[發(fā)明專利]一種基于模糊聚類分析法的滑坡臨界雨量閾值確定方法

在審

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• 申請日: 2017-03-15
• 公開（公告）號: CN107092653A
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 溫宗周;李璐;張陽陽;董勛凱;王真;李志文;王妍;李帥
• 申請（專利權(quán)）人: 西安工程大學(xué)
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所61214
• 代理人: 常娥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于滑坡災(zāi)害預(yù)報技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于模糊聚類分析法的滑坡臨界雨量閾值確定方法。

背景技術(shù)

隨著全球氣候變化，極端降雨事件頻次不斷升高，導(dǎo)致全球山洪災(zāi)害事件上升，倍受關(guān)注；我國山區(qū)面積廣大，滑坡災(zāi)害具有發(fā)生頻率高、分布范圍廣、損失嚴重等特點，預(yù)測、預(yù)報、預(yù)警難度大，滑坡發(fā)生的最主要誘發(fā)因素是降雨。1998年全國范圍內(nèi)因特大暴雨而誘發(fā)了大量的滑坡、崩塌和泥石流災(zāi)害造成的死亡人數(shù)為1157人，受傷人員超過1萬。臨界雨量這一指標在國內(nèi)外山洪災(zāi)害防治工作中應(yīng)用較為普遍，確定方法也多種多樣，各有千秋。合理的雨量閾值指標是區(qū)域暴雨泥石流防災(zāi)減災(zāi)的關(guān)鍵所在。

常用的雨量閾值研究方法目前主要有2種，第一種是基于災(zāi)害資料的統(tǒng)計分析方法，通過對實際的降雨和滑坡災(zāi)害資料進行統(tǒng)計分析，得出相應(yīng)的前期有效降雨量和觸發(fā)雨量之間的關(guān)系，從而繪制雨量閾值曲線，這種方法往往忽略了下墊面植被狀況，地質(zhì)條件等影響滑坡災(zāi)害的一些其它因素，而且所得的滑坡臨界雨量是代表一個區(qū)域范圍而不是一個具體滑坡點；第二種是相似類比法，針對缺少降雨和災(zāi)害資料的地區(qū)，當(dāng)這些地方的地理、地質(zhì)、生態(tài)等與已確定致災(zāi)臨界閾值的地區(qū)較為相似，可近似的認為致災(zāi)臨界雨量也相似，可根據(jù)實際情況適當(dāng)調(diào)整。但是每個區(qū)域不論地形地貌還是影響因子都不是完全相同的，準確率極大地降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于模糊聚類分析法的滑坡臨界雨量閾值確定方法，解決了統(tǒng)計分析方法及相似類比法在計算閾值時，準確性過低的問題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種基于模糊聚類分析法的滑坡臨界雨量閾值確定方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1、模糊聚類因子確定；

步驟2、滑坡臨界雨量閾值的模糊聚類分析；

步驟3、進行模糊聚類并確定臨界雨量閾值。

本發(fā)明的有益效果是，

(1)模糊聚類因子確定中，應(yīng)用德菲爾方法進行以確定滑坡形成要素為目的的專家調(diào)查，最終選取的模糊聚類因子。

(2)選用模糊聚類分析法進行滑坡臨界雨量閾值確定方法，增強閾值準確性，避免因為閾值不準確而導(dǎo)致的誤導(dǎo)率，從而可以在滑坡災(zāi)害中有效地提醒人們預(yù)防災(zāi)害發(fā)生。

綜上所述，與現(xiàn)有的方法相比：滑坡臨界雨量閾值確定是一個復(fù)雜的問題，為使確定過程更全面從系統(tǒng)理論出發(fā)，基于模糊聚類分析法，通過構(gòu)建算法實證模型，嚴格的數(shù)學(xué)算法推導(dǎo)以及統(tǒng)計技術(shù)和物理手段，充分考慮區(qū)域各影響因子，從而確定降雨閾值，該確定方法更加全面，結(jié)果更加可靠，與實際相貼近。

附圖說明

圖1是本發(fā)明基于模糊聚類分析法的滑坡臨界雨量閾值確定方法中暴雨滑坡激發(fā)雨型概化圖；

圖2是本發(fā)明基于模糊聚類分析法的滑坡臨界雨量閾值確定方法中滑坡致災(zāi)臨界雨量閾值評估技術(shù)流程圖；

圖3是本發(fā)明基于模糊聚類分析法的滑坡臨界雨量閾值確定方法中劉家溝滑坡密度與臨界降雨量強度關(guān)系圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進行詳細說明。

本發(fā)明基于模糊聚類分析法的滑坡臨界雨量閾值確定方法，具體按照以下步驟實施：

滑坡臨界雨量閾值受多種因素影響，這些因素包括但不限于滑坡流域的地形地貌、物源儲備，自然地理位置，降雨條件等。部分滑坡流域不具有準確的雨量觀測數(shù)據(jù)，如果可以查找到其他滑坡流域，與該滑坡流域地面條件基本相同，同時臨界雨量閥值已知，可參考該臨界雨量值，從而可以得到該臨界雨量閥值接近的值。

步驟1、模糊聚類因子確定

表征滑坡地面條件特征的因子眾多，并且各因子之間相互依存，相互制約。為了選取出最具有代表性的模糊聚類因子，主要遵循以下幾個原則：1)簡明性和可操作性原則；2)全面性和代表性原則；3) 主導(dǎo)因素原則；4)定性與定量相結(jié)合的原則。

在野外廣泛調(diào)查、室內(nèi)綜合分析以及參考現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上，應(yīng)用德菲爾方法進行以確定滑坡形成要素為目的的專家調(diào)查，最終選取的模糊聚類因子。

德爾非法的具體實施步驟如下：

(1)組成專家小組。專家人數(shù)的多少，可根據(jù)預(yù)測課題的大小和涉及面的寬窄而定，一般不超過20人。

(2)向所有專家提出所要預(yù)測的問題及有關(guān)要求，并附上有關(guān)這個問題的所有背景材料，同時請專家提出還需要什么材料。然后，由專家做書面答復(fù)。

(3)各個專家根據(jù)他們所收到的材料，提出自己的預(yù)測意見，并說明自己是怎樣利用這些材料并提出預(yù)測值的。