滑坡多发区第四系堆积层厚度智能预测与影响因素分析——以重庆万州铁峰乡为例

堆积层厚度是区域工程地质调查的基础数据,对识别滑坡具有重要意义,在滑坡的稳定性评价和风险评估中发挥着重要的作用。传统的空间插值方法对外界因素考虑不足,难以满足精度要求。文章以三峡库区万州区铁峰乡为研究对象,在实地调查的基础上,总结提出了堆积层的成因模式,并据此添加区域堆积层厚度控制点;基于Apriori算法挖掘影响因子与堆积层厚度分布之间的关联准则,利用已知样本点采用三种机器学习方法建立模型,最后将模型应用于整个区域得到堆积层厚度分布图,并对结果进行对比分析。结果表明：选取的13种影响因子中6种因子与堆积层厚度表现出较强的相关性;数据挖掘显示坡度和地形起伏是影响堆积层厚度空间分布差异的主要因素。3种机器学习模型中GWOSVM模型的预测结果与实际最为吻合。研究结果揭示了区域第四系堆积层的成因机制,为机器学习技术在堆积层厚度预测领域奠定了基础。     

基于XGBoost模型的三峡库区燕山乡滑坡易发性评价与区划

滑坡易发性评价是精细化滑坡灾害风险评价的基础。为了提升滑坡易发性评价模型的精度和稳健性,以三峡库区万州区燕山乡为例,选取工程地质岩组、堆积层厚度等九个影响因子构建滑坡易发性评价指标体系,应用信息量模型定量分析滑坡发育与指标之间的关系。在此基础上,随机选取70%/30%的滑坡样本作为训练/验证数据集,应用极致梯度提升模型(extreme gradient boosting, XGBoost)开展易发性评价。随后从模型预测精度和模型稳定性两方面将其与决策树模型(decision tree, DT)和梯度提升树模型(gradient boosting decision tree, GBDT)进行对比。结果表明：研究区堆积层滑坡主要受长江水系、堆积层厚度和工程地质岩组影响。XGBoost模型具有最高的准确率(94.3%)和预测精度(97.3%)。在模型稳定性验证中,平均预测精度最高(97.3%),优于DT(91.3%)和GBDT(95.7%),模型标准差和变异系数均为0.01,低于其余两种模型。XGBoost在区域滑坡易发性评价与制图中得到了可靠的结果,为滑坡灾害空间预测提供了新的技术支撑。     

镇域尺度下秦巴山区堆积层滑坡易发性不同单元评价性能对比研究

秦巴山区堆积层滑坡数量多、分布广、密度大、频次高,所造成的危害十分严重,且具有孕灾条件复杂多样和部分灾害评价数据获取难度大等特征。笔者选取秦巴山区小岭镇作为研究区,在地质灾害野外调查基础上,结合堆积层滑坡区域特点,采取栅格、斜坡两种单元类型,因地制宜的提取了滑坡孕灾因子,分析其相关性,提选出坡度、坡高、坡面形态、斜坡结构类型、堆积层厚度、距道路、矿区、断裂的距离等8个因子作为堆积层滑坡特征因子,运用随机森林模型方法对该镇域进行了滑坡易发性评价;并通过评价结果频率比、ROC曲线、易发性概率均值与标准差,对栅格单元、斜坡单元两种单元类型的精度与准确性进行了验证,结果表明：两种评价单元的预测结果都有良好的表现,但斜坡单元作为评价单元总体预测性能高于栅格单元,栅格单元在灾害防治具体空间部署上有着更精细的参考。研究成果对秦巴山区镇域地质灾害风险评价工作有一定的理论和实践意义。     

区域承载力定量研究方法探讨

区域承载力作为衡量区域可持续发展的重要标志 ,是由资源承载力和环境承载力演化而来的。在总结国内外区域承载力研究方法的基础上 ,提出采用状态空间法作为量度区域承载力的基本方法。通过建立评价指标体系对环勃海地区区域承载力进行定量评价 ,并利用系统动力学模型对区域承载力和承载状况的变化趋势进行模拟和预测。     

基于支持向量机的水库诱发地震分析

将诱发水库地震的主要因素（岩性、岩体完整性、断层性质、库区区域应力状态、库区地震活动背景）划分为11个因子,并进行定量化;再根据每个样本到所属类内超平面的距离计算每个样本点的模糊因子,确定其对分类超平面影响大小;然后建立水库地震的支持向量机（SVM）和模糊支持向量机（FSVM）模型,并应用于水库诱发地震等级预测。实例分析表明,两种模型均可用于水库诱发地震等级预测,具有预测精度较高、考虑因素全面的特点,相比之下SVM模型预测结果略优于FSVM模型。另外,在应用SVM和FSVM进行分类时,如果样本离散性较高,则SVM模型优于FSVM模型;相反,如果样本离散性较低,则FSVM模型优于SVM模型。     

区域承工力定量研究方法探讨

区域承载力作为衡量区域可持续发展的重要标志，是由资源承载力和环境承载力演化而来的。在总结国内外区域承载力研究方法的基础上，提出采用状态空间法作为量度区域承载力的基本方法，通过建立评价指标体系对环过海地区区域承载力进行定量评价，并利用系统动力学模型对区域承载力和承载状况的变化趋势进行模拟和预测。     

盐间页岩油韵律层地震响应模拟及页岩薄储层厚度预测

江汉盆地潜江凹陷潜江组页岩油储层的地质结构为韵律背景下的页岩薄层,由于地震分辨率的限制,常规地震勘探方法难以精确描述盐间页岩油薄储层厚度的空间展布。因此,应用现有地震资料,探索适用于韵律结构中页岩薄层的地震预测方法具有重要意义。本文通过地震传播矩阵方法计算并分析研究区目标韵律层的地震响应特征,系统模拟并分析非均匀薄互层结构中页岩薄层的厚度、纵波速度等变化时地震波的反射动力学特征,发现地震反射波形的振幅和相位随非均匀页岩薄层的纵波速度和厚度的变化产生明显的变化,这些变化是本文页岩薄层厚度预测的基础。结合测井分析构建韵律层地质地球物理模型,模型空间考虑了页岩薄层纵波速度和厚度共99种组合变化的情况。通过求取目标层实际地震反射波形与构建的模型空间中地震波形的最佳匹配,提出基于反射波形的页岩薄储层厚度的地震预测方法,预测研究区页岩薄层厚度变化范围为5~20 m,并且由西南向东北呈增加趋势。预测页岩薄层厚度与测井解释具有较高的一致性,验证了本文地震预测方法的有效性。     

地壳厚度对中国金矿床空间分布规律的制约

圈定成矿远景区并进行矿产勘查,是新一轮找矿突破的重要内容。在当前大数据和深部地球的背景下,文章根据金矿床空间分布对所在的地壳厚度和地表高程进行了空间连接和相关统计分析,并初步圈定了金矿床的成矿远景区。研究结果表明,地壳厚度为35 km和高程为200 m左右的区域,是金矿床产出的有利区域,并且金矿床的地壳厚度极值和频率呈现分形关系,为金矿床靶区的预测,提供了基本的非线性深部矿产资源预测数学模型;根据金矿床和地壳厚度、高程等的关系,对金矿床的优势成矿远景区进行了预测。预测结果显示,松嫩盆地周边,济南-郑州-武汉-长沙-南宁沿线及周边,是金矿床产出的有利远景区域。     

泥石流平均流速预测模型及敏感因子研究

为了探求泥石流平均流速敏感因子及影响因素耦合关系,本文采用BP神经网络和支持向量机模型对蒋家沟泥石流数据进行预测,对两种泥石流平均流速预测模型的学习与泛化能力进行比较,并对平均流速各影响因素的敏感程度进行分析,建立了泥石流平均流速敏感因子预测模型。结果表明:支持向量机的泛化能力优于BP网络,更适合样本数量较少的泥石流动态预测。沟道比降和不稳定层厚度是泥石流平均流速的主要影响因子,各因子之间存在复杂的耦合关系。基于不稳定层厚度和泥面比降的泥石流平均流速预测模型精度较高,能够定量描述泥石流动态与影响因子间的响应关系。研究成果可为泥石流防治提供依据。     

基于ANN与GIS技术的区域岩溶塌陷稳定性预测———以桂林西城区为例

岩溶地面塌陷是岩溶区常见的一种地质灾害, 塌陷区域预测是进行国土规划、资源开发与灾害防治的必要工作.由于岩溶塌陷的影响因素众多且相互作用, 发展过程复杂, 加之各评价因子的数值获取困难, 致使长期以来塌陷区域定量预测成为一个难以解决的课题.现行的区域预测模型不能描述塌陷形成模式的非线性特征, 也难以克服评价因子权重确定过程中人为经验因素的影响.神经网络技术的自学习、自适应与高度非线性映射特点显示了其在塌陷区域预测领域中应用的前景.根据研究区内地面塌陷空间聚集分布的特征, 提出了不同因子组合条件下塌陷发生可能性的定量化方法, 结合选定的评价因子类别确定了神经网络预测模型的结构, 利用312个塌陷点样本中的292个进行网络训练, 余下的20个样本的校验结果表明该模型具有较高的可信度.运用GIS技术将研究区进行评价单元划分, 并获取各评价因子的取值, 输入到训练好的网络中进行预测.将各单元的输出值进行归并处理后得到研究区岩溶塌陷的稳定级分区图.      

基于栅格径流汇流模拟的西藏林芝市泥石流灾害预警模型初探

西藏林芝市泥石流灾害频发,亟需建立泥石流灾害预警模型,预测林芝市泥石流灾害可能发生的区域,减少泥石流灾害导致的损失。文章提出了一种基于栅格径流汇流的林芝市泥石流灾害预警模型,从栅格像元尺度上模拟流域各位置上的水深,以提高泥石流预警的空间针对性。该模型将泥石流致灾因子分为背景因子和激发因子。通过林芝市裸岩率、河床纵比降等因子的逻辑回归,获取林芝市泥石流灾害概率,作为泥石流预警模型的背景因子;引入栅格径流汇流模型,以站点降水和雪水当量为模型的水量输入,模拟预警时段内的流域各位置上的模型水深,作为泥石流预警模型的激发因子。利用二元逻辑回归的方法计算背景因子和激发因子的权重,建立泥石流预警模型。利用2011—2020年18次历史灾害对模型进行验证,落入预警区内的灾害点占比64.4%,预警精度较高,对于林芝市泥石流灾害预警具有一定的指导意义。     

基于环境因子AI-GIS方法的天然滑坡危险性预测--以香港大屿山岛为例

利用人工神经元网络(AI)及地理信息系统(GIS)技术,将多元空间信息分析与非线性理论相结合,建立了基于环境因子的区域滑坡非线性预测模型.选择天然滑坡比较发育的香港大屿山岛中部作为试验研究区,定量分析了滑坡与各种环境因子的空间关系,进行了因子筛选,据此对区域天然滑坡进行了危险性分区.结果表明,该方法可获取较高的预测精度,是完全可行的.该方法的应用将为区域滑坡危险性区划及滑坡灾害的防治提供重要依据.     

区域斜坡不稳定空间预测

将场地斜坡稳定随机模拟分析结果与区域斜坡空间不稳定性预测结合起来,基于层次分析建立了区域斜坡空间破坏概率的多层模糊稳定分析方法,实现了场地斜坡稳定非确定性模型评价结果与区域稳定性研究相结合,借助这一关系模型可以实现空间点评价向空间面评价的过渡．以川南经济开发区区域斜坡空间破坏概率预测为例进行了方法验证,结果显示这种方法可以克服区域斜坡不稳定性评价中的定量化困难,物理意义更加明确．     

基于Logistic回归和随机森林的清江流域长阳库岸段堆积层滑坡易发性评价

清江流域地质环境背景条件复杂,特别是沿清江库岸地质灾害频发;而过往的地质灾害易发性评价多针对行政区域范围,鲜有针对库岸带的专门评价,并且所用评价指标体系的针对性以及评价方法的可靠性仍有进一步提升的空间。为构建一套更加符合清江流域库岸带地质灾害发育特征的易发性评价指标体系,获得更加准确、适用性强的易发性区划成果,以清江流域渔峡口—资丘段为研究区,以两岸涉水斜坡体为研究对象,以斜坡单元为评价单元,构建坡度、坡向、高差、坡型、归一化植被指数、地形湿度指数、斜坡结构类型、工程地质岩组、堆积层厚度、河谷演化类型等10个指标组成的易发性评价体系;采用基于归一化确定性系数的Logistic回归和随机森林方法构建评价模型并得到不同易发性区划成果。评价结果显示：高易发区主要分布于清江干流渔峡口东—资丘东段左岸顺向斜坡体的中-下部涉水区域,且Logistic回归模型在地形地貌复杂的库岸段的适用性要优于随机森林模型。研究表明：所选堆积层厚度及河谷演化类型指标很好地代表了清江库岸段的独特地质背景条件特点;在非行政区划范围的特定研究区且当历史滑坡样本数量有限的情况下,Logistic回归模型能够较好地学习灾害发...     

基于改进的DRASTIC方法对宿州市城区中深层承压水脆弱性评价

为保护地下水饮用水源地,以中深层承压水为评价目标层,基于研究区103眼浅层地下水水位资料、9眼中深层地下水水位及水质资料,结合前人调查研究成果,采用DPTQHC评价模型对宿州市城区地下水脆弱性进行评价。评价模型选取水位降深、含水层渗透系数、弱透水层厚度、潜水水质、水头差、弱透水层渗透系数共6项影响因子,参照DARSTIC评价模型中权重范围值,结合研究区实际确定因子权重,借助Arcgis平台得到中深层承压水脆弱性综合指数及脆弱性分区图。结果表明：宿州市主城区中深层地下水脆弱性中等区域分布面积最广,其后依次为脆弱性较低区域、脆弱性较高区域、脆弱性高区域、脆弱性低区域。评价结果与该地区地下水质量吻合较好,适宜中深层地下水脆弱性评价。     

基于地震振幅属性预测煤层厚度

煤层厚度是煤层气资源量计算的基础数据,也是煤层气开发有利区评价的主要参数之一。通过对煤层厚度正演模型分析,认为当煤层厚度大于1.7 m时,均方根振幅属性随煤层厚度的增加而增大。利用HC研究区实际地震数据和钻井资料,以煤层厚度正演模型结果为依据,拟合井点处煤层厚度与均方根振幅属性之间的关系式,来预测HC研究区5#煤层厚度平面图。通过实钻井煤层厚度和预测厚度的误差统计分析,认为利用均方根振幅属性预测煤层厚度的方法简单,精度较高,能够满足煤层气勘探开发的需要。     

初论综合信息成系列预测

综合信息成矿系列预测系指在成矿系列理论指导下,研究成矿系列产出的地质背景特征、成矿作用特征和矿床共生组合规律,建立成矿系列的区域成矿模式;以成矿模式为基础,统计对比分析同一成矿系列已知矿床的地质标志、地球化学标志、地球物理和遥感地质标志,建立以成矿系列综合标志信息为特征的综合信息成矿系列找矿模型;运用找矿模型实现对矿化单元的成矿系列预测.     

基于改进的DRASTIC方法对宿州市城区中深层承压水脆弱性评价

为保护地下水饮用水源地,以中深层承压水为评价目标层,基于研究区103眼浅层地下水水位资料、9眼中深层地下水水位及水质资料,结合前人调查研究成果,采用DPTQHC评价模型对宿州市城区地下水脆弱性进行评价。评价模型选取水位降深、含水层渗透系数、弱透水层厚度、潜水水质、水头差、弱透水层渗透系数共6项影响因子,参照DARSTIC评价模型中权重范围值,结合研究去区实际确定因子权重,借助Arcgis平台得到中深层承压水脆弱性综合指数及脆弱性分区图。结果表明：宿州市主城区中深层地下水脆弱性中等区域分布面积最广,其后依次为脆弱性较低区域、脆弱性较高区域、脆弱性高区域、脆弱性低区域。评价结果与该地区地下水质量吻合较好,适宜中深层地下水脆弱性评价。     

基于GWR和改进CLUE—S模型的区域土地利用格局模拟研究——以浙江省桐庐县为例

本文以浙江省桐庐县为研究区,在CLUE．S模型空间分析模块的回归建模中,考虑驱动因子对土地利用格局影响的空间不稳定性,用GWRLogistic模型取代全局最小二乘法（OLS）Logistic[D]lJ~模型来建立土地利用格局与其驱动因子之间的回归模型,实现了对CLUE—S模型的改进,并进行土地利用格局模拟的实证研究与模型比较。研究结果表明,运用GWRLogistic对CLUE—S模型进行改进,不但可以获得更高的模拟准确率,而且可以获得各驱动因子对土地利用格局影响的空间分异特征。同时,运用改进的模型定量地分析影响区域土地利用变化的内在机制,进行土地利用格局的动态模拟,预测土地利用未来变化的趋势,可以为桐庐县及其类似地区的土地利用规划决策提供科学依据。     

基于证据权法的公路路基岩溶塌陷危险性评价

将证据权模型应用在公路路基岩溶发育强度分区中,在工程作用下岩溶强发育区易发生岩溶塌陷。介绍了证据权模型的方法。在丹霞枢纽互通区域,应用Arc GIS将研究区划分为5m×5m的栅格,考虑地层岩性、地下水距地面距离、顶板厚度、距断层距离4个证据因子,然后进行证据因子优选,通过叠加分析,得出岩溶发育强度的后验概率,并进行条件独立性检验,利用CAPP曲线确定阈值将后验概率分区。应用ROC曲线进行预测的精度评价,预测正确概率为66.2%。最后结果表明,证据权模型应用在公路路基岩溶方面可行。