[發(fā)明專利]震后次生地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性快速評估方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711266808.4
• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN107957982B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳玉;王欽軍;魏永明
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所
• 主分類號: G06F17/18
• 分類號: G06F17/18;G06Q10/06;G06Q50/00
• 代理公司: 北京晟睿智杰知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11603
• 代理人: 于淼

1.一種震后次生地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性快速評估方法，其特征在于，

確定震后地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性的n個(gè)評價(jià)指標(biāo)，其中，n個(gè)所述評價(jià)指標(biāo)包括描述地震特征、地形地貌、地質(zhì)條件、水文條件、人類活動(dòng)信息和地表植被的指標(biāo)；其中，描述所述地震特征的指標(biāo)包括宏觀震中和地震烈度，描述所述地形地貌的指標(biāo)包括高程、坡度和坡向，描述所述地質(zhì)條件的指標(biāo)包括巖土體類型和斷裂構(gòu)造，描述所述水文條件的指標(biāo)包括水系和降雨，描述所述人類活動(dòng)信息的指標(biāo)包括道路信息，描述所述地表植被的指標(biāo)為地表植被覆蓋度；

將各所述評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行數(shù)值化，得到離散型變量或連續(xù)性變量，其中，所述離散型變量包括若干離散分區(qū)，將各所述評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行數(shù)值化包括：將所述宏觀震中數(shù)值化為距離震中的歐氏距離；將所述地震烈度數(shù)值化為烈度等級；將所述高程數(shù)值化為高程值；將所述坡度數(shù)值化為坡度值；

將所述坡向數(shù)值化為坡向值；將所述巖土體類型數(shù)值化為符號，其中，不同的所述巖土體類型數(shù)值化為不同的符號；將所述斷裂構(gòu)造的數(shù)值化包括將主震斷裂數(shù)值化為距離主震斷裂歐氏距離和將所述主震斷裂之外的斷裂數(shù)值化為距離所有斷裂的最短距離；將所述水系數(shù)值化為距離水系的最短距離；將所述降雨數(shù)值化為降雨量；將所述道路信息數(shù)值化為距離道路的距離；以及將地表植被覆蓋度數(shù)值化為地表植被覆蓋度值；

將所述連續(xù)性變量進(jìn)行離散化，得到所述連續(xù)性變量對應(yīng)的若干離散分區(qū)；

獲取震后不完備高分遙感影像數(shù)據(jù)覆蓋區(qū)作為樣本區(qū)域；

將所述影像數(shù)據(jù)中已發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的區(qū)域以30米*30米為基本單位進(jìn)行網(wǎng)格化；采樣時(shí)，將面積規(guī)模小于或等于30米*30米的區(qū)域作為一個(gè)樣本點(diǎn)表示，每超過30米*30米增加一個(gè)所述樣本點(diǎn)；

在所述樣本區(qū)域內(nèi)的非地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生區(qū)域隨機(jī)選擇多個(gè)未發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的樣本點(diǎn)，其中，每個(gè)所述樣本點(diǎn)的值包括(Z，W)，其中，Z＝0時(shí)，表示未發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，Z＝1時(shí)，表示已發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，W＝(w₁，w₂，w₃…w_n)，其中，w₁，w₂，w₃…w_n分別為一個(gè)所述評價(jià)指標(biāo)的值；

采用以下公式計(jì)算所述評價(jià)指標(biāo)對應(yīng)的所述離散分區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生比例為：P_i＝A_i/A_sum，其中，P_i為所述評價(jià)指標(biāo)的第i個(gè)離散分區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生比例，A_i為所述第i個(gè)離散分區(qū)內(nèi)已發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的樣本點(diǎn)的數(shù)量，A_sum為所述樣本區(qū)域內(nèi)已發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的樣本點(diǎn)的數(shù)量；

對于每個(gè)所述評價(jià)指標(biāo)，以每個(gè)所述樣本點(diǎn)中所述評價(jià)指標(biāo)的值為輸入，以每個(gè)所述樣本點(diǎn)中所述評價(jià)指標(biāo)的值所處的離散分區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生比例為輸出，進(jìn)行函數(shù)擬合，得到每個(gè)所述評價(jià)指標(biāo)對應(yīng)的擬合函數(shù)；

將每個(gè)所述樣本點(diǎn)中各所述評價(jià)指標(biāo)的值w₁，w₂，w₃…w_n，分別輸入對應(yīng)的擬合函數(shù)，得到所述樣本點(diǎn)的各所述評價(jià)指標(biāo)對應(yīng)的敏感性計(jì)算結(jié)果，其中，w₁，w₂，w₃…w_n分別依次對應(yīng)的敏感性計(jì)算結(jié)果為x₁，x₂，x₃…x_n；

確定震后次生地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性快速評估的數(shù)學(xué)模型：

其中，p為一個(gè)待評估點(diǎn)發(fā)生震后次生地質(zhì)災(zāi)害的評估結(jié)果，x₁，x₂，x₃…x_n為所述待評估點(diǎn)的各所述評價(jià)指標(biāo)對應(yīng)的敏感性計(jì)算結(jié)果；

將所有所述樣本點(diǎn)的x₁，x₂，x₃…x_n分別代入所述數(shù)學(xué)模型，采用邏輯回歸分析方法確定邏輯回歸系數(shù)a，b₁，b₂，b₃…b_n的值；

將所述邏輯回歸系數(shù)a，b₁，b₂，b₃…b_n的值代入所述數(shù)學(xué)模型，得到評估模型；

對于任意一個(gè)所述待評估點(diǎn)，將所述待評估點(diǎn)的各所述評價(jià)指標(biāo)對應(yīng)的敏感性計(jì)算結(jié)果代入所述評估模型，得到的p的值越接近0，表示所述評估點(diǎn)越不容易發(fā)生震后地質(zhì)災(zāi)害，得到的p的值越接近1，表示所述評估點(diǎn)越容易發(fā)生震后地質(zhì)災(zāi)害；

其中，對所述宏觀震中進(jìn)行函數(shù)擬合時(shí)采用的數(shù)學(xué)函數(shù)包括逆函數(shù)和線性函數(shù)，將采用逆函數(shù)和線性函數(shù)進(jìn)行函數(shù)擬合后得到的擬合結(jié)果作為所述宏觀震中對應(yīng)的擬合函數(shù)；

對所述地震烈度進(jìn)行函數(shù)擬合時(shí)采用的數(shù)學(xué)函數(shù)包括指數(shù)函數(shù)、線性函數(shù)和分段函數(shù)，其中，對于所述烈度等級大于或等于10的所述離散分區(qū)，將采用指數(shù)函數(shù)和線性函數(shù)進(jìn)行函數(shù)擬合后得到的擬合結(jié)果作為所述地震烈度對應(yīng)的擬合函數(shù)，否則使用分段函數(shù)，直接以各所述離散分區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生比例作為結(jié)果；

對所述高程進(jìn)行函數(shù)擬合時(shí)采用的數(shù)學(xué)函數(shù)包括線性函數(shù)、二次函數(shù)和三次函數(shù)，當(dāng)采用線性函數(shù)進(jìn)行函數(shù)擬合后得到的擬合精度大于或等于0.6時(shí)，將采用線性函數(shù)進(jìn)行函數(shù)擬合后得到的擬合結(jié)果作為所述高程對應(yīng)的擬合函數(shù)，當(dāng)采用線性函數(shù)進(jìn)行函數(shù)擬合后得到的擬合精度小于0.6時(shí)，將采用二次函數(shù)進(jìn)行函數(shù)擬合后得到的擬合精度大于或等于0.6的擬合結(jié)果作為所述高程對應(yīng)的擬合函數(shù)，當(dāng)二次函數(shù)進(jìn)行函數(shù)擬合后得到的擬合精度小于0.6時(shí)，將采用三次函數(shù)進(jìn)行函數(shù)擬合后得到的擬合結(jié)果作為所述高程對應(yīng)的擬合函數(shù)；

對所述坡度進(jìn)行函數(shù)擬合時(shí)采用的數(shù)學(xué)函數(shù)包括二次函數(shù)和三次函數(shù)，當(dāng)采用二次函數(shù)進(jìn)行函數(shù)擬合后得到的擬合精度大于或等于0.6時(shí)，將采用二次函數(shù)進(jìn)行函數(shù)擬合后得到的擬合結(jié)果作為所述坡度對應(yīng)的擬合函數(shù)，當(dāng)采用二次函數(shù)進(jìn)行函數(shù)擬合后得到的擬合精度小于0.6時(shí)，將采用三次函數(shù)進(jìn)行函數(shù)擬合后得到的擬合結(jié)果作為所述坡度對應(yīng)的擬合函數(shù)；

對所述坡向進(jìn)行函數(shù)擬合時(shí)采用的數(shù)學(xué)函數(shù)包括三次函數(shù)；

對所述巖土體類型進(jìn)行函數(shù)擬合時(shí)采用的數(shù)學(xué)函數(shù)包括分段函數(shù)；

對所述斷裂構(gòu)造的數(shù)值化包括對主震斷裂進(jìn)行函數(shù)擬合時(shí)采用的數(shù)學(xué)函數(shù)包括線性函數(shù)和逆函數(shù)，將采用逆函數(shù)和線性函數(shù)進(jìn)行函數(shù)擬合后得到的擬合結(jié)果作為所述斷裂構(gòu)造對應(yīng)的擬合函數(shù)；

對所述水系進(jìn)行函數(shù)擬合時(shí)采用的數(shù)學(xué)函數(shù)包括線性函數(shù)和逆函數(shù)，將采用逆函數(shù)和線性函數(shù)進(jìn)行函數(shù)擬合后得到的擬合結(jié)果作為所述水系對應(yīng)的擬合函數(shù)；

對所述降雨進(jìn)行函數(shù)擬合時(shí)采用的數(shù)學(xué)函數(shù)包括線性函數(shù)和逆函數(shù)，將采用逆函數(shù)和線性函數(shù)進(jìn)行函數(shù)擬合后得到的擬合結(jié)果作為所述降雨對應(yīng)的擬合函數(shù)；

對所述道路信息進(jìn)行函數(shù)擬合時(shí)采用的數(shù)學(xué)函數(shù)包括線性函數(shù)和逆函數(shù)，將采用逆函數(shù)和線性函數(shù)進(jìn)行函數(shù)擬合后得到的擬合結(jié)果作為所述道路信息對應(yīng)的擬合函數(shù)；以及

對地表植被覆蓋度進(jìn)行函數(shù)擬合時(shí)采用的數(shù)學(xué)函數(shù)包括線性函數(shù)和逆函數(shù)，將采用逆函數(shù)和線性函數(shù)進(jìn)行函數(shù)擬合后得到的擬合結(jié)果作為所述地表植被覆蓋度對應(yīng)的擬合函數(shù)。