挥重要的作用.     

基于GIS与WOE-BP模型的滑坡易发性评价

区域滑坡易发性研究对地质灾害风险管理具有重要意义.以往研究中,将多元统计模型与机器学习方法相结合用于滑坡易发性评价的研究较少.以三峡库区万州区为例,首先选取9种指标因子（坡度、坡向、剖面曲率、地表纹理、地层岩性、斜坡结构、地质构造、水系分布及土地利用类型）作为滑坡易发性评价指标.基于证据权模型（weights of evidence,WOE）计算得到的对比度和滑坡面积比与分级面积比的相对大小,对各指标因子进行状态分级;再利用粒子群法优化的BP神经网络模型（PSO-BP）得到各指标因子权重.综合两种模型确定的状态分级权重和指标因子权重（WOE-BP）计算滑坡易发性指数（landslide susceptibility index,LSI）,基于GIS平台得到全区滑坡易发性分区图.结果表明:水系、地层岩性和地质构造是影响万州区滑坡发育的主要指标因子;WOE-BP模型的预测精度为80.8%,优于WOE模型的73.1%和BP神经网络模型的71.6%,可为定量计算指标因子权重和优化滑坡易发性评价提供有效途径.      

降雨诱发浅层滑坡渐进破坏分析研究

为分析降雨诱发浅层滑坡的演变过程。本文以湖南湘西古丈滑坡为例,基于Green-Ampt入渗模型,进行了降雨诱发浅层滑坡渐进破坏分析。研究结果表明:在强降雨作用下,滑坡的失稳破坏主要是由于前缘土体以及中前部土体的局部破坏,而逐渐发展为整体破坏。并且,受滑坡地形影响,地形平缓的区域虽然湿润锋下渗较快,土体抗剪强度较低,但由于土体饱和带的渗流作用较小,而重力提供垂直于滑面的分力较大,该部分稳定性较为良好,故湿润锋对于滑坡稳定性的影响还应该根据不同地形条件加以分析。渐进式滑坡破坏分析方法对滑坡的监测和防治具有重要的指导意义。     

滑坡灾害综合评判决策系统研究

滑坡灾害分析是系统性工程,不仅需要准确反映其现状动态特征,而且还应体现其安全稳定状况,为工程治理提供可靠依据。以GIS和Surfer为基础平台,有效耦合各项功能模块,开发出滑坡灾害综合评判决策系统,实现其现状动态分析、变化规律预测及稳定特性研究。详细阐述了系统的体系结构、总体设计、开发基础、功能模块集成,着重研究了系统功能实现的应用方面,包括地形信息处理、虚拟地景可视化、综合决策分析、变形预测预报和稳定性数值分析,分别对其功能内容、理论基础和应用流程进行具体分析。针对滑坡工程治理的效果评价问题,采用系统模糊马尔科夫链模型予以决策分析,在详细阐述其理论结构的基础上引入工程实例进行具体研究。结果表明：滑坡治理效果较好,模型分析客观地反映了其目前所处的安全稳定状态。综上可见,该系统可为滑坡灾害分析与工程治理实现信息化、动态化、决策化提供可行的技术平台。