滑坡可视化地面模型

简述了滑坡可视化地面模型的构建及可视化方法。介绍了可视化软件IDL的功能和特点。利用IDL中的TRIANGULATE函数和TRIGRID函数相结合 ,建立了基于Delaunay三角网的规则格网地面模型。最后 ,论述了滑坡可视化地面模型研究的意义。     

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。     

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.     

我国单体滑坡模拟和区域滑坡易发性评价研究进展

自然环境的演化及人类工程活动对自然环境的改变,造成的滑坡灾害频发,给人民生命财产安全带来极大的威胁。因此,总结我国滑坡模拟研究发展趋势和存在问题,提出发展方向建议,无疑对滑坡模拟研究具有重要的指导意义。论文采用计量和内容分析相结合的方法,分析了我国近30年来滑坡模拟研究热点和主要进展,提出了滑坡模拟研究方法物理模拟与数值模拟相结合和模拟“数据采集新、数据分析新、可视化方式新”三新的发展趋势;基于滑坡模拟基础模型适用性选择理论不成熟、灾害空间预测方法不具有地区普适性的现状,提出了在可视化基础上开展特定区域空间连续自动预测的灾害空间预测发展方向建议。     

滑坡透明化研究与应用:以黄土坡滑坡为例

以自主研发的三维可视化平台(QuantyView)为支撑,建立了三峡库区黄土坡滑坡及其中大型野外试验洞的三维地质模型,以虚拟的滑坡模型为透明的载体,集成了地质勘察与试验洞设计数据,可以为滑坡研究提供全面的数据支持,也增强了滑坡研究的直观性与洞察力,研究结果表明在地质灾害勘察、治理领域开展"玻璃地灾"建设是必要和可行的。     

基于数据智能可视化分析的滑坡信息化施工研究

采用信息化施工技术进行大型滑坡整治,既安全又经济。笔者探讨了基于大量监测数据处理为核心的信息化施工技术。采用数据可视化技术对大型滑坡巨大数据进行分析处理,确定了滑动面位置、滑动方向和对滑坡进行危险性分区。将支持向量机方法用于预测滑坡变形。将智能和可视化分析结果用于滑坡动态优化设计中,并用一个实际工程实例论述了方法的思路。     

基于CiteSpace的浅层滑坡文献计量分析

基于Web of Science数据库,以1999—2019年检索所得1240篇浅层滑坡期刊论文为样本,利用CiteSpace对该领域内国家/机构、学科/期刊和高频关键词进行文献计量和可视化分析,结果表明：浅层滑坡研究的国际合作非常普遍,意大利在浅层滑坡研究中占据核心地位,意大利国家研究委员和中国科学院两家机构在该领域发挥重要作用,GEOMORPHOLOGY和LANDSLIDES杂志为浅层滑坡研究代表性期刊。复合模型算法为浅层滑坡研究领域近期的热点主题。     

基于Web of Science数据库的海底滑坡研究趋势文献计量分析

本文利用文献计量分析平台和可视化技术,定量分析了2000~2021年海底滑坡领域的研究特征,揭示了不同时间段的研究变化和发展趋势。结果表明: (1)近20年间海底滑坡领域的科研产出数量快速增长,中国是海底滑坡领域发文量增长最快的国家,与其他国家合作关系也比较密切。(2)对比分析中、美研究机构发现美国的研究机构最多,但中国的研究机构与国内外其他机构合作最多,影响力相对较大。(3)国内外近20年来在海底滑坡领域的研究基本保持一致,但最近几年在触发机制研究中,全球学者更关注海啸诱发海底滑坡,而中国学者更关注水合物分解引起的海底滑坡,这将是未来海底滑坡领域研究的新趋势。     

地震灾区滑坡遥感解释及三维可视化研究——以安县桑枣镇研究区为例

“5.12”汶川地震后,四川灾区发生了大量的滑坡和泥石流.滑坡不仅威胁到人们的生命财产,而且为泥石流的发生提供了大量的物源.以安县桑枣镇研究区为例,进行了滑坡遥感163处,面积为146.86×104m2,并在erdas软件的支持下,将解译结果叠放在遥感三维影像上,运用遥感三维可视化飞行技术宏观分析研究区地形地貌,地质灾...     

水库库岸滑坡体稳定性与三维可视化模拟分析系统研究

基于滑坡体稳定性极限平衡分析方法、滑坡三维数字建模技术和可视化动态仿真技术等理论方法和技术,采用VC++研制开发了水库库岸滑坡体稳定性与三维可视化模拟分析系统VisualSlope。该系统的实现过程分为系统分析、系统设计、系统开发与实施3个阶段。VisualSlope系统通过图形对象库和数据库读取几何参数数据,进而完成稳定性计算、结果可视化分析和失稳三维动态可视化模拟与演示分析,软件功能丰富,具有一定的通用性,实用性强,为水库库岸滑坡的稳定性分析与防治提供了技术支持平台。     

Basic theory of three-dimensional landslide modeling based on the logical model of geologic structure

Dynamic visualization of landslide cross-sections is important for understanding the structure and mechanism of landslide formation. Moreover, the modeling of geologic information plays an effective role in geo-hazard assessment and their mitigation. In this study, we developed the basic theory of a three-dimensional landslide modeling and applied it to the Nigawa landslide of the Hyogo Prefecture in central Japan. The construction of this model is based on the boundary surfaces of slump blocks and geologic units, and the hierarchical relationships between these surfaces. An application algorithm was validated and the model proved efficient in depicting the nature of landslides in the Nigawa area.     

海南省澄迈县福山镇高铁站前道路土体滑坡的GEO5数值模拟研究

通过对海南省澄迈县福山高铁站前道路土体滑坡的形态特征、地层岩性、水文地质环境条件及地质构造等情况的分析,结合地形测量、钻探揭示的地层结构及分类,运用GEO5模拟软件中的地层模块建立了滑坡区三维可视化模型,并在此模型基础上,采用边坡稳定性分析模块,运用萨玛法(Sarma),对该滑体边坡在天然状态和饱水状态2种工况下进行数值模拟研究,得出边坡稳定性情况和滑动面位置.模拟结果与野外调查结果相吻合,为今后制定合理的滑坡防治措施提供了理论依据.     

Application of sky view factor technique to the interpretation and reactivation assessment of landslide activity

High-resolution digital elevation models are crucial to the investigation of natural disasters, and a variety of methods based on visualization and relief map compilations have been proposed. In this study, the sky view factor (SVF) is applied to slope maps and a digital elevation model (DEM) of the Oso landslide, a deadly landslide that occurred in Washington State on March 22, 2014, to demonstrate the effectiveness of SVF-enhanced relief maps in mapping and evaluating large-scale or deep-seated landslide hazards. A procedure for combining the SVF-enhanced DEM with slope and elevation maps is also presented. Then the maps are used to extract the landslide-prone areas and perform a reactivation analysis of the post-Oso landslide using an analytic hierarchy process (AHP). By using the SVF-enhanced DEM to perform the AHP assessment on multi-period images, we accurately evaluate hazard of the landslide for both pre and post-2014 conditions. Finally, different visualization maps, limitation and recommend parameters for generating SVF relief map are presented in the paper.     

空间三维滑坡敏感性分区工具及其应用

对于滑坡敏感性分区目前有三种方法:定性法、统计法和基于岩土定量模型的确定性方法。定性法基于对滑坡敏感性或灾害评估的人为判断;统计法用一个来源于结合了权重因子的预测函数或指标;而确定性法,或者说是物理定量模型法以质量、能量和动量守恒定律为基础。二维确定性模型广泛用于土木工程设计,而无限边坡模型(一维)也用于滑坡灾害分区的确定性模型。文中提出了一个新的基于GIS(地理信息系统)的滑坡敏感性分区系统,这个系统可用于从复杂地形中确认可能的危险三维(3-D)滑坡体。所有与滑坡相关的空间数据(矢量或栅格数据)都被集成到这个系统中。通过把研究区域划分为边坡单元并假定初始滑动面是椭球的下半部分,并使用Monte Carlo随机搜索法,三维滑坡稳定性分析中的三维最危险滑面是三维安全系数最小的地方。使用近似方法假定有效凝聚力、有效摩擦角和三维安全系数服从正态分布,可以计算出滑坡失稳概率。3DSlopeGIS是一个计算机程序,它内嵌了GIS Developer kit(ArcObjects of ESRI)来实现GIS空间分析功能和有效的数据管理。应用此工具可以解决所有的三维边坡空间数据解问题。通过使用空间分析、数据管理和GIS的可视化功能来处理复杂的边坡数据,三维边坡稳定性问题很容易用一个友好的可视化图形界面来解决。将3DSlopeGIS系统应用到3个滑坡敏感性分区的实例中:第一个是一个城市规划项目,第二个是预测以往滑坡灾害对临近区域可能的影响,第三个则是沿着国家主干道的滑坡分区。基于足够次数的Monte Carlo模拟法,可以确认可能的最危险滑坡体。这在以往的传统边坡稳定性分析中是不可能的。     

浙西梅雨滑坡易发性评价模型对比

新疆巩留县广泛发育冻融降雨型滑坡地质灾害,对其现有的研究多考虑降水,而缺乏温度影响的研究,为此,本文特增加了温度因子来进行巩留县滑坡灾害危险性评价。基于巩留县已发生的682个滑坡灾害点,选取坡度、起伏度、坡向、曲率、温度、距断层距离、距河流距离、距道路距离、工程地质岩组等9个评价因子。采用信息量模型(I)、确定性系数模型(CF)、信息量模型+逻辑回归模型(I+LR)以及确定性系数模型+逻辑回归模型(CF+LR)等4种模型对巩留县滑坡危险性进行了评价,划分为极高、高、中和低4个危险等级分区并进行了精度检验与现场实际验证。结果表明：(1)温度对滑坡有较大的触发作用;(2)耦合模型极高、高危险性分区面积明显低于单一模型极高、高危险性分区面积,其中CF+LR模型的极高、高危险性分区面积最小,低危险性分区面积最大;(3)4种模型ROC精度检验AUC值分别为0.889、0.893、0.895和0.900,均能较为客观地评价巩留县滑坡危险性。CF+LR模型精度最高,且经局部地区现场检验,CF+LR模型评价结果与实际情况也最为相符,研究成果对新疆地区巩留县滑坡地质灾害的预防和治理具有一定的借鉴意义。     

基于不同耦合模型的县域滑坡易发性评价对比分析

为有效预测县域滑坡发生的空间概率,探索不同统计学耦合模型滑坡易发性定量评价结果的合理性和精度,以四川省普格县为研究对象。选取坡度、坡向、高程、工程地质岩组、断层和斜坡结构等6项孕灾因子作为评价指标体系,基于信息量模型（I）、确定性系数模型（CF）、证据权模型（WF）、频率比模型（FR）分别与逻辑回归模型（LR）耦合开展滑坡易发性评价。结果表明：各耦合模型评价结果和易发程度区划均是合理的,极高易发区主要分布于则木河、黑水河河谷两侧斜坡带,面积介于129.04～183.43 km2（占比6.77%～9.62%）,各模型评价精度依次为WF-LR模型（AUC=0.869）>I-LR模型（AUC=0.868）>CF-LR模型（AUC=0.866）>NFR-LR模型（AUC=0.858）。研究成果可为川西南山区县域滑坡易发性定量评估提供重要参考。     

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。     

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。     

基于卷积神经网络的福建省区域滑坡灾害预警模型

福建省滑坡灾害频发,开展区域尺度上的滑坡灾害预警是防灾减灾的重要手段,但由于滑坡成灾机理复杂,传统的区域滑坡预警方法存在精度不足等问题。深度学习是指通过构建神经网络模型进行特征的提取、抽象、表示与学习的技术,是机器学习的一种。卷积神经网络作为一种经典的深度学习算法,具有比传统机器学习更强大的分类能力与表征能力。文章以福建省为研究区,将卷积神经网络引入滑坡灾害预警领域,构建福建省区域滑坡预警模型,过程及结果如下：（1）采用SMOTE优化算法对2010—2018年福建省滑坡灾害样本库进行优化,扩充正样本的个数,将正负样本比例从1∶3.4扩充到1∶2,样本总量达到18040个;（2）构建卷积神经网络模型结构,模型结构包括一个输入层、两个卷积层、两个最大池化层和一个全连接层以及一个输出层;（3）使用卷积神经网络对优化后的样本（2010—2018年样本的80%作为训练集）进行训练,并用贝叶斯优化算法优化模型超参数,得到福建省区域滑坡预警模型;（4）以2010—2018年样本的20%作为测试集对模型进行测试,采用混淆矩阵、ROC曲线进行模型测试,结果显示模型准确度为0.96～0.97,AUC值达到0.977,模型精度与泛化能力良好;（5）以2019年汛期滑坡灾害实况作为正样本,通过时空采样的方法采集负样本,构建2019年区域滑坡样本校验集（样本数603个）,对模型进行进一步实况校验,采用混淆矩阵、ROC曲线进行模型校验,结果显示模型准确度为0.75～0.85,AUC值为0.852。虽然仅用了2019年汛期的滑坡实况样本进行校验,但也达到较好的效果。将卷积神经网络算法应用到区域滑坡预警中,为建立区域滑坡预警模型提供了一种新的途径,初步校验表明,模型效果良好,今后将在福建省对模型进行进一步的应用与校验。