基于不同斜坡单元划分方法和BP神经网络的泥石流易发性评价

选取合适的评价单元是泥石流易发性评价的关键,为探索斜坡单元不同划分方法对泥石流易发性评价结果的影响,本文以泥石流多发地东川区为例,对比分析了水文分析法和曲率分水岭法两种斜坡单元划分方法在泥石流易发性评价中的效果。首先在解译泥石流点的基础上,采用不同划分方法的斜坡单元作为评价单元,然后对初步选取的指标因子进行多重共线性和贡献率分析,以完善指标因子体系,最后构建基于BP神经网络的泥石流易发性评价模型。结果表明,泥石流极高和高易发区主要集中分布于研究区小江河谷和金沙江南岸,该地区地质环境脆弱,危险性较高。基于曲率分水岭法的易发性模型AUC值为0.865 8,高于水文分析法的0.815 3,表明采用曲率分水岭法划分的斜坡单元更适用于研究区泥石流易发性评价。     

旋转森林模型在滑坡易发性评价中的应用研究

以三峡库区万州段为研究区,从多源空间数据中提取29个致灾因子作为区域滑坡易发性分析的评价指标,在数字高程模型基础上采用集水区重叠法划分斜坡单元,构建旋转森林集成学习模型,定量预测滑坡空间易发性,并生成滑坡易发性分区图。在易发性分区图中,高易发区占11.6%,主要分布在万州主城区和长江及支流两岸;不易发区占45.6%,主要分布在人类工程活动低、植被覆盖度高的区域。采用受访者工作特征曲线和曲线下面积对旋转森林模型的滑坡易发性进行评价,结果显示该模型的预测精度为90.7%,其预测能力优于C4.5决策树。研究表明,应用旋转森林进行滑坡易发性评价具有预测能力强、精度高等优点。     

顾及样本敏感性的滑坡易发性评价

滑坡作为一种危害极大的自然地质现象,严重威胁着人民的生命财产安全。因此,科学、准确地评价滑坡体的易发性至关重要。随着机器学习的发展,基于机器学习的滑坡易发性评价逐渐成为研究热点。而在真实情况中,滑坡区域与非滑坡区域面积占比悬殊,这使得机器学习模型的应用存在较严重的样本不均衡问题。本文采用样本敏感性分析方法,综合多个机器学习模型在不同比例的正负滑坡样本集上的表现,以获取最均衡滑坡样本集;并在此样本集基础上采用深度随机森林模型,在示范研究区开展滑坡易发性评价。最终的评价结果接近真实分布,表明本文方法具有较好的有效性。     

遥感技术在图们地区地质灾害危险性评价中的应用

图们市是地质灾害多发地区,这些地质灾害具有密集性、易发性、群发性和重复性的特点,对当地人民生命财产安全构成威胁,更制约着当地社会经济可持续发展。本次研究以2005年SPOT-5影像、2015年GF-2影像为数据源,选取地貌、岩土体类型、地质灾害点密度、地质构造、森林覆盖率、降雨量和人类工程活动7个评价因子,采用网格分析法获取各因子的量化分级图。通过Arc GIS的栅格计算功能,将各因子加权叠加获取危险性指数分布图,再通过surfer重分类生成研究区地质灾害危险性区划图。研究表明,图们市地质灾害危险性程度以轻度和微度为主,重度和中度区主要集中在重要交通干线和居民集中生活区,应加强危险性重度和中度区的地质灾害监测和排查工作。     

层次分析-熵值定权法应用于山区城镇地质灾害易发性评价

我国西南山区很多城镇面临着崩塌、滑坡等地质灾害的威胁,开展山区城镇地质灾害易发性评价研究具有重要意义。本文对重庆市武隆区羊角场镇进行了地质灾害易发性评价研究,在确定区域易发性评价因子的基础上,综合层次分析法和熵权法两种方法确定评价因子的权重,最后采用易发性指数并基于ArcGIS对研究区进行易发性评价和区划。易发性分区结果与已有的地质灾害分布有较好的对应关系。采用的组合赋权法先用层次分析法确定主观权重,然后又结合熵值法对权重进行修正,在一定程度上减少了主观影响,对地质灾害易发性的量化更加准确与合理。本文的研究思路可为山区城镇地质灾害的风险评估和防治提供参考。     

内江市景观格局对地质灾害易发性的影响分析

为探讨地表土地景观格局对地质灾害易发性的影响,丰富地质灾害易发性评价体系,以内江市为研究区域,选取高程、坡度、降雨量、植被指数、地层岩性和距构造距离为评价指标,利用层次分析法进行地质灾害易发性评价,以乡镇为统计单元,运用空间滞后模型进行回归分析,定量地探讨了景观格局对地质灾害易发性的影响.结果表明:地质灾害易发性和平均斑块面积、景观蔓延度和香农多样性指数显著正相关.地质灾害易发性与部分景观格局指数存在显著的相关性,景观格局可以在一定程度上反映地质灾害易发性的空间分布,可以在今后的地质灾害评价中将景观格局作为评价指标进行考虑,同时也为实现生态保护和防灾减灾的综合治理提供科学参考.     

基于多元逻辑回归的兰坪县崩塌滑坡敏感性评价

通过卫星遥感影像解译和地面调查,获取了云南省兰坪县崩塌滑坡灾害的空间分布,利用Arc GIS软件空间分析方法对该县崩塌滑坡分布规律进行了统计分析,最后运用多元逻辑回归方法对该县未来崩塌滑坡发生的空间位置进行了易发性评价。分析结果确认了极高易发性区域地理位置,其中,极高易发性区域面积为345.1 km~2,占研究区面积的7.90%;高易发性区域面积为429.3 km~2,占研究区总面积的9.82%。所得到的兰坪县崩塌滑坡易发性分布对进一步的防灾减灾工作具有指示作用。     

层次分析法的黄河上游滑坡易发性评价

针对黄河上游龙羊峡至积石峡段滑坡灾害分布易发性评价与区划成图问题,该文以ArcGIS为平台,联系评价区的实际特点,选取地貌类型、地层岩性、降雨、断层、坡度为评价因子,运用层次分析法(AHP)确定各评价因子的权重,建立研究区滑坡易发性评价模型,结合GIS的空间分析功能实现研究区内滑坡灾害的易发性区划。结果表明,滑坡灾害主要集中在龙羊峡库区右岸和群科-尖扎盆地。区划结果与野外实际调查基本吻合,为今后GIS应用于地质灾害区划提供了思路,同时可为区内地质单位进行灾害监测提供基础数据和依据。     

基于不同模型和单元的滑坡易发性评价比较

基于地理信息系统的滑坡灾害空间预测研究发展迅速,出现了多种滑坡空间预测模型。在总结滑坡灾害空间预测研究现状的基础上,简要介绍了决策树和支持向量机2种模型的基本原理。以秭归县一个研究区为例,选取11个滑坡影响因子,采用2种不同的研究单元,分别建立了决策树和支持向量机模型并对滑坡易发性作出了评价。结果表明针对同一模型,面向对象单元的滑坡易发性评价精度优于栅格单元;针对同一数据单元,支持向量机模型的滑坡易发性评价精度优于决策树模型。     

基于高分一号卫星的江西樟树市地质灾害评价

运用高分一号卫星进行江西樟树市地质灾害评价对于科学防治地质灾害,提高国产卫星应用水平具有重要意义。本文通过正射校正、影像融合、几何校正等步骤对高分一号影像进行预处理,然后对处理后的影像进行地质灾害解译,获取樟树市地质灾害分布情况。在进行地质灾害评价过程中采用小流域评价单元,选取灾害点密度、地表水文、构造断裂带、工程活动、岩土类型、地形坡度等6个评价因子,并运用层次分析法确定因子权重,通过加权平均法最终获得樟树市地质灾害易发性综合评价图,其精度为78%。结果表明樟树市易发生地质灾害的地区占全市总面积的34.68%,易发程度最高的地区主要分布在东南部,占全市总面积的7.82%。     

新源县汇水域单元滑坡灾害易发性评价

针对滑坡灾害易发性难以定量评价的问题,提出了以汇水域为基本统计单元,层次分析法与信息量法相结合的滑坡易发性评价模型。该模型是在综合分析已有监测数据的基础上,建立了坡度、黄土分布、土地表覆被、水系、断层、高程、地表粗糙度、坡向等8类要素与滑坡稳定性的相关性,根据评价结果将滑坡易发性划分为5个不同的等级。基于新疆新源县滑坡易发性评价的实验结果表明,该模型评价结果与滑坡实际分布情况相符,能够准确对不同汇水域灾害易发性进行分级评价,可以为相关部门进行防灾、预警提供一定的数据支持。提出了一种主观判断与客观分析相结合的方法,回答了"什么地方最容易发生地质灾害"的问题。     

改进的学习向量量化滑坡易发性评价模型研究

针对传统的学习向量量化模型只能进行欧式空间的度量问题，该文将在学习向量量化(LVQ)模型的基础上引入径向基核函数(RBF)建立径向基函数的学习向量量化(RBF-LVQ)评价模型。以文成县为研究区，结合GIS技术选取坡度、坡向、坡形、断层距离、地质岩组、极端小时降雨量、地形湿度指数、地表覆盖、风化层厚度、黏聚力10个评价因子构建滑坡易发性评价体系，随机选取70%数据作为训练样本，分别采用RBF神经网络、LVQ神经网络和RBF-LVQ模型进行滑坡灾害易发性评价，并将剩余的30%数据利用ROC曲线进行精度检验。结果显示，训练后的RBF-LVQ模型AUC值为0.88,优于RBF神经网络的0.85和LVQ的0.86。RBF-LVQ模型拥有更好的预测能力，可为研究区域提供模型和决策支持。     

汶川地区地质灾害易发性评价方法对比分析

在比较和分析了目前国内外研究和应用较多的几种地质灾害评价理论和方法的基础上,对汶川县2014年landsat8遥感影像解译并提取了地质灾害信息,利用DEM数据对20014年地质灾害的面积在高程、坡度、坡向等致灾因子进行了统计。采用信息量法、层次分析法、加权信息量对汶川地区地质灾害易发性进行了评价。通过这3种评价方法的结果对比表明:采用单一的信息量法、层次分析法做地质灾害易发性评价时各有优势和不足,将多种易发性评价方法进行合理的综合应用是地质灾害易发性评价的优选方法。     

基于SBAS-InSAR技术的甘肃华亭市地表形变监测与分析

小基线集SBAS-InSAR技术能够有效识别区域性地表形变,可以长时间序列分析地表形变特征。本研究获取了覆盖甘肃华亭市范围2017年10月—2021年4月Sentinel-1A升降轨雷达数据214期,利用SBAS-InSAR技术进行差分干涉处理,探测区域地表形变,分析形变区变化规律特征。结果表明:华亭市地表形变区主要分布在主城区北部、市域范围东南部,共计8处,以煤矿代表的地面沉降最为明显,沿视线方向最大年沉降平均速率达-404.036 mm/a。研究获取了区域地表形变区分布状况及形变速率,可为华亭市地表形变监测、地质灾害防治、地下水水资源开发利用提供参考依据。     

一种结合SMOTE和卷积神经网络的滑坡易发性评价方法

大规模的人类工程活动诱发和加剧了滑坡灾害的致灾情况,严重威胁工程安全和环境安全。滑坡易发性评价是滑坡监测预警的关键技术。针对传统滑坡监测手段数据源有限、缺乏挖掘滑坡灾害空间分布特征及其诱发因素的有效方法等问题,以位于三峡库区的中国重庆市万州区为研究区,基于地形、地质和遥感影像等多源数据,首先提取了22个滑坡易发性评价因子,并对这些因子进行多重共线性检验;然后采用合成少数类过采样技术(synthetic minority oversampling technique, SMOTE)解决滑坡和非滑坡样本比例不平衡问题,建立输入训练集;最后构建卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)模型,定量预测滑坡易发性,生成滑坡易发性分区图。采用受试者工作特征曲线分析评价结果,测试数据集模型精度达89.50%,说明该模型是一种高性能的滑坡易发性评价方法。     

基于GIS和加权信息量的临湘市地质灾害易发性评价

以湖南省临湘市为研究区,选取坡度、坡向、坡高、归一化植被指数、工程地质岩组、地质构造、土地利用和降雨量8个评价因子,应用加权信息量模型,通过GIS空间分析开展研究区易发性评价研究。将临湘市划分为不易发区、低易发区、中易发区和高易发区4个地质灾害易发等级,分别占研究区总面积的4.28%、32.26%、51.73%、11.74%。评价结果与实际灾害发生情况较吻合,可靠性较高,为临湘市地质灾害防治提供了参考依据。     

融合自编码与密集残差网络的滑坡易发性评价

针对滑坡易发性评价中编录样本受限、特征信息利用不足，导致预测效果不理想的问题，该文提出融合栈式自编码与密集残差网络的滑坡易发性评价方法。将传统自编码网络进行栈化，重构原始数据以强化特征表达；在卷积神经网络中引入跳层连接，通过密集连接的方式构建一种密集残差网络模型提取数据的深层特征。该文以四川省雅安市为研究区开展滑坡易发性评价，将所提模型与逻辑回归模型、CPCNN-RF模型、U-net模型进行了对比分析。实验结果表明：该方法取得最佳精度，受试者工作特征曲线下的面积为0.883,在一定程度上能够较好地适应小样本预测，易发性制图结果更为准确可靠。     

天山中段近地表气温的遥感反演及时空分布特征

为天山中段近地表气温研究提供可靠、空间分辨率较高的数据源,该文以气象站气温数据、再分析气温数据以及遥感数据为主要数据源,采用多元回归模型反演了近地表气温并进行精度验证。在此基础上,揭示天山中段近地表气温时空分布特征及其变化趋势。结果表明:①反演精度与实测值相近,且精度较好。②天山中段近地表气温呈四周高,中部低,平原区高,丘陵、山区低的空间分布格局;年际变化呈先升高后降低,年内呈周期性单峰变化的趋势。③2001—2016年天山中段近地表气温以不显著增加为主,占显著降低的区域甚少。研究结果证明用多元回归模型可以提高近地表气温的遥感反演精度,为今后近地表气温研究提供空间分辨率较高的数据及其获取方法。     

基于TM数据的地下煤火区地表温度反演与验证

以新疆维吾尔自治区水西沟火区为例,利用与Landsat 5卫星2011年7月31日过境同时段的红外辐射计地表温度观测数据,通过多种方法获取了像元尺度的地表温度实测值,并对基于TM数据反演地表温度的单窗算法、普适性单通道算法和Weng算法得到的地下煤火区地表温度进行对比分析与验证.结果表明,3种遥感反演算法得到的水西沟地下煤火区地表温度的空间分布趋势一致,其中,单窗算法与普适性单通道算法较为接近,研究区整体的平均地表温度差值为1.60℃.与地面实测数据相比,3种反演算法结果均低于地表温度实测值.其中,普适性单通道算法与地面实测值一致性最好,决定系数R2为0.886,均方差为1.48℃,其反演结果符合地下煤火区温度的空间分布规律,高温异常区范围明显;反演结果符合要求,在地下煤火区地表温度获取中具有一定的适用性,为提升新疆地下煤火区的动态监测与评价能力选择了有效方法.     

区域地质灾害易发性分级方法对比分析研究

地质灾害不仅造成了严重的经济损失和生态破坏,同时也威胁着人类的生存。地质灾害易发性评价是地质灾害风险评价的基础,以往的研究中重在探讨易发性评价方法的选取,而对于地质灾害易发性指数如何分级的研究较少。为了探索地质灾害易发性评价精度验证与定量的分级标准,以四川省汶川县为例,选取12种广泛应用的地质灾害易发性影响因子,运用信息量模型进行易发性评价,运用成功率曲线检验模型的评价精度,提出历史地质灾害累计比例分段法,并与其他8种分级方法进行对比分析与分级精度验证。研究结果表明,用验证样本成功率曲线与非灾害点样本成功率曲线两种方法检验模型评价精度确定了评价模型预测结果的合理性。历史地质灾害累计比例分段法在易发性分级面积比例精度验证、地质灾害频率比分级精度验证与发生地质灾害位置分级精度验证3种方式中均显现出较好的合理性,在9种分级方法中为最优分级标准。