[發明專利]一種基于信息量模型的層次分析地質災害風險評價方法

在審

• 申請號: 202210615306.2
• 申請日: 2022-05-31
• 公開（公告）號: CN114926067A
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 張卓;金興;董健;張朋朋;成世才;程杰;劉海峰;馬瑜宏;劉春華;劉治政
• 申請（專利權）人: 山東省地質調查院（山東省自然資源廳礦產勘查技術指導中心）
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06
• 代理公司: 山東智達聯合專利代理事務所(普通合伙) 37303
• 代理人: 魏巧真

1.一種基于信息量模型的層次分析地質災害風險評價方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：地質災害易發性評價

根據地質災害調查成果資料，基于定量為主、定性為輔的原則，采用信息量模型方法，結合層次分析法評估區域地質災害易發性，將調查區劃分為地質災害高、中、低和非四級易發區。

(1)信息量模型方法

地質災害的形成受多種因素影響，信息量模型反映了一定地質環境下最易致災因素及其網格單元的組合；具體是通過特定評價單元內某種因素作用下地質災害發生頻率與區域地質災害發生頻率相比較實現的；

對應某種因素特定狀態下的地質災害信息量公式可表示為：

式中：

IAj→B：對應因素A、j狀態(或區間)下地質災害B發生的信息量；

Nj：對應因素A、j狀態(或區間)下地質災害分布的單元數；

N：調查區已知有地質災害分布的單元總數；

Sj：因素A、j狀態(或區間)分布的單元數；S為調查區單元總數；

當IAj→B＞0時，反映了對應因素A、j狀態(或區間)下地質災害發生傾向的信息量較大，地質災害發生的可能性較大，或者說利于地質災害發生；當IAj→B＜0時，表明因素A、j狀態(或區間)條件下，不利于地質災害發生；當IAj→B＝0時，表明因素A、j狀態(或區間)不提供有關地質災害發生與否的任何信息，即因素A、j狀態(或區間)可以剔除掉，排除其作為地質災害預測因子；

但是由于每個評價單元受眾多因素的綜合影響，各因素又存在若干狀態，各狀態因素組合條件下地質災害發生的總信息量可為：

式中：

I：對應特定單元地質災害發生的總信息量，指示地質災害發生的可能性，可作為地質災害易發性指數；

Ni：對應特定因素、第i狀態(或區間)條件下的地質災害面積或地質災害點數；

Si：對應特定因素、第i狀態(或區間)的分布面積；

N：調查區地質災害總面積或總地質災害點數；

S：調查區總面積；

(2)評價單元影響因素選取

結合孕災地質條件調查及信息模量參數，綜合選取影響地質災害發生、發展的因素作為影響因子。如選取地貌類型、山坡坡度、地質構造、工程地質巖組、人類工程活動、土地利用類型等6個影響因子，采用判斷矩陣方法評價因子權重，結合隨機一致性檢查確認權重合理，用于地質災害易發性評價。

由于有多個因子參與評價，在對這些評價因子進行綜合時，求權值的過程就是對不同因子間“重要性”程度的分析過程，采用層次分析法確定權值。

利用線性代數，精確地求出判斷矩陣T的最大特征所對應的特征向量，

設U＝{u₁,u₂,...,u_m}為評價因素集，A＝(a₁,a₂,...,a_m)^T為目標權重，uij表示ui對uj的相對重要性數值，綜合構造判斷矩陣：

其中：m為評價因子數。

所求特征向量即為各評價因素的重要性排序，歸一化后，也就是權數分配，權數分配采用近似解法-方根法求算；由于客觀事物的復雜性或對事物認識的片面性，通過所構造的判斷矩陣求出的特征向量是否合理，需要對判斷矩陣進行一致性和隨機性檢驗；

步驟二：地質災害危險性評價

在易發性評價基礎上，結合降雨、地震等地質災害誘發因素，基于定量為主、定性為輔的原則，采用統計或物理力學模型，評估在一定誘發因素作用下發生災害的可能性及強度，將評價區劃分為地質災害極高、高、中和低四級危險區。

步驟三：地質災害易損性評價

(1)評估一般調查區的承災體的易損性，并對一般調查區的承災體的易損性進行賦值，然后將承災體的易損性賦值進行疊加，獲得綜合易損性評價；

(2)評估重點調查區的承災體的易損性，并對重點調查區的承災體的易損性進行賦值，結合地質災害的作用強度、影響范圍等因素，開展單體地質災害易損性評價。

步驟四：地質災害風險評價

根據地質災害易損性評價，采用定性或定量方法，計算柵格或斜坡單元風險指數，表達地質災害造成風險的可能性與大小，在易發性、危險性、易損性評價基礎上，采用矩陣分析方法，將地質災害風險等級劃分為極高、高、中、低四個等級。

按照崩塌、滑坡、不穩定斜坡等斜坡類災害和泥石流等災害分類評價地質災害風險，根據實際情況綜合疊加確定風險等級，并開展風險區劃。

地質災害風險區劃結果實地核查，對區劃邊界、風險等級、異常區等進行復核，必要時補充相應調查工作量，并對區劃結果進行局限性評述。表達地質災害發生并造成社會損失的時空概率。

風險評價的方法多種多樣，從定性概化到定量評估，地質災害風險編圖使用基于矩陣分析的綜合定性評估方法。

將承災體的易損性按照自身特征屬性(堅固程度+自身價值+社會作用等多因素)綜合考慮，給定一個具有代表性的承災體易損性價值參與評價。

單體或區域的風險等級F＝危險性×易損性×承災體價值/數量

(1)一般調查區地質災害風險評價

按照實體勾繪要求表達地質災害及隱患點、承災體特征，以不低于25×25米的標準柵格單元表達風險區劃結果，在易發性評價的基礎上，采用歷史月累積降雨量(大于5年)或地震動峰值加速度開展地質災害危險性評價。分別評估人員和基礎設施易損性，設定權重綜合確定承災體易損性。將危險性和易損性評價結果疊加運算，形成風險評價與區劃結果。

(2)重點調查區地質災害風險評價

采用不低于10×10米的標準柵格作為評價單元，根據評價單元危險等級和易損性等級劃分極高、高、中、低四個等級風險，采用斜坡單元表達風險區劃結果。承災體表達更加精細化。應在易發性評價基礎上，結合10年一遇、20年一遇、50年一遇、100年一遇降雨工況或基本地震、多遇地震、罕遇地震工況，及地質災害發育特征，通過定性或定量方法分別進行地質災害危險性評價。