区域地质灾害气象预警效果评价

中国(国家级)地质灾害气象预警工作自2003年起已经开展8a,共制作地质灾害预警产品1281份,预警效果如何需要开展相应评价.本文在前人研究基础上,分析以往地质灾害预警准确率评价方法和评价结果,提出国家级地质灾害预警准确率效果评价体系,认为评价地质灾害预警准确率效果分为预警时间、预警空间、预警强度3个方面,分别建立了预...     

基于机器学习的滑坡崩塌地质灾害气象风险预警研究

在划分气象风险等级时,传统地质灾害气象风险预警方法忽略了承灾体脆弱性因素,且气象风险预报等级整体偏高,导致高等级风险区空报率较高。基于此,提出基于机器学习的滑坡、崩塌灾害气象风险预警方法。利用信息量法,分析气象因素影响程度。选取坐标点、降雨量、易发生等级,将其作为机器学习人工神经网络的输入节点,判断是否发生崩塌、滑坡灾害;针对地质灾害区域,根据影响程度计算气象引发因子指数,结合滑坡、崩塌灾害潜势度G和承灾体脆弱性M,确定气象风险预警指数R,划分预警级别,完成滑坡、崩塌灾害气象风险预警。实验结果表明,设计方法有效降低了三级预报和四级预警空报率,提升了预警精细化程度。     

2002-2019年江西省省级地质灾害气象预警分析

摘要: 江西省是我国地质灾害高发、频发的主要省区之一。2002年,原江西省国土资源厅与江西省气象局合作,首次在江西卫视天气预报节目中发布了全国第一个省级地质灾害气象预警产品。江西省省级地质灾害气象预警工作历经十余年的发展,预警等级划分主要采用图层叠加法,经历了无预警等级、五级预警等级、四级预警等级3个阶段,预警信息越来越精准。2002年至2019年年底,共发布预警信息298期,其中红色(五级)预警9期,橙色(四级)预警80期,黄色(三级)预警190期,蓝色预警15期,无等级预警4期; 2002—2005年为预警发布尝试阶段,发布的预警信息较少; 2006年始,发布的预警信息有较大程度增长。2002年至2019年年底,成功预报地质灾害事件856起,避免可能的人员伤亡8 885人,预警成效显著。对2011年以来172期预警命中率和空报率的年均值进行统计,发现命中率尚可,但空报率较高。预警工作主要存在的问题为预警信息仍为手工制作、预案对预警等级划分已出现不适用情况、未制定预警校验要求等。后期预警工作将向自动化、精细化及短临预警方向发展。     

突发地质灾害气象预警统计模型与应用

通过引入地质灾害潜势度,突发地质灾害气象预警统计模型解决了雨量判据法不能明确表达地质环境条件的问题,在此基础上,提出了潜势度计算、大气降雨变量设计、预警方程优化3方面的改进方法。为提高潜势度计算的准确性,增加了基于卡方检验的地质环境因子独立性判别步骤;对地质环境因子确信程度初始值和权值计算中确信程度变化量初始值设置进行了规定;并将预警模型中累计雨量修正为更为合理的有效累计雨量。在现有的预警方程的基础上提出了基于联合概率分析的预警方程,避免了其与基本地质认识和物理规律存在一定距离、方程系数的意义不明确的局限。以2009年7月2日发布的24 h雨量预报为例,计算结果表明：虽然预报区域面积从101 008 km²减小到27 553 km²,但是地质灾害点落入预报区的比例从44%增加到62%。这说明通过改进的预警模型理论上更加严密,空间准确率有所提高,空报率有所下降。     

台风暴雨型地质灾害时空特征及预警效果分析

在我国东南沿海山地丘陵区,台风暴雨常诱发大量山体滑坡、崩塌和泥石流地质灾害,造成财产严重损失和人员伤亡。以2015年登陆的"苏罗迪"台风为例,在系统分析"苏罗迪"台风诱发地质灾害时空分布和预警效果的基础上,得出了如下结论:(1)"苏罗迪"台风诱发的600余处崩滑流灾害,主要集中分布在浙江、福建等东南沿海地区,灾害规模以小型为主,滑坡、崩塌、泥石流数量比例约为6∶2∶1,具有空间集中群发性;台风降雨诱发地质灾害具有"即雨即滑"的特点,当日降雨当日崩滑,具有强降雨当日即发性;小时降雨空间分布不均匀,地质灾害发生时间往往比平均小时大雨强滞后,滞后时间约1~2h,具有大雨强小时滞后性。因此,台风降雨诱发地质灾害具有空间集中群发性、强降雨当日即发性、大雨强小时滞后性三大特征。(2)提出了基于"命中率、漏报率和空报率"三指标的地质灾害预警校验方法,建立完善了各指标的测算方法和计算公式。"苏罗迪"台风地质灾害预警校验结果显示,本次过程中地质灾害气象预警效果总体较好,保证了较高的命中率,较低的漏报率,但预警区空报率偏高。除地质灾害气象预警本身的技术难度外,降雨预报准确率偏低特别是极端降雨预报不足的现状也是造成地质灾害空报率偏高的原因之一。     

四川青川县区域地质灾害气象风险预警模型研究

降雨是诱发地质灾害的重要因素之一,中国大陆于2003年启动的区域地质灾害气象预警取得了较好成效,目前区域地质灾害气象预警业务逐步从地质灾害发生的"危险性"预警向"风险性"预警转变,开展区域地质灾害气象风险预警模型研究具有重要意义。本文总结提出了区域地质灾害气象风险预警概化模型及其计算方法,以四川省青川县为例,构建了青川县区域地质灾害气象风险预警模型,并以典型实例进行了预警效果校验。（1）区域地质灾害风险预警指数（R）可以概化为地质灾害潜势度（Q）、降雨诱发因子（T）和地质灾害承灾体脆弱性指标（V）三者的乘积,并分别给出了三者的计算公式。（2）构建了青川县区域地质灾害气象风险预警模型,给出了根据预警指数值划分区域地质灾害气象风险预警等级的依据,提出当Q、T、V中两项达到高等级（0.8）,一项达到较高等级（0.6）时,为红色预警;当Q、T、V中两项达到较高等级（0.6）,一项达到中等级（0.3）时,为橙色预警;当Q、T、V中一项达到较高等级（0.6）,两项达到中等级（0.3）时,为黄色预警。（3）以2018年6月26日为典型实例,模拟了四川青川县区域地质灾害气象风险预警实况并进行校验,结果显示94.1%的灾害点位于预警区范围内     

安徽省地质灾害气象预报预警模型研究

通过对基于地质环境信息平台的地质灾害气象预报预警模型构建进行了探讨。拟在先期已具备的地质灾害预警分区、地质灾害易发分区基础上,以地质灾害"易发度"、预报降雨量、有效降雨量为因子,采用logistic回归模型确定各个评价单元的预警等级,经插值计算、图斑合并,实现地质灾害气象风险预警。     

2018年地质灾害重点区域气象预警效果检验

对2018年全国地质灾害重点区域的气象预警效果开展定量检验研究。分析地质灾害时空特征,得出灾害空间分布西多东少,西南地区最严重,西北次之,多数灾害发生在6～8月;提出一种考虑准确率与虚报率的地质灾害气象预警综合评估方法,并以2018年6～8月我国地质灾害重点区域气象预警为例验证。结果表明,重点区域基于综合评估方法的地质灾害气象预警效果排名由高到低是贵州、湖北、四川、甘肃、云南;方法根据不同等级气象预警的灾害发生概率确定变量权重系数,检验指标唯一,结果简单直观,区分度高。     

地质灾害预警预报模型设计与应用

基于地质灾害的多样性及其变化的随机性和非稳定性特点,本文综合利用数学算法和GIS技术,设计了地质灾害预警模型,分析了诱发地质灾害的地形、地貌、气象、水文等几方面的因素,并根据这些因素的特点,选取不同的样本对其进行量化处理,运用主成分分析法,计算了各个因素导致地质灾害发生的权重指数及各监测站点的易发级别。在此基础上,基于GIS技术、采用泰森多边形法等将站点的易发级别转换成面的易发级别,运用日降雨量、降雨强度等指标计算出地质灾害发生的概率,通过区域化易发等级图与降雨图的叠加分析,采用地质气象偶合方法,实现了地质灾害预测。在某省案例区的研究表明,本研究设计的地质灾害预警模型具有较高的预警精度(预警结果80%符合实际情况)。     

江西省地质灾害-气象预警预报系统研究

论文采用了降雨特征（用降雨诱发指数表征）与地质环境条件（以地质灾害敏感性指数表征）进行叠加、分析,确定预警预报等级,建立地质灾害-预警预报模型的方法;提出了预警产品制作与发布、多普勒雷达跟踪、应急指导、反馈信息收集、灾情调查的地质灾害气象预警预报工作程序。对近几年江西省地质灾害-预警预报效果分析,总结了地质灾害-预警预报成功与失败的经验教训,提出今后的工作设想与建议。应用基于GIS的地质灾害预警预报系统已在近几年的地质灾害-气象预警预报中不断完善,预警预报精度得到提高,防灾减灾效果明显,对保护人民生命财产安全发挥了重要作用。     

地质灾害预报预警水平的评价

预报预警是防灾减灾的重要手段。目前,我国及各省(直辖市)、自治区广泛开展了地质灾害-气象预报预警工作。因此,对其水平进行科学评价已成为一个重要的研究课题。论文在前人研究的基础上,分析我国地质灾害预报预警现状及对预报预警水平评价时存在的问题,用预报预警成功率衡量预报预警水平,并建立系统的地质灾害预报预警水平评价体系;从地质灾害预报预警需解决的基本问题出发,在充分考虑地质灾害发生“时、空、强”3要素的预报预警范围对预报预警成功率的影响后,相继建立了地质灾害“时、空、强”预报预警成功率、某次灾害预报预警成功率及某时段内地质灾害预报预警成功率模型;在该模型基础上,分别建立某次及某时段内地质灾害预报预警水平整体评价模型。论文提出的评价体系及评价模型符合我国目前地质灾害预报预警现状,为地质灾害预报预警水平评价提供了一条思路。     

中国地质灾害气象预警模型研究

地质灾害气象预警是指对气象因素(主要为降雨)引发的地质灾害发生可能性大小的预测预报。中国大陆的地质灾害气象预警工作始于2003年, 逐步形成了国家级、省级、市县级的分级运行业务模式, 预警模型及可靠性问题是这项工作的核心科学技术问题和研究难点。考虑到各级地质灾害气象预警的时空尺度与预警时效, 形成了两代预警模型并行运算、相互校验与补充的运行模式。第一代隐式统计预警模型, 也称为临界降雨判据法, 基于不同地质环境区域引发地质灾害的临界雨量不同, 分区建立临界降雨判据, 该模型2003年起在预警业务中使用, 因其只涉及一个或一类参数, 使用广泛, 近年来又在模型参数、判据修正等方面不断完善。但单一的临界雨量指标很难准确反映地质环境的变化以及地质灾害的成生规律, 且预警区划、判据更新与准确性提高等也限制了其进一步发展。第二代显式统计预警模型, 耦合了地质环境变化与降雨参数等多因素建立预警判据, 地质环境指标在模型中显式表达, 在模型原理、空间精度、升级能力等方面表现了其优越性, 显著提高了预警精细度和准确度, 2008年开始在国家级预警业务使用, 并逐步向省级推广。两代预警模型均是基于统计方法建立, 一定程度上均受到统计样本的选择、地质环境条件的精细程度、实况降雨数据的精确匹配等因素控制和影响。多年来, 两代预警模型在中国地质灾害气象预警业务中成功运行并不断升级完善, 为中国大陆的地质灾害防灾减灾工作做出了重要贡献。     

降雨诱发的地质灾害气象风险预警模型:以云南省红河州监测示范区为例

地质灾害气象风险预警模型研究一直是相关部门以及业界学者的研究热点,其预警可靠性问题也一直是研究的难点与技术核心,红河州是云南省地质灾害最为严重的地区之一,然而对于在红河州区域内的地质灾害气象预警却研究甚少.在云南省红河州示范区首次采用100 m×100 m的预警单元,综合考虑地质灾害的降雨诱发因子、地质环境因素,并基于信息量法构建地质灾害气象风险预警模型.该预警模型通过历史灾害事件回代验证,预警准确率可达81.8%.结果表明将气象因素与地质环境因素综合考虑纳入模型是可行的,是提高地质灾害气象预警水平的有效途径.      

广东省暴雨型浅层滑坡灾害动力预警模型与气象风险预警研究

针对县级地质灾害气象风险预警面临的精度及模型建设问题,根据广东省地质灾害主要发生在坡面残坡积浅表层的突出特点,通过对典型地质灾害进行物理模拟试验和数值模拟,研究广东省浅表层斜坡失稳发生机理。研究表明：边坡在暴雨条件下,斜坡岩土体容易在浅表层首先造成失稳,影响因素主要有降雨量、降雨历时、土体类别和坡体结构等因素。由此,对研究区划分斜坡单元,按各斜坡单元的坡长、坡度、岩土类型、分层及其关键物理力学参数开展斜坡单元概化分类,并将Green-Ampt降雨入渗模型和无限边坡稳定性评价方法相结合,优化构建了动力学斜坡稳定性评价模型。结合龙川县贝岭镇流域应用实例,初步探索了坡面单元尺度下地质灾害气象风险预警斜坡失稳动力学预警技术,可为广东省开展以斜坡单元预警为主要方式的县级地质灾害气象风险预警提供支撑。     

基于信息量法的地质灾害气象风险预警模型:以甘肃省陇南地区为例

地质灾害气象风险预警是目前地质灾害防治研究领域的难点和热点。陇南地区是中国地质灾害造成人员财产损失和受灾害威胁最严重的区域之一,为精细化和准确化预报陇南地区地质灾害风险,在ArcGIS平台将研究区划分为250 m×250 m的栅格单元,使用信息量法选取9个影响因素进行地质环境敏感性评价,结合有效降雨量构建地质灾害气象风险预警模型;该模型通过6次历史降雨事件引发的156起地质灾害验证,预报准确率为83.42%,提高了研究区内地质灾害风险预警精度。该研究基于信息量法的地质环境敏感性分区客观合理,综合考虑下垫面和气象要素的第二代预警模型在类似地区的应用,有较高的准确性和适用性。     

地质灾害气象预报预警方法探讨--以四川省地质灾害气象预报预警为例

通过研究确定区域地质灾害发生的地形地貌、地层岩性、地质构造等地质环境背景条件,寻找地质灾害发生与气象因素的耦合关系,建立汛期地质灾害气象预报预警模型,结合强降雨天气的预报,对地质环境背景条件与气象因素的叠加评价,对地质灾害的易发程度及分布范围进行预报预警。以四川省地质灾害气象预报预警工作为例,初步建立了地质灾害气象预报预警模型和信息的评价、会商、签发、发布、接收、处理及反馈程序。2003年汛期应用证明,区域性地质灾害的预报预警水平明显提高。     

中国地质灾害气象预警初步研究

根据致灾地质环境条件和气候因素，将中国划分为7个大区、28个预警区。根据对历史时期所发生的地质灾害点和灾害发生之前15日内实际降水量及降水过程的统计分析，创建了地质灾害气象预警等级判据模式图，初步制作了各预警区的预报预警判据图；根据检索到的研究资料建立了部分预警区的判据校正图。据此，在每天收到中国国家气象中心发来的全国降雨预报数据和图像半小时内，对所预报的次日降雨过程是否诱发地质灾害和诱发灾害的空间范围、危害强度进行预报预警。2003年的试验运行表明，地质灾害气象预警在技术上是可行的，能够为主动减灾做出贡献。     

北京市突发地质灾害预警模式研究

突发地质灾害气象预警预报,是有效降低灾害可能造成的人员、财产损失的重要方法。本文概略地总结了北京市突发地质灾害气象预警第一代人工预警产品和第二代智能预警产品的特点。基于即将建成的覆盖北京市山区、浅山区的突发地质灾害专业监测网络,对未来突发地质灾害的预警产品影响的分析,提出了未来突发地质灾害气象预警,将由一、二代的单因素的气象预警模式,转化为激发因素、响应因素、表达因素等多因素联合的第三代物联多维度的预警模式的构想。     

广东省突发性地质灾害气象预警实践

本文基于十年来的地质灾害气象预警工作实践,统计分析了广东省历年来降雨及突发性地质灾害的特点,揭示了广东省突发性地质灾害在不同降雨量、降雨强度及降雨类型下的成灾规律;并在总结地质灾害气象预警工作实践成果的基础上,分析存在问题,提出进一步完善地质灾害预警的技术与方法,为地质灾害气象预警精细化和实时临灾预警提供科学依据。     

三角形网络和判据图法在地质灾害气象预警中的应用

本文以改进的综合判据图法为理论依据,提出了应用判据计算预警结果的权重系数和预警指数的预警方法,通过应用Delaunay三角网和边界条件限定自动剖分三角网进行地质灾害气象预警,实现了地质灾害气象预警自动计算、判别的新方法,建立了一套地质灾害气象预警自动计算软件系统,并应用于张家口市2007～2008年地质灾害气象预警,取得了一定的成果。