GIS支持下CF与Logistic回归模型耦合的九寨沟景区滑坡易发性评价

2017年8月8日九寨沟M_S7.0地震诱发了数以千计的崩滑体,产生的大量松散固体碎屑在降雨作用下极易启动转化为新的滑坡或泥石流形成次生灾害,因此对九寨沟景区进行滑坡易发性评价尤为必要。基于震前、震后高精度遥感影像对比分析结合现场调查,共获取1047处滑坡,总面积为3.88 km2。在分析滑坡发育分布与影响因素关系的基础上,本文选取了构造因子、地形因子、地质因子及其他因子等9个指标,采用确定性系数(CF)模型、逻辑回归(Logistic)模型以及两种模型耦合分析进行滑坡易发性评价。研究结果表明,坡度、坡向、高程和地层岩性是影响滑坡分布的主要因子;研究区被划分为低易发区(60.72%)、中度易发区(24.18%)、高易发区(9.89%)和极高易发区(5.21%),高-极高易发区基本沿沟谷分布,面积为99 km2,其中熊猫海、老虎海周边均为滑坡极高易发区;采用耦合模型比单一模型评价结果更加合理,其结果可作为景区滑坡防治和分段分时开放的参考依据。     

一种基于数值模式诊断自适应的北京地区对流性降水临近集合预报新方法

局地触发及组织化发展中尺度系统的生消演变是影响对流性降水临近预报的核心和关键。本文结合雷达外推预报、专家系统以及快速循环更新的高分辨数值模式系统,发展和构造了一种适合北京地区的基于数值模式预报诊断自适应的对流性降水临近集合预报新方法（APEN）。APEN基于降水外推预报结果,采用模糊逻辑算法,利用北京市气象局快速循环更新同化系统（RMAPS-IN）提供的对流诊断因子,计算对流系统发展演变（新生、增加和减弱）概率;在此基础上,扰动诊断因子阈值和权重,形成对流发展的集合概率预报;最后综合专家经验,根据对流集合概率,在降水外推预报基础上进行对流性降水调整。应用APEN,针对北京两次强弱降水过程,进行了降水的临近预报试验,结果表明:基于RMAPS-IN多种诊断因子的对流发展集合概率在强弱两种天气背景下,都能较好的反映对流系统在临近时段的发展趋势;基于专家经验模型的三种对流发展状态（对流新生、增加和减弱）下的降水调整,能合理的表征对流系统发展演变对降水的影响。APEN降水预报和RMAPS-IN的业务预报的对比显示:无论是系统性对流过程还是局地激发对流过程,APEN预报的降水落区和强度都更接近于实况,尤其是考虑对流发展演变影响的降水强度预报明显优于RMAPS-IN,APEN在北京地区对流性降水的临近预报中有明显的优势和应用潜力。     

双线偏振多普勒雷达对一次降雹超级单体发展减弱阶段的演变分析

2015年4月28日,在高空冷涡的天气背景下,一个伴有较长生命史中气旋的超级单体在上海南汇双线偏振多普勒雷达观测范围内经历了发展减弱阶段,并产生了冰雹、雷雨大风、短时强降水等灾害性天气。利用常规天气观测、南汇双线偏振多普勒雷达、双雷达反演风场等资料分析发现,超级单体在发展成熟阶段呈现出回波悬垂、低层入流缺口、中气旋以及三体散射等经典特征,以及表示雷暴处于发展加强阶段的差分反射率因子柱。差分反射率因子柱通常意味着雷暴中上升气流的加强,同时说明大量的水滴可以被强上升气流托举到0℃层以上,形成过冷水滴,从而有利于冰雹的形成。超级单体经过的区域0～6 km垂直风切变达到了22～26 m·s~(-1),强垂直风切变环境有利于水平涡度发展,南汇雷达观测范围内中气旋维持了100 min左右,有利于雷暴的发展维持。此外,基于模糊逻辑法对此次降雹强对流天气过程开展了相态识别,结果表明,模糊逻辑法对此次强对流天气过程中的冰雹、降水等不同性质的降水能够进行有效的识别,有助于对雷暴降水相态本质的认识。     

资阳地区夏季大风预报方法研究

本文利用资阳地区51个地面观测站风场资料和micaps的高空填图资料,分析了2011~2016年资阳地区夏季大风日的环流形势,归纳出了五种易于出现大风的环流型,同时发现不同类型下易出现的大风风向有所不同。本文还利用micaps的tlogp探空数据,分析了各对流参数与夏季资阳地区大风的相关性,以及它们在大风和无大风时次的值域分布特征,选取适当的对流参数和阈值,利用二元逻辑回归法,分别建立了6、7、8月大风预报方程。最后选取高低层温露差和假相当位温差为指标,进一步排除空报。2017年试预报结果表明,该方法对资阳地区夏季大风的12小时内短期预报具有一定的参考意义。      

基于地貌特征的滑坡堰塞坝形成敏感性研究

滑坡堰塞坝是由斜坡失稳堵塞河道而形成的天然坝体,且易溃坝诱发洪水,对沿岸群众生命财产构成巨大的威胁。为提升主动减灾防灾能力,急需构建了一种快速预测与判断滑坡堵江成坝能力的方法。通过文献资料查阅,结合遥感技术,提取了70处典型滑坡的地貌特征参数,其中50处为堵江成坝滑坡。运用K-S检验和M-W U检验方法分析了滑坡地貌特征因子的敏感性,利用Boruta算法确定了因子重要度,筛选了滑坡体积、面积、高差、长度及河宽共5个地貌特征参数。基于此,利用Bayes判别法与逻辑回归方法,分别建立了滑坡堰塞坝形成的预测模型,准确率超过90%。选取高重要度且差异显著的因子,利用比值法建立了滑坡堵江成坝阈值判据,实现了滑坡堰塞坝形成的快速判定。统计不同诱因下滑坡地貌特征,对比V-W_r经验公式,确定了滑坡堰塞坝形成与诱因间的关系,为进一步构建不同诱因下滑坡堰塞坝形成预测模型提供了技术支撑。     

MIMO下视阵列SAR倾角误差补偿算法

结合POS真实数据形式,引入传统光学摄影测量的外方位元素,提出了基于倾角误差的MIMO下视阵列SAR误差补偿方法。该方法首先在三维空域补偿与波束无关的相位误差;其次将补偿后的回波数据变换到航迹向-跨航向二维波数域,并沿航迹向和跨航向均匀分为M和N段,获得MN个子块,每个子块补零并扩展到原尺寸后,将回波变换到航迹向-跨航向二维空域、距离向波数域,补偿与波数相关的相位误差;再次转换到三维空域,把每个子块补偿的数据直接相加,得到最终回波;最后使用三维RD成像算法得到聚焦正确的三维成像结果。通过仿真试验验证了方法的有效性。     

面向城市建成区扩展模拟的CA-Markov模型改进

对城市建成区扩展的预测是防止城市蔓延的重要管理依据。目前,元胞自动机-马尔可夫链模型,已成为城市建成区扩展预测的重要方法。该模型对指标权重的赋值方法较为敏感,以往的单一指标赋值法,影响了城市建成区扩展预测的精度和可信度。为此,本研究提出整合传统权重赋值法的AHP和逻辑回归模型改进CA-Markov模型。研究选择云南省大理市为案例,对2020、2030年的城市建成区扩展进行模拟和预测,最后进行精度验证。研究结果表明：①Kappa指数可达到96.8%,预测结果有较好的一致性。②大理市的城市建成区扩展均表现为继续向外扩展,以东南、西北方向和两片建成区之间为主要扩展方向。研究提供了组合权重赋值法改进CA-Markov模型,这将为规划者在未来规划中提供强有力的支持。     

面向业务的海洋地质数据服务平台构建方法

随着海洋地质调查程度的日益深入,海洋地质数据越来越多,现有海洋地质数据服务体系难以满足应用需求。通过分析现有海洋地质数据的应用现状,提出了"三层"体系结构的海洋地质数据服务平台设计方案,采用面向业务的方法设计了基于业务的统一逻辑模型,运用WCF技术和NHibernate技术初步实现了海洋地质数据服务平台,实现了对分布式异构海洋地质数据库的集成访问和基于业务模型的数据查询。与传统数据查询方法相比,用户只需选择自己的业务需求,设定约束条件即可获取数据,极大地方便了用户对海洋地质数据的应用需求。     

一种基于描述逻辑的空间语义相似性计算方法

语义相似性计算广泛应用在认知心理学和计算机领域。针对地理信息智能发现服务中语义标注的应用需求,面向本体概念描述,提出了一种描述逻辑的空间语义相似性计算方法。该方法首先获取搜索和目标概念及上下文定义;然后进行标准正规化形式转换,创建映射矩阵并建立局部相似性方程;最后构建全局归一化相似性方程。通过领域专家参与实验,验证了该算法符合人类认知并且是可信的。     

基于元胞自动机的海上溢油扩散模拟

利用逻辑回归算法和决策树C5.0算法分别获取溢油扩散的转换规则,并构建了基于逻辑回归的CA模型和决策树CA模型。这两个模型仅需要设置起始影像、影响因子和权重等少数的变量,便可以方便地模拟出溢油的动态变化情况。把逻辑回归CA模型和决策树CA模型应用到Deep Spill项目的海上溢油模拟实验,结果表明逻辑回归CA模型的模拟总精度达到96.4%,Kappa系数达0.893,而决策树CA模型的模拟结果更为理想,其精度和kappa系数分别提高了0.2%和0.006。利用元胞自动机能够很好地模拟并预测出海上溢油的动态变化,可以满足对溢油快速响应的要求。