[發(fā)明專利]一種泥石流流域系統(tǒng)的泥石流危險性評估方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910777738.1
• 申請日: 2019-08-22
• 公開（公告）號: CN110599001B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王鈞;宇巖;袁少雄;陳軍;黃光慶;宮清華
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東省科學(xué)院廣州地理研究所;南方海洋科學(xué)與工程廣東省實驗室（廣州）
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/26;G06F17/15;E02B1/00
• 代理公司: 北京元本知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11308
• 代理人: 王紅霞

1.一種泥石流流域系統(tǒng)的泥石流危險性評估方法，其特征在于，包括：

獲取待評估泥石流流域的地形子系統(tǒng)狀態(tài)變量、固體物源子系統(tǒng)狀態(tài)變量以及水動力子系統(tǒng)狀態(tài)變量；

利用所述地形子系統(tǒng)狀態(tài)變量、所述固體物源子系統(tǒng)狀態(tài)變量以及所述水動力子系統(tǒng)狀態(tài)變量，構(gòu)建泥石流流域系統(tǒng)狀態(tài)變量，其包括：

構(gòu)建泥石流流域系統(tǒng)的初始狀態(tài)函數(shù)；

分別獲取所述地形子系統(tǒng)狀態(tài)變量P₁(x₁,t)對于自變量x₁的反函數(shù)、所述固體物源子系統(tǒng)狀態(tài)變量P₂(x₂,t)對于自變量x₂的反函數(shù)以及所述水動力子系統(tǒng)狀態(tài)變量P₃(x₃,t)對于自變量x₃的反函數(shù)；

根據(jù)所獲取的所述地形子系統(tǒng)狀態(tài)變量P₁(x₁,t)對于自變量x₁的反函數(shù)、所述固體物源子系統(tǒng)狀態(tài)變量P₂(x₂,t)對于自變量x₂的反函數(shù)、所述水動力子系統(tǒng)狀態(tài)變量P₃(x₃,t)對于自變量x₃的反函數(shù)以及所述泥石流流域系統(tǒng)的初始狀態(tài)函數(shù)，構(gòu)建泥石流流域系統(tǒng)狀態(tài)變量；

其中，所述泥石流流域系統(tǒng)的初始狀態(tài)函數(shù)的公式為：

其中，P(x₁,x₂,x₃)≥0；∫∫∫P(x₁,x₂,x₃)dx₁dx₂dx₃＝1；

其中，所述a是指固體物源面積—高程曲線積分區(qū)間的第一端點值；所述b是指固體物源面積—高程曲線積分區(qū)間的第二端點值，且ab；所述c₁,c₂,c₃和c₄分別是指x₁,x₂和x₃的線性擬合系數(shù)；所述x₁＝f₁(P₁(x₁,t),α)，指地形子系統(tǒng)狀態(tài)變量對于自變量x₁的反函數(shù)；所述x₂＝f₂(P₂(x₂,t),a_n,a_n-1,…,a₀)，指固體物源子系統(tǒng)對于自變量x₂的反函數(shù)；所述x₃＝f₃(P₃(x₃,t),b_m,b_m-1,…,b₀)，指水動力子系統(tǒng)對于自變量x₃的反函數(shù)；所述t是指時間；I(x₁,x₂,x₃)為3個反函數(shù)x₁＝f₁(P₁(x₁,t),α)、x₂＝f₂(P₂(x₂,t),a_n,a_n-1,…,a₀)、x₃＝f₃(P₃(x₃,t),b_m,b_m-1,…,b₀)的線性擬合函數(shù)；α為面積-高程積分曲線的擬合系數(shù)；a_n,a_n-1,…,a₀是指固體物源面積-高程積分曲線擬合多項式為n時的n,n-1,…,0次項系數(shù)；所述b_m,b_m-1,…,b₀是指水動力-高程積分曲線擬合多項式為m時的m,m-1,…,0次項系數(shù)；x₁為地形子系統(tǒng)狀態(tài)變量P₁(x₁,t)的自變量；x₂為固體物源子系統(tǒng)狀態(tài)變量P₂(x₂,t)的自變量；x₃為水動力子系統(tǒng)狀態(tài)變量P₃(x₃,t)的自變量；

利用所構(gòu)建的泥石流流域系統(tǒng)狀態(tài)變量，構(gòu)建泥石流流域系統(tǒng)信息熵模型；

利用所構(gòu)建的泥石流流域系統(tǒng)信息熵模型對所述待評估泥石流流域進行危險性評估；

其中，所述獲取待評估泥石流流域的地形子系統(tǒng)狀態(tài)變量包括：

獲取待評估泥石流流域的全流域面積數(shù)據(jù)、最低高程數(shù)據(jù)和最高高程數(shù)據(jù)；

利用所獲取的全流域面積數(shù)據(jù)、最低高程數(shù)據(jù)和最高高程數(shù)據(jù)，構(gòu)建泥石流流域地形子系統(tǒng)狀態(tài)變量；

其中，所述泥石流流域地形子系統(tǒng)狀態(tài)變量的公式為：

其中，P₁(x,t)滿足：P₁(x,t)≥0；

其中，所述P₁(x,t)是指所述泥石流流域地形子系統(tǒng)狀態(tài)變量；所述f(x,t)是指所述面積-高程曲線函數(shù)；所述是指面積-高程曲線函數(shù)積分值；

其中，所述獲取待評估泥石流流域的固體物源子系統(tǒng)狀態(tài)變量包括：

獲取待評估泥石流流域的全流域面積數(shù)據(jù)、固體物源面積數(shù)據(jù)、最低高程數(shù)據(jù)和最高高程數(shù)據(jù)；

利用所獲取的全流域面積數(shù)據(jù)、固體物源面積數(shù)據(jù)、最低高程數(shù)據(jù)和最高高程數(shù)據(jù)，構(gòu)建泥石流流域固體物源子系統(tǒng)狀態(tài)變量；

其中，所述泥石流流域固體物源子系統(tǒng)狀態(tài)變量的公式為：

其中，P₂(x,t)滿足：P₂(x,t)≥0；

其中，所述P₂(x,t)是指所述泥石流流域固體物源子系統(tǒng)狀態(tài)變量，所述g(x,t)是指所述固體物源面積-高程曲線函數(shù)；所述是指固體物源面積-高程曲線函數(shù)積分值；

其中，所述獲取待評估泥石流流域的水動力子系統(tǒng)狀態(tài)變量包括：

獲取待評估泥石流流域的最低高程數(shù)據(jù)、最高高程數(shù)據(jù)、N個等高線數(shù)據(jù)以及每個等高線處的水動力數(shù)據(jù)；

利用所獲取的最低高程數(shù)據(jù)、最高高程數(shù)據(jù)、N個等高線數(shù)據(jù)以及每個等高線處的水動力數(shù)據(jù)，構(gòu)建泥石流流域水動力子系統(tǒng)狀態(tài)變量；

其中，所述泥石流流域水動力子系統(tǒng)狀態(tài)變量的公式為：

其中，P₃(x,t)滿足：P₃(x,t)≥0；

其中，所述P₃(x,t)是指泥石流流域水動力子系統(tǒng)狀態(tài)變量，所述h(x,t)是指所述水動力-高程曲線函數(shù)；所述是指水動力-高程曲線函數(shù)積分值；

其中，所述泥石流流域系統(tǒng)狀態(tài)變量的公式為：

其中，P(x₁,x₂,x₃,t)滿足：①P(x₁,x₂,x₃,t)≥0；②∫∫∫P(x₁,x₂,x₃,t)dx₁dx₂dx₃＝1；

其中，所述f₁是指地形子系統(tǒng)狀態(tài)變量P₁(x₁,t)關(guān)于自變量x₁的反函數(shù)；所述f₂是指固體物源子系統(tǒng)狀態(tài)變量P₂(x₂,t)關(guān)于自變量x₂的反函數(shù)；所述f₃是指水動力子系統(tǒng)狀態(tài)變量P₃(x₃,t)分關(guān)于自變量x₃的反函數(shù)；

其中，所述泥石流流域系統(tǒng)信息熵模型的公式為：

H(t)＝∫∫∫P(x₁,x₂,x₃,t)lnP(x₁,x₂,x₃,t)dx₁dx₂dx₃；

其中，所述H(t)是指泥石流流域系統(tǒng)信息熵模型。