收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于机器学习算法的日喀则地区泥石流易发性研究

葛涛涛  
【摘要】:中国的山区面积接近70%,地质灾害频发。泥石流是一种常见的地质灾害,是固体-液体混合物的重力驱动运动,造成的经济损失和人员伤亡十分巨大。泥石流易发性分析对于山地灾害的预警和管理具有重要的指导意义。泥石流易发性分析可以根据区域环境因子推测泥石流发生的可能性。本文选择泥石流频发的西藏日喀则地区作为研究区域,利用卫星遥感数据和泥石流事件历史资料,结合地理信息系统(Geographic Information System,GIS)和机器学习算法对泥石流易发性进行研究,并得出影响泥石流发生的主要环境因子,为日喀则地区城市建设和规划提供科学依据。首先,获取和计算影响泥石流发生的16种环境因子,并基于GIS对多源数据的属性进行统一。其中,归一化潜热指数(Normalized Difference Laten Heat Index,NDLI)首次被应用于泥石流易发性分析。根据频率比法分析环境因子与泥石流分布之间的关系,并将结果作为自组织映射(Self Organizing Maps,SOM)神经网络的输入,进行泥石流易发性分析,同时可以生成“非泥石流”单元。验证结果表明,聚类方法对泥石流易发性分析具有可行性和合理性。然后,从基于SOM的泥石流易发性图中选取“非泥石流”单元,并与泥石流单元一起作为五种机器学习方法的输入(后向传播神经网络,一维卷积神经网络,决策树,随机森林以及极限梯度提升树(Extreme Gradient Boosting,XGBoost)。本文首次将SOM和XGBoost结合,并应用于泥石流易发性研究。使用五种模型评估方法(Precision,Accuracy,Recal,F1 score以及AUC)的结果表明,SOM-XGBoost模型的测试准确率最优:XGBoost(0.953)RF(0.943)1D-CNN(0.939)BPNN(0.932)DT(0.898),对研究区的预测结果与泥石流分布拥有较好的相关性,且预测效率较高:DT(0.7)XGBoost(4.5)BPNN(7.6)1D-CNN(8)RF(10.8)(单位:min)。最后,基于树的特征因子重要性对16种环境因子进行排序。实验结果表明,NDLI对泥石流的发生具有最为显著的影响,另外三个主要因子分别为年平均降雨量、剖面曲率以及平面曲率。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前18条
1 房金鹏;权赫春;;延边州地区泥石流灾害易发性评价[J];山西建筑;2019年22期
2 邓国卫;孙俊;郭海燕;马振峰;;四川泥石流灾害分区及其与诱发降水关系[J];西南大学学报(自然科学版);2020年01期
3 张丹丹;向国萍;;汶川县映秀镇牛圈沟溃坝型泥石流起动临界条件初步分析[J];科技创新与应用;2019年20期
4 何树红;姜毅;计晓林;;泥石流灾害经济损失研究综述[J];灾害学;2019年04期
5 尚科科;贾洪全;;山区泥石流特点及其防治方法探讨[J];化工设计通讯;2017年11期
6 魏娜;;山区泥石流治理的对策探讨[J];科技创新导报;2017年29期
7 杨向敏;全湘兰;;广西泥石流灾害分布特征和形成机理分析[J];南方国土资源;2018年04期
8 张庆丰;;拦挡工程在泥石流灾害治理中的应用[J];资源信息与工程;2018年05期
9 孔艳;王保云;杨昆;魏保;郑璐;张祝鸿;;云南省泥石流灾害时空分布规律及典型区域孕灾特点分析[J];云南师范大学学报(自然科学版);2018年06期
10 刘希林;庙成;田春山;邱锦安;;十年跨度中国滑坡和泥石流灾害风险评价对比分析[J];地球科学进展;2016年09期
11 刘希林;庙成;田春山;;区域滑坡和泥石流灾害两种危险性评价方法的比较分析[J];防灾减灾工程学报;2017年01期
12 马之志;;恐怖的泥石流灾害[J];生命与灾害;2017年05期
13 马宁;;论舟曲的灾害类生态文化知识及其口头表述——以“8·7”特大泥石流灾害为例[J];湖北民族学院学报(哲学社会科学版);2017年04期
14 杨红娟;韦方强;马振峰;江玉红;;四川省泥石流灾害的时空分布规律和降水特征[J];灾害学;2017年04期
15 ;未雨绸缪应对泥石流灾害的威胁[J];生命与灾害;2017年08期
16 徐雨晴;何吉成;;1951-1996年中国铁路泥石流灾害的时空特征[J];水土保持通报;2016年01期
17 赵忠海;;北京泥石流灾害预警研究现状与技术方法探讨[J];城市地质;2015年S1期
18 雷怡安;;崔鹏:“泥石流”专家第一人[J];一带一路报道(中英文);2019年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈晓清;崔鹏;游勇;柳金峰;;关于汶川地震灾区泥石流灾害工程防治标准的讨论[A];汶川大地震工程震害调查分析与研究[C];2009年
2 韩梅;;新庄电厂泥石流灾害浅释[A];四川省岩石力学与工程学会首届学术会议论文集[C];1994年
3 李翔;丘小春;叶科峰;;浅谈全州泥石流灾害中的应急测绘技术[A];第十三届中国科协年会第12分会场-测绘服务灾害与应急管理学术研讨会论文集[C];2011年
4 谢煜;梁收运;;甘肃省泥石流灾害特性分析[A];2011年全国工程地质学术年会论文集[C];2011年
5 尚志海;刘希林;;泥石流灾害生态环境损失评价方法探讨[A];“中国视角的风险分析和危机反应”——中国灾害防御协会风险分析专业委员会第四届年会论文集[C];2010年
6 铁永波;唐川;;汶川震区城镇泥石流灾害风险评价模式探讨[A];“中国视角的风险分析和危机反应”——中国灾害防御协会风险分析专业委员会第四届年会论文集[C];2010年
7 蒋运志;范方福;李陶桂;赵祖华;;泥石流灾害的思考与应对[A];S12 水文气象、地质灾害气象预报与服务[C];2012年
8 蒋运志;梁和生;秦艳芬;林政;;泥石流灾害的防范及避险技巧[A];创新驱动发展 提高气象灾害防御能力——S16第二届城市气象论坛——灾害·环境·影响·应对[C];2013年
9 马燕;;昭通市山洪泥石流灾害分析[A];云南省水利学会2013年度学术交流会论文集[C];2013年
10 林文盘;彭斌;;山地泥石流灾害的遥感预报[A];论沿海地区减灾与发展——全国沿海地区减灾与发展研讨会论文集[C];1991年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 尹灵芝;用于泥石流灾害快速风险评估的实时可视化模拟分析方法[D];西南交通大学;2018年
2 赵洪涛;甘肃中南部滑坡、泥石流灾害机制及防灾可持续发展研究[D];兰州大学;2010年
3 张同刚;无控制DEM匹配与差异探测及其在泥石流灾害地区的应用[D];西南交通大学;2006年
4 单广宁;舟曲泥石流灾后重建的民族学研究[D];兰州大学;2015年
5 马强;吉林省泥石流灾害易发性分析与评价[D];吉林大学;2015年
6 铁永波;强震区城镇泥石流灾害风险评价方法与体系研究[D];成都理工大学;2009年
7 曹琛;北京市房山区西区沟小流域山洪泥石流灾害预测预警研究[D];吉林大学;2017年
8 尚志海;泥石流灾害综合风险货币化评估及可接受风险研究[D];中山大学;2012年
9 李朝安;山区铁路沿线泥石流监测与预警研究[D];西南交通大学;2012年
10 郭鹏;白龙江流域降雨型泥石流成因机理研究[D];兰州大学;2015年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 姜毅;基于贝叶斯网络模型的泥石流灾害经济损失风险评估[D];云南大学;2019年
2 白英辰;山西太岳山华北落叶松人工林水文特征研究[D];北京林业大学;2017年
3 李旭;怒江高山峡谷区居民对泥石流灾害的适应性研究[D];云南大学;2018年
4 刘文科;基于ARM Cortex-M7的可视化泥石流次声监测预警系统设计[D];中国地质大学(北京);2019年
5 付少杰;甘肃舟曲峰迭新城泥石流灾害风险区划[D];中国地质大学(北京);2019年
6 张经伟;舟曲县大川镇峪子沟泥石流灾害风险定量评价[D];中国地质大学(北京);2019年
7 陈骏炜;极端降雨诱发山区泥石流灾害风险动态评估研究[D];东北师范大学;2019年
8 潘家伟;水槽泥石流实验巨石运移姿态检测系统设计[D];成都理工大学;2018年
9 李孝哲;高速同步泥石流承重墙多点压力测试系统设计[D];成都理工大学;2018年
10 姚月;基于高分一号数据的泥石流灾害信息提取研究[D];昆明理工大学;2018年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 谢洋;广西全州泥石流灾害现场救援目击[N];中国青年报;2011年
2 肖时候;“要钱不要命”要的是别人的命[N];中国青年报;2011年
3 本报记者 沈春蕾;泥石流灾害预判与综合防控关键技术项目团队成果应用让泥石流灾害可预测[N];中国科学报;2020年
4 徐姚;希望有一天“泥石流”变“清流”[N];中国矿业报;2019年
5 记者 唐广生 通讯员 黄尚宁;广西成功预报一起泥石流灾害[N];广西日报;2019年
6 白骅;四川文旅系统紧急应对汶川泥石流灾害[N];中国旅游报;2019年
7 记者 蔡岩红;应急管理部指导汶川泥石流救援工作[N];法制日报;2019年
8 本报记者 盛利;“泥石流院士”崔鹏:建功山地灾害防治第一线[N];科技日报;2017年
9 本报记者 郭岸英 通讯员 薛丽荣;云南东川:鏖战泥石流灾害[N];中国国土资源报;2017年
10 特约记者 谭炜;“再晚10分钟,后果不敢想”[N];中国国土资源报;2017年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978