基于逻辑回归树耦合熵指数模型的滑坡易发性分区——以陕西省延安市吴起县滑坡为例

研究合适的县域滑坡易发性分区的方法,对于滑坡的防治有着非常重要的现实意义。鉴于此,基于陕西省延安市吴起县的717个滑坡样本,选取坡度、坡向、高程、平面曲率、剖面曲率、年平均降雨量、距道路的距离、距河流的距离、岩土体类型和NDVI作为影响因子,计算对应的熵指数,构建了基于熵指数的建模数据集。随后,基于建模数据集,耦合熵指数(IOE)和逻辑回归树模型(LMT),建立了IOE-LMT混合分类模型,并绘制了吴起县滑坡易发性分区图。利用多种统计学指标、ROC曲线下的面积(AUROC)和平均绝对误差(MAE)评价分区精度和模型的泛化性能。结果表明：IOE-LMT模型的泛化性能较强(AUROC=0.942),且滑坡易发性分区图的精度较高;研究区内滑坡易发于黄土沟道范围内,并且研究区北部的滑坡易发性明显高于南部。评价结果合理可靠,可为当地的滑坡防治和国土空间规划提供参考。     

基于地质环境分区的南漳县城区滑坡易发性评价

对于地质环境复杂地区,不同区块滑坡的形成机理和主控因素差异明显,若对不同区块使用相同的评价因子和权重进行易发性评价,会导致评价结果不可靠.鉴于此,以襄阳市南漳县城区为例,通过对斜坡高度、斜坡坡度、地层岩性、覆盖层厚度、断裂构造、斜坡结构、水系密度、道路密度和房屋密度9个评价因子进行分析,依据地质环境的差异将研究区划分为...     

基于径向基神经网络耦合确定性指数的滑坡易发性分区研究

滑坡易发性分区是预测滑坡的有效方法。利用径向基神经网络模型(RBFNN模型)耦合确定性指数(CF指数)构建混合模型(RBFNN-CF模型),开展陕西省汉中市城固县滑坡易发性分区研究。首先选取坡度、坡向、平面曲率、剖面曲率、高程、年平均降雨量、道路缓冲区、水系缓冲区、断层缓冲区、NDVI和地层岩组作为滑坡诱发因子,计算对应的CF指数并量化诱发因子;其次将野外调查的184个滑坡数据按照7∶3的比例划分为训练数据和测试数据,分别利用RBFNN-CF和RBFNN模型绘制滑坡易发性分区图;最后利用受试者工作特征曲线(ROC曲线)下的面积评估和对比分区的结果及模型的分类能力。结果表明:RBFNN-CF模型的分类能力和泛化性均强于RBFNN模型,值得在研究区推广,得到的滑坡易发性分区图可为当地的滑坡防治工作提供参考。     

基于PSO-SVM模型的滑坡易发性评价

滑坡易发性评价是区域滑坡预警和评估工作的前期准备。滑坡致灾因子的有效选取以及评价模型的构建成为当前滑坡预测研究中的难点问题。以府谷县作为研究区,借助多种技术手段将数字高程模型(DEM)、地质图、路网图、遥感影像图等多源数据进行融合,提取了地形地貌、地层岩性以及地表覆盖等滑坡孕灾环境因子和降雨量、人类工程活动等诱发因素的特征属性作为评价指标。在此基础上,对提取的各因子的相关性进行分析,剔除了地形起伏度因子。采用粒子群优化(PSO)算法对支持向量机(SVM)模型的参数进行优化,得到最佳参数组合为惩罚因子c=1.42,核参数σ=1.15,将最优参数组合代入支持向量机模型中,构建出粒子群优化算法-支持向量机模型(PSO-SVM),并将其用于研究区滑坡易发性定量评价中。最后分别采用ROC曲线与Kappa系数对PSO-SVM模型性能的优越性进行检验,结果表明,PSO-SVM模型成功率与预测率分别为0.931和0.917,训练集与测试集的预测精度分别为79.17%、76.67%。研究结果可以为从事滑坡预测评价工作者提供决策参考。     

基于加权信息量模型的临潼区滑坡易发性评价

为提高滑坡易发性评价的准确性和精度,结合随机森林(FR)模型和信息量(IV)模型2种方法,提出一种新的加权信息量(WIV)模型。以西安市临潼区为研究区,基于野外调查和因素相关性分析,选取坡度、坡向、高程、曲率、地形起伏、岩土体类型、降雨量、断层、水系和道路10个影响因子,以全区72个滑坡灾害点为样本数据,分别采用FR模型、IV模型和WIV模型对研究区开展滑坡易发性评价。结果表明:WIV模型训练样本的成功率和预测率比FR模型分别高4.9%和1.9%,比IV模型分别高17.80%和4.70%;滑坡灾害点高易发区和极高易发区多分布在断层、河流及道路集中区域,且其滑坡灾害点比例WIV模型比IV模型、FR模型分别提高6.37%和4.45%;WIV模型易发性评价分区结果与研究区实际情况相近。研究成果可为防灾减灾工程提供科学依据。     

耦合信息量和Logistic回归模型的滑坡易发性评价

区域滑坡易发性预测能准确地反映出特定研究区内滑坡分布的空间概率特征.基于信息量和Logistic回归的耦合模型,对江西省崇义县滑坡易发性进行了预测,首先选取高程、坡度、坡体结构、平面曲率、剖面曲率、地形起伏度、距水系距离、岩性、归一化植被指数(NDVI)和归一化建筑指数(NDBI)等10个影响因子;之后利用各因子的信息...     

基于多模态分类模型的芦山地震滑坡易发性评价

为提高地震滑坡易发性评价精度,从多模态数据融合角度提出一种新的地震滑坡易发性评价模型。以芦山地震为例,从多源数据中提取15种滑坡影响因子,将这些影响因子按4种不同类型的模态数据进行融合;以斜坡单元为评价单元,利用多模态分类模型评价地震滑坡易发性,并与逻辑回归模型比较;最后分别采用基于受试者工作特征曲线和区划滑坡灾害点密度2种精度评价方法对评价结果进行检验。结果表明,基于多模态分类模型的地震滑坡易发性评价结果具有更高的精度,其评价结果的曲线下面积、高易发区-极高易发区的滑坡灾害点密度分别为0.86、2.24个/km²,均优于逻辑回归模型,表明该模型在区域内具有较好的适用性。研究结果从数据融合角度为提高地震滑坡易发性评价精度提供了新思路。     

模糊数学在库区泥石流易发性评价中的应用

运用模糊数学中多级模糊评判的理论和方法,结合泥石流灾害的具体特点、成因、机理分析,建立了一种新的泥石流灾害易发性的多级模糊综合评价模型,并且运用灰色关联度方法定量化确定各个影响因子权重。以九甸峡水库韩家沟泥石流沟为例,选用典型评判指标,建立二级近似推论,对九甸峡库区泥石流易发性进行两级模糊综合评价。将其易发性分为4个等级级,并进行泥石流易发性分区,为库区泥石流沟灾害防治提供依据。     

物元模型在郑州市水资源开发利用综合评价中的应用

从郑州市水资源开发利用的实际情况出发,建立了郑州市水资源开发利用程度的综合评价指标体系,并采用物元分析法进行综合评价。研究结果表明：该模型能较好地反映郑州市水资源开发利用的实际情况,郑州市的水资源开发处于饱和阶段。     

基于LightGBM模型的甘肃省临夏县滑坡易发性评价

甘肃省临夏县地质环境复杂,滑坡灾害发育,对当地居民生产生活造成严重威胁,亦对工程建设的开展造成一定阻碍,因此,选取高效准确的机器学习方法对临夏县进行滑坡易发性评价具有重大意义。首先依据遥感影像和野外勘察资料,选取了1 718处滑坡样本,遴选了滑坡灾变的16种影响因子并建立滑坡影响因子评价体系;再结合预测精度和运行时间等指标对比了轻量级梯度提升机（LightGBM）模型与主流机器学习模型的性能;最后利用混淆矩阵分级方法进行了基于LightGBM模型的临夏县滑坡易发性评价。结果表明：临夏县重要滑坡影响因子为地表植被和地形地貌因子,其中土地覆盖为最主要影响因子;LightGBM模型预测精度高达0.931,且运行速度仅为11.7 s,既能保证高精度又极大提升了运行效率;在抽稀后的数据集上,LightGBM模型的预测表现、校准程度和分级结果均优于随机森林（RF）模型;混淆矩阵分级法的较高和高易发区内滑坡分布更为集中,在14.94％的区域内分布着86.86％的滑坡灾害点。滑坡易发性评价结果较好地反映了研究区内滑坡分布发育情况,可为当地工程建设及防灾减灾工作提供一定指导。     

基于AHP-Logistic熵权模型的西南浅丘区地质灾害分布特征研究——以内江市为例

我国西南地区地质灾害频发,为了探索该区域地质灾害的分布特征,以内江市为研究区,利用遥感卫星影像及地理国情监测数据,从自然地理、生态条件和基础地质3个方面建立生态地质环境评价指标体系。采用层次分析法(AHP)和二元Logistic回归模型分别确定各评价指标的主、客观权重,再用最小信息熵求出两者的综合权重,在GIS支持下建立地质灾害评价模型,对内江市地质灾害进行风险性评价分级;并通过高权重评价因子与历史地质灾害点的空间结构分析,揭示其空间分布特征及规律。评估结果表明:①内江市地质灾害中高易发区主要分布在西部低山区,占全区总面积的28.93%;②海拔和坡度是导致地质灾害发生的主要影响因子,在海拔较高、坡度较陡地区,且山区公路两旁极易发生地质灾害,沉寂式构造线附近地层相对稳定。     

考虑圩区分布的平原河网区暴雨洪涝分析模型建立

针对圩区众多的平原河网区域,基于已有的一、二维非恒定流水动力学理论建立的城市洪涝仿真模型,引入"小蓄水面"的概念,将圩区内外在水动力学模型中未被概化但对降雨的调蓄作用不可忽略的小河、塘坝、小湖泊等根据其实际空间分布统一概化为所在网格的小蓄水面,并考虑圩区堤防标准、抽排能力和调度运行规则对河网区域洪涝时空分布的影响,对模型中网格淹没水深、圩区排涝和闸泵调度的计算方法进行了改进。选择嘉兴市为案例区域建立了暴雨洪涝分析模型,利用模型对嘉兴市近年来典型场次暴雨进行模拟计算,与河道实测水位及洪涝分布调查结果对比表明,模型对区域的概化合理,能反映嘉兴市在受本地降雨和上游洪水影响、下游潮位顶托及复杂的工程调度规则综合作用下水流的运动特点和洪涝的分布特征,模拟结果可靠,模型可以为区域洪水风险图编制和防汛风险管理提供支持。     

数值模拟模型在商丘地下水动态预报中的应用

针对商丘实验区水文地质特点，概述了地下水位预报模型的建立过程，并结合典型井点地下水位预报结果，经与实际资料对比，其结果满足地下水管理的有关要求。     

改进的综合水质标识指数法在上海市长宁区水质评价中的应用

针对综合水质标识指数法在水质评价中无法客观考虑指标权重的情况,将改进的主成分分析法与综合水质标识指数法相结合,采用主成分分析法对单个指标权重赋值,将各指标权重用于综合水质标识指数法。将改进的综合水质标识指数法应用于上海市长宁区水质评价,并与其他水质评价方法进行比较。结果表明：长宁区各等级河道水质时空差异明显;评价结果与实际情况较为一致;此方法可操作性强,且能够直观地比较各个时间段每条河流的综合水质达标情况。     

基于压力-状态-响应模型的河南省水库生态安全评估

为了推动水库流域环境生态治理与水源区水质保护,以河南省作为典型,将"压力-状态-响应(PSR)"模型在22座大型水库的生态安全评估中进行了应用,构建了水库生态安全评估的指标体系,通过熵值法确定了各指标的权重,根据生态综合指数对这22座水库2005、2015年的生态安全进行了评估。结果表明:总体上2015年水库的生态综合指数比2005年有明显提高,但形势不容乐观,仍然有22.73%的水库生态综合指数在0.4以下;经济发展水平与流域生态安全不是直接的正比关系,经济发展水平较高的区域其水库生态环境状况往往较差。PSR模型也可用于大范围大量水库的环境生态安全评估;在发展经济的同时也要关爱环境,实现人与自然和谐共赢。     

利用灰色-BP神经网络组合模型对延吉市地下水位预测

针对延吉市地下水位变化情况,利用灰色--BP神经网络组合模型对地下水位变化趋势进行预测,提出地下水位的预测不能仅限于一种方法,应在充分分析影响水位变化各因素的基础上,采用合理的方法预测.     

旱区植被生态需水量间接法计算参数的研究

植被生态需水问题是水资源优化配置和生态环境研究的热点,间接计算法是量化干旱地区天然植被生态需水量的主要方法。为了使计算结果更加准确,结合0. 618法与去极值法对间接法计算公式中潜水蒸发量E的计算做出改进,建立植被系数K的二阶Gaussian模型,最后运用灰色模型GM(1,1)对植被面积S的发展趋势进行预测。结果表明:优化所得潜水蒸发量——埋深曲线对实测数据拟合度更好,植被系数取值更加精确,以甘肃省民勤县为例,计算出该地2015年各类植被面积与资料记载差异较小,所得生态需水量结果与FOA推荐使用的Penman-Monteith模型相比无显著差异。在此基础上预测出2020年民勤县天然植被生态需水总量为4060. 8×10~4m~3,其中天然林地生态需水量预测为3100. 1×10~4m~3,天然草地生态需水量为960. 7×10~4m~3。研究使间接计算法对植被生态需水量的量化更加准确,为干旱地区水资源的分配及生态恢复政策的制定奠定了一定的研究基础。     

基于三维水足迹模型的河南省水资源可持续利用水平评价

基于三维水足迹模型,以水生态赤字与盈余、水压力指数、水资源集约利用指数和水资源可持续指数4个指标构建水资源可持续利用水平指标评价体系,从时间上和空间上分析河南省的水资源可持续利用水平,并且利用对数平均迪氏指数分解法分析水足迹变化的驱动因素。结果表明：河南省水足迹由大到小为生产用水足迹、生活用水足迹和生态用水足迹,其中豫北和豫中各市的水足迹深度较大;河南省整体水资源可持续利用水平较差,其中豫北和豫中地区的水资源可持续利用水平最差;经济规模效应、人口规模效应对水足迹的变化具有正向驱动作用,而水足迹强度效率效应和水资源承载力效应具有负向驱动作用。