[發明專利]降雨閾值自適應的滑坡實時預警方法

有效

• 申請號: 201310566037.6
• 申請日: 2013-11-14
• 公開（公告）號: CN103714661A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 麻土華;李長江
• 申請（專利權）人: 浙江省國土資源廳信息中心
• 主分類號: G08B21/10
• 分類號: G08B21/10
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

1.降雨閾值自適應的滑坡實時預警方法，包括如下步驟：

步驟1、編制數據

滑坡（泥石流）編目數據，且帶有地理坐標和發生時間記錄，對各滑坡點建立有其發生時前H小時降雨數據庫；

步驟2、建立滑坡(泥石流)的時間與降雨強度空間分布函數

根據一地區已知的一批帶地理坐標的滑坡點的數據以及對應每個滑坡點發生前H小時降雨量數據，那么對各滑坡災害點可以形成一系列的降雨量R與其前H小時的數據對（R_i，H_i）（i=1,2,…,n，這里，R_i對應于前H_i小時的降雨量分布），對每一處滑坡得到的R_i都表征了該處滑坡發生前H_i小時的降雨量分布，亦即引發滑坡的降雨閾值；

根據一個區域內已知的所有滑坡點在其發生前H小時的降雨量數據，可以對各滑坡點分別獲得一個滑坡-降雨量關系圖，應用任意插值方法對這些點的滑坡-降雨量關系進行網格化處理，即通過任意插值方法，將一組在空間上呈離散點狀分布的滑坡-降雨量關系轉換為呈面狀分布的滑坡-降雨量關系，從而得到對該區域內任一點可能引起滑坡的前H小時降雨分布圖R_H。把滑坡發生前不同時間段分別記作H_i(i=1,2,…,n),以此形成了一系列的R圖記作R_H，并以R_i(i=1,2,…,n)來表示與H_i(i=1,2,…,n)相對應的降雨分布圖；

對于該區域內的任一點P（i,j）(i=1,2,…,m;j=1,2,…,n;假設該區域格網點數為m×n)，通過對滑坡（泥石流）發生前H_k時段降雨量分布圖R_k(k=1,2,…,q)上的相對應的點的降雨量的獲取，形成向量（（H₁(i,j),R₁(i,j)）,(H₂(i,j),R₂(i,j)),…,(H_n(i,j),R_n(i,j)）)，通過取對數后，形成（（logH₁(i,j)，logR₁(i,j)）,(log?H₂(i,j),logR₂(i,j)),…,(logH_n(i,j),log?R_n(i,j))）；

然后，對[(log?H_k(i,j)，logR_k(i,j)]數據組進行擬合,對每一點P(i,j)得到：

R（H）=aH^b??（1）

公式（1）中，R表示引發滑坡的降雨強度；H表示滑坡發生前的降雨時長；a為比例系數；

對區域內的每一個網格點都進行上述的計算，并獲得對應的R圖、a圖和H圖；

步驟3、生成滑坡預警圖的方法

把預報區域劃分為m×n格網，根據從該區域已知的滑坡點及其發生前H小時降雨觀測記錄得到的，可以表征該區域內任一網格單元內滑坡發生前H小時的臨界降雨量關系圖并得到公式（1）；在雨季時，就可以根據氣象部門提供的該區域中雨量監測網站記錄的實時降雨觀測數據以及對未來H小時的降雨預報信息，按網格逐點計算形成對該區域當前降雨并加上對未來H小時預報降雨量(強度)的分布圖，記作R_H；按網格逐點以R=aH^b為參照，計算R值，并記作R_HM。將R_H與R_HM進行對比；

計算δ，當b<1時，

當b≥1時，其中，k=1.9,n為樣本數；

以δ/2、δ為置信區間，即以b-δ/2、b-δ分別作為b值代入公式（1）計算未來H小時相對應的臨界降雨量（強度），分別記作R1_H和R2_H；

對預報區域內任一點，如果其前H小時降雨量（強度）R_H，以R_HM(R_HM=aH^b)為參照，逐一對比R_HM。根據當前普遍所采用的預報等級劃分，則對該處發生滑坡（泥石流）可能性，可以定義為四個等級：

當R_H∈[0，R_HM)時，發生滑坡（泥石流）的可能性較低（4級）；

R_H∈[R_HM,R1_H)時，發生滑坡（泥石流）的可能性較高（3級）；

R_H∈[R1_H,R2_H)時，發生滑坡（泥石流）的可能性高（2級）；

R_H∈[R2_H,+∞)時，發生滑坡（泥石流）的可能性很高（1級）；

特殊的區域如水面等定義為極低；

對預報區域按網格逐點進行上述操作，然后對不同的H時段所獲得的預報結果圖取最高值，則獲得對該區域在未來H小時的滑坡發生概率分布圖，即對降雨可能引發滑坡的時間和位置進行預警。