乌东徳库区泥石流模糊C均值聚类法初步分类研究

我国西南地区泥石流频发、多发,造成巨大的损失,如此数量众多的泥石流沟要逐一调查清楚非常困难。文中提出泥石流的初步分类理念,采用主沟平均比降、流域形态参数、形成区山区坡度、流域切割密度、主沟弯曲系数、植被覆盖率这6个影响因子,采用模糊C均值聚类法(FCM)对乌东德库区的541条泥石流进行了分类研究。为验证分类方法的正确定,对现场的27条泥石流沟进行了现场调查。结果发现,基于FCM得到的泥石流分类与泥石流的危险度或敏感度存在较好的对应关系,可体现泥石流沟的实际发育状态。     

乌东德库区泥石流灾害的成因及特征分析

金沙江河谷属泥石流多发地区之一.本文通过金沙江乌东德库区(龙川江 - 坝址段)地层岩性、地质构造、新构造运动、地形地貌以及气候条件等地质环境条件的调查研究,详细分析泥石流灾害的成因、类型以及分布特点.这一分析研究对水电站工程的建设和安全运行具有一定的现实意义.     

模糊K—均值聚类法

一、引言 K——均值聚类法又ISODATA聚类法,是一种对地质样品进行分类的有效方法,在使用过程中,该方法已取得了较好的效果。但地质样品的分类,类与类之间一般存在着模糊界限,因此,有时会发生“错分”和“错判”现象,对于这些模糊现象如用精确的数学语言描述还不如用模糊数学语言描述更为自然,更为符合实际。在六十年代的后半期,自从美国的控制论专家Za Deh(查德)提出了模糊集合概念形成模糊数学以来,Za Deh、Bellman等人曾提出将模糊集合理论应用到聚类问题上的一些设想,以后Ruspini灵活地将模糊集合理论与数理统计理论结合起来,提出了“Ruspini聚类方法”,这是模糊聚类的最早     

泥石流危险性评价:模糊c均值聚类-支持向量机法

泥石流是一种能够造成灾难性后果的严重自然灾害,准确可靠的泥石流危险性评价对于其预警及防治工作来说至关重要。泥石流的危险性评价方法有很多,模糊c均值聚类（FCM）方法是其中一种应用广泛的分类方法;相比其他方法而言,其无需主观确定边界,并且能以各级隶属度矩阵为输出结果,方便应用。支持向量机（SVM）是基于结构风险最小化为目标的机器学习理论,以支持向量为算法支撑,具有一定的鲁棒性,并且适合在小样本条件下进行分类。本文选用FCM和SVM联合的方法,开展泥石流危险性的评价;对北京房山区南窖沟泥石流危险性进行分析,并对比其他评价方法所得结果,证明本文提出的评价方法具有较好的效果。     

乌东德地区泥石流危险范围预测模型

为了更加客观、准确地预测泥石流的危险范围,在前人研究经验和大量野外考察的基础上,选取多项泥石流重要影响因素,对乌东德地区上百条泥石流按照其堆积区规模分组进行多元回归分析,得到不同类型泥石流中各影响因素对堆积区形态参数的预测模型。通过不断改变步长的方式搜索适用于一个地区泥石流危险范围预测的数学模型,运用计算机搜索大量可能的数学模型,通过平均误差计算比较得到最优预测模型。将该方法和文献[3]的逐步回归分析方法一起应用到乌东德地区的实例上进行验证,预测结果显示,后者得到的误差要比本文方法计算的误差大很多,本文方法的预测误差为6.7%～9.2%,文献[3]方法的预测误差为10.5%～29.6%。     

基于联系期望的库岸泥石流危险性评价以乌东德库区为例

库岸泥石流危险性评价, 受具有随机性、非线性与未确知性特点的诸多因素的影响与控制, 是一个极其复杂的难题。以金沙江下游乌东德库区为例, 据其特有的地质环境条件, 选取爆发历史、地质条件、地形条件、诱发因素共4类10种泥石流影响因子, 并建立分级标准将库岸泥石流危险性分为4个等级:极度危险、高度危险、中度危险、轻度危险。应用集对分析理论分析利用区间数表示的泥石流影响因子, 建立了基于联系期望概念的库岸泥石流危险性评价新模型, 可统一分析泥石流危险性评价指标的区间形式及演化态势。实例分析结果表明, 该方法评判结果可靠, 且能简化区间数关系的分析过程。     

边坡稳定性分类评价的同伦模糊C-均值聚类算法

针对单一模糊C-均值聚类算法对初始聚类中心初值敏感性问题,引入同伦理论,提出了同伦模糊C-均值聚类算法。以三峡库岸研究程度较高的36个边坡为对象,采用同伦模糊C-均值聚类算法对边坡的稳定性进行分类,研究边坡最佳分类级数和算法的收敛性、可靠性。边坡聚类结果研究表明,同伦模糊C-均值聚类算法对初始聚类中心的选取没有明显的依赖性,是一个具有全局最优解的聚类方法,其结果明显好于单一模糊C-均值聚类算法。     

模糊K—均值聚类法及其在地质学中的应用

在一些地质分类问题中,往往存在着模糊界限,对此若用模糊数学的方法进行分类就显得更为自然,更为切合实际。本文集中阐述了模糊K—均值聚类法的基本理论和计算方法,并对地质上的样品分类的几个典型实例使用该方法作了初步尝试,在使用过程中,我们还结合模糊关系上的聚类法,在取定置信水平后,给出初始分类,使得最终分类达到局部最优,几个典型实例都在6912机上进行了试算,效果良好。     

乌东德高拱坝极限抗震能力研究

乌东德水电站是金沙江下游河段上4个水电梯级的最上游梯级,大坝为265 m高的双曲拱坝。采用非线性有限元法,将拱坝坝体-坝基作为一个整体系统,在考虑坝体横缝影响及无限地基辐射阻尼影响基础上,模拟坝肩控制性滑块各滑裂面在地震作用下张开、滑移的非线性力学行为,研究设计与校核地震作用下大坝的抗震性能,探讨大坝-坝基整体系统在强震作用下的抗震潜力。研究结果表明：设计地震条件下,坝体仅在拱端应力集中区域拉应力超过抗拉强度,压应力则均满足强度要求,坝肩块体稳定,大坝-坝基体系的整体安全性可以保证;校核地震条件下,坝体应力值略有增加,能够满足不溃坝的设防要求;以大坝-坝基代表性的位移、变形量变化曲线的拐点作为评价极限抗震能力的标准,可知拱坝-坝基体系的抗震超载安全系数为2.7,相应的基岩水平向峰值加速度0.729g,拱坝-坝基体系抗剪参数强度储备安全系数为2.0,乌东德高拱坝具备较强的极限抗震能力。     

环境同位素和模糊聚类法研究堤坝渗漏

利用环境同位素方法对高水河堤防几个典型段进行了渗漏分析,查明了其地下水的渗漏来源,结果表明,江都船厂段T1#孔、小菜谭段T23#孔中的地下水为河水补给来源,T5#孔附近的黑鱼塘水为当地降雨补给,万寿宫段T7#孔中的地下水为河水和当地降雨的混合。由于环境同位素的分析方法只能定性的说明问题,笔者尝试应用模糊聚类方法,选取环境同位素和水化学值作为指标特征值,并赋与不同的权重,进行模糊聚类分析,分析结果与环境同位素、水化学分析结论一致。     

地质分类中一种新的模糊聚类方法

没有分类,就没有鉴别,也就无法认识客观事物.因此,分类是各个领域中经常遇到的基本问题之一.以定量分类为特征的聚类分析法,和一般的定性分析方法相比,失误的可能性小得多.因此,在分类问题上,该方法已经起了很大作用.但是,和其它任何方法一样,聚类分析法也有局限性.1.聚类分析法是建立在普通集合论基础之上的.任一集合A的特征函数C_Λ(X)只能用二值变量来描述.即:     

模糊聚类方法研究堤坝渗漏

稳定同位素、水化学的方法是研究堤防渗漏是一种十分有效的方法,以往人们大多只是定性的分析判断。结合北江大堤工程实例,尝试应用模糊聚类方法,选取22个水样稳定同位素和水化学值作为指标特征值,并赋与不同的权重,进行模糊聚类分析,聚类结果表明,T12孔和T9孔北5 m处涌水、江水和T9孔北排水沟出水在稳定同位素和水化学成分的Cl-及TDS上表现出了较大的相关性,可能为同一补给来源,为堤坝渗漏通道的判断提供了佐证。     

金沙江某水电站库区泥石流地质灾害研究

金沙江是我国水能资源最为丰富的江河之一，但在金沙江上修建水库，泥石流是经常遇到的地质灾害问题。文章在详细调查了库区地层岩性、构造、滑坡的前提下，结合金沙江某水库区泥石流发育与降雨、地层岩性、构造、滑坡及地形地貌的关系深入探讨了库区泥石流的类型、规模、特征及发育阶段。研究表明：(1)本库区泥石流活动历史久远，泥石流地质灾害活跃，在部分泥石流地质灾害衰退的同时，更多的泥石流沟在逐步形成：(2)水库蓄水，减小了泥石流沟的比降，会在一定程度上降低泥石流的活动性及破坏能力；(3)泥石流对水库的影响主要为输送泥沙，造成水库淤积。     

金沙江乌东德水电站区热水塘断层活动性研究

乌东德水电站预可行性研究阶段,陆车林、尖山包、河门口、白滩、三台子、乌东德六个比选坝址中,热水塘断层穿过其中河门口和白滩两个坝址。为了查明该断层规模、性状、活动性,作者在航片解译的基础上,经过野外验证和地质追踪调查,分析了沿断层带的地形地貌、地层岩性、岩溶发育特征,确定了该断层的性质。通过取岩样测年及显微构造等多种方法对断层的活动性进行了深入研究,认为该断层在中更新世前有一定的活动性,但后期活动性明显减弱,晚更新世后没有活动。综合地震资料分析,该断层不是工程活动断层,为坝址比选提供了重要依据。     

模糊聚类法在划分古生物地理中的应用

古生物地理的划分,通常有综合比较法和数字统计法两种.前者是传统的方法,而数字统计法是常用的二态变量聚类分析法:以地层为样本,地层中包含的种属为变量,作Q型聚类分析.我们通过若干资料的计算,取得了较为满意的结果.但是笔者在计算过程中发现,当形成大类时,相关系数往往降到很低.作为数字分类方法的探索,对同样的资料我们采用模糊聚类法分类,结果基本上与Q型聚类法一致,而且在某些地区与综合比较法的结果更吻合.还有一个明显的特点是:在和Q型聚类法分成同样大类的情况下,模糊聚类法给出了较大的亲近度.     

灰色聚类法在膨胀土分类中的应用

介绍了灰色聚类法在膨胀土分类中的应用。以南水北调中线工程为例,利用灰色系统理论中的灰色聚类法对膨胀土的胀缩等级做了评判, 结果表明： 用灰色聚类法对膨胀土进行分类,使其分类数学化与定量化,对于解决常规多因子分类中,由于指标交叉而不能归类的问题更有其优越性。