基于OOD泛化性验证和深度全连接神经网络的泥石流易发性评价方法 被引量：3

1

作者 郭鹏宁 邢会歌 +2 位作者 李从江 吴雨鑫 李海波 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期182-193,共12页

提升易发性评价精度有助于山区泥石流灾害早期的识别和监测预警。大部分机器学习模型在训练、测试集合上表现良好,但实际应用过程精度较差,不利于工程选址规划和防灾减灾,如何提高机器学习模型评价精度与泛化性具有重要意义。选取深度... 提升易发性评价精度有助于山区泥石流灾害早期的识别和监测预警。大部分机器学习模型在训练、测试集合上表现良好,但实际应用过程精度较差,不利于工程选址规划和防灾减灾,如何提高机器学习模型评价精度与泛化性具有重要意义。选取深度全连接神经网络,与梯度提升树、随机森林模型和贝叶斯网络等机器学习方法共同进行模型精确性评价和OOD(out-of-distribution)泛化性验证,从而找出在训练、预测和应用中均具有较高精度的方法。以四川省雅安市为例,采用小流域单元进行区域网格划分,将数据集合按7∶3比例随机分为训练集和测试集,使用经验法则(3-sigma)剔除异常数据,并基于多变量(Iterative Imputer)和K-近邻法对缺失值填充进行泥石流灾害易发性评价。在泥石流易发性因子的共线性、敏感性和预测能力的分析结果基础上,选定14个易发性因子构建模型评价指标体系,进行泥石流易发性评价与对比。通过对模型的精确性评价及OOD泛化性验证发现:深度全连接神经网络模型曲线下的面积(AUC)、准确率(Acc)、召回率(Recall)的值比梯度提升树等的计算结果分别超出了0.027、0.02、0.02,而平均绝对值误差(MAE)降低了0.003;OOD泛化性验证准确度超出了0.056。研究表明,深度全连接神经网络对于泥石流易发性评价的预测效果较好,能够提高泥石流评价的精度,增加评价的适应性,可为泥石流易发性评价提供新思路。 展开更多

关键词 泥石流灾害 易发性评价 深度学习算法 OOD泛化性验证 深度全连接神经网络

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中国泥石流监测预报研究现状与展望 被引量：94

2

作者 崔鹏 刘世建 谭万沛 《自然灾害学报》 CSCD 2000年第2期10-15,共6页

论述了中国泥石流监测预报研究已取得的成就，分析了目前泥石流监测预报中存在的问题，提出了泥石流灾害监测预报系统的结构模型。

关键词 泥石流 灾害 预测预报 服务系统 监测

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山区铁路沿线暴雨泥石流预报的研究 被引量：66

3

作者 谭炳炎 段爱英 《自然灾害学报》 CSCD 1995年第2期43-52,共10页

泥石流发生是灾害性降雨过程和流域内不稳定的松散物产状与制约水、沙输移的河沟条件所决定的。解决泥石流预报中的时、空因素,可以通过每小时接收卫星云图的信息分析决定。对某一流域内能否发生泥石流的预报,则由降雨条件函数和地面环... 泥石流发生是灾害性降雨过程和流域内不稳定的松散物产状与制约水、沙输移的河沟条件所决定的。解决泥石流预报中的时、空因素,可以通过每小时接收卫星云图的信息分析决定。对某一流域内能否发生泥石流的预报,则由降雨条件函数和地面环境动态函数组合的量级决定。本研究对铁路三个预报试验区、黄河水利委员会三个水土保持科学试验站的大量观测试验资料进行了统计分析,完善了“山区铁路暴雨泥石流中短期预报的研究”专题中提出的泥石流组合预报模式: Y=R·M 当 Y<25时:不发生泥石流的机率为83％; Y>35时:发生泥石流的机率为85％; Y=25～35时:介于发生与不发生之间。其中发生泥石流的机率占64％,不发生泥石流的机率占36％。 通过统计分析,建立了泥石流预报诸环节中各项影响因素的限界值划分标准和量化分级方法。基本上完成了组建铁路泥石流预报中心的基础研究工作。 展开更多

关键词 灾害预报 暴雨 泥石流 山区铁路

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基于神经网络的泥石流预测 被引量：21

4

作者 鲁小兵 李德基 《自然灾害学报》 CSCD 1996年第3期47-50,共4页

作者用神经网络方法对泥石流预测进行了探讨，讨论了训练参数的选择及训练方法，并结合泥石流预报的具体情况，对ＢＰ模型进行了适当的改进。研究表明，模型及算法是可行的。

关键词 神经网络 泥石流 灾害预测

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中国云南小江流域泥石流暴发与ENSO的关联性 被引量：8

5

作者 崔鹏 汶林科 向灵芝 《气候变化研究进展》 CSCD 2011年第5期342-348,共7页

选取典型泥石流发育区云南小江流域为研究对象,利用典型泥石流沟滇北小江流域蒋家沟的长期观测资料,分析了小江流域泥石流暴发与该流域邻近的沾益及会泽常规气象站夏季(6—8月)降水的关系,以及小江流域及其周边地区夏季降水与ENSO的关... 选取典型泥石流发育区云南小江流域为研究对象,利用典型泥石流沟滇北小江流域蒋家沟的长期观测资料,分析了小江流域泥石流暴发与该流域邻近的沾益及会泽常规气象站夏季(6—8月)降水的关系,以及小江流域及其周边地区夏季降水与ENSO的关系。结果表明,蒋家沟泥石流暴发的次数与夏季降水量有显著的正相关关系,而夏季降水和前期的Nino3区海表温度(SST)呈显著的负相关;每年泥石流发生的次数与首场泥石流发生的早晚关系密切,而激发首场泥石流的降水量与冬春Nino3区SST呈负相关;泥石流暴发次数与大雨日数关系密切,而大雨日数与Nino3区SST具有较好的对应关系。这说明冬春季Nino3区SST对小江流域泥石流的暴发次数有显著的影响,形成了ENSO与小江流域及蒋家沟泥石流发生的关联性。分析结果亦表明,Nino3区1月SST与当年蒋家沟泥石流次数具有显著的负相关关系,El Ni～no位相年泥石流少发而La Ni～na位相年泥石流多发。Nino3区SST变化最少要超前泥石流暴发4个月,因而ENSO可以为云南北部泥石流的预测预报提供一种指标信息,从而有可能利用ENSO冬季信息来预测小江流域及其周边地区(滇北)当年夏季泥石流活动。 展开更多

关键词 ENSO 降水 泥石流 灾害预测

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模糊优选神经网络模型在泥石流平均流速预测中应用研究 被引量：7

6

作者 柴春岭 陈守煜 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期887-891,共5页

泥石流平均流速是防治工程设计的重要参数,其设计预测精度直接影响工程投资.应用模糊优选神经网络模型,以模糊可变识别模型当优化准则参数等于2,距离参数等于1的特例为神经网络激励函数,研究隐含层在不同隐节点数情况下的泥石流平均流... 泥石流平均流速是防治工程设计的重要参数,其设计预测精度直接影响工程投资.应用模糊优选神经网络模型,以模糊可变识别模型当优化准则参数等于2,距离参数等于1的特例为神经网络激励函数,研究隐含层在不同隐节点数情况下的泥石流平均流速预测精度,并以精度最高的隐节点数构建神经网络的拓扑结构,对云南蒋家沟黏性泥石流平均流速进行预测.研究结果表明,预测精度较高,有参考应用价值. 展开更多

关键词 模糊优选 神经网络 预测 泥石流 平均流速

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泥石流灾害对策分析--以甘肃舟曲“8·7”特大山洪泥石流灾害为例 被引量：3

7

作者 杨麒麟 高甲荣 王颖 《中国水土保持科学》 CSCD 2010年第6期19-23,共5页

我国是一个山地灾害多发的国家,尤其是近年来频发的山地灾害,给国家和人民造成了巨大的损失。通过对2010年8月7日甘肃省甘南州舟曲特大山洪泥石流灾害状况、自然和人为因素的分析,详细阐述目前我国在应对突发性山地灾害预警及管理中存... 我国是一个山地灾害多发的国家,尤其是近年来频发的山地灾害,给国家和人民造成了巨大的损失。通过对2010年8月7日甘肃省甘南州舟曲特大山洪泥石流灾害状况、自然和人为因素的分析,详细阐述目前我国在应对突发性山地灾害预警及管理中存在的问题:排查精度低、灾害预警技术低、信息不畅、灾害应对体系不完善。针对各问题提出提高排查精度、开展以流域为单元的地质灾害详细调查和危险区区划、建立和管理灾害信息共享平台、完善灾害应对体系等建议,可为今后泥石流灾害预警预报提供科学依据。 展开更多

关键词 泥石流 山地灾害 预警 预报 舟曲

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我国泥石流防治进展 被引量：88

8

作者 崔鹏 《中国水土保持科学》 CSCD 2009年第5期7-13,31,共8页

从20世纪50年代开始,我国先后在西部开展了交通沿线和典型区域的泥石流综合科学考察,进行了东川蒋家沟、波密古乡沟、武都火烧沟等10余处泥石流定点观测,在铁道科学研究院西南研究所和中国科学院成都山地灾害与环境研究所建立了大型模... 从20世纪50年代开始,我国先后在西部开展了交通沿线和典型区域的泥石流综合科学考察,进行了东川蒋家沟、波密古乡沟、武都火烧沟等10余处泥石流定点观测,在铁道科学研究院西南研究所和中国科学院成都山地灾害与环境研究所建立了大型模拟实验室。针对山区公路、铁路、航道、矿山、城镇、农田、水电工程、风景区等建设与保护中的防灾减灾需求,研发了一系列泥石流监测和预警仪器,建立了单沟和区域泥石流预测预报模型,实现了泥石流预报的气象业务作业;建立了泥石流危险度评价和风险评价模型,提出了泥石流风险分析和风险管理方法;发展了岩土工程措施与生态工程措施相结合的泥石流综合治理技术;开发出城镇、道路、农田、矿山、风景区等泥石流防治模式,构建了系统的泥石流防治理论与技术,实施了大量的泥石流治理工程,取得了较好的减灾实效。我国山区社会经济的发展带来了人口密度与经济密度的增加,使得泥石流防治任务愈加艰巨,对泥石流减灾提出了更高的要求。为了做好泥石流防治工作,应该加强泥石流基础理论研究;发展基于泥石流形成理论的机制预报模式,提高泥石流预报精度;改进泥石流防治工程设计参数确定方法,完善灾害防治技术规程;加强灾害风险管理理论与方法研究,注重地震区泥石流风险预测;同时,认识泥石流的资源化属性,开发资源利用技术。 展开更多

关键词 泥石流 灾害 预测预报 防治技术 治理模式 中国

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基于GIS技术的震后泥石流灾害损失耦合预测方法 被引量：1

9

作者 耿佳弟 陈五一 赵艳华 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第4期983-988,共6页

当前预测震后泥石流灾害损的方法所用时间较长,且预测结果误差较大,存在预测效率低和预测准确率低的问题。本文基于GIS技术的震后泥石流灾害损失耦合预测方法,采用GIS技术获取震后泥石流灾害的相关信息,根据获取的信息建立流域水量计算... 当前预测震后泥石流灾害损的方法所用时间较长,且预测结果误差较大,存在预测效率低和预测准确率低的问题。本文基于GIS技术的震后泥石流灾害损失耦合预测方法,采用GIS技术获取震后泥石流灾害的相关信息,根据获取的信息建立流域水量计算模型、固体物质量计算模型、泥石流起动模型,对泥石流的起动过程进行分析,在财产损失预测模型和人员损失预测模型的基础上构建震后泥石流灾害损失耦合预测模型,实现震后泥石流灾害损失的预测。结果表明:本文所提方法预测效率高、预测准确率高。 展开更多

关键词 GIS技术 泥石流灾害 损失预测 预测模型

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三峡库区泥石流灾害预警研究(英文) 被引量：4

10

作者 周金星 《中国水土保持科学》 CSCD 2010年第6期6-13,共8页

采用三峡库区有历史记录的40次泥石流灾害的日降雨量以及前15 d的降雨量,当日1 h及10 min最大降雨强度等降雨参数作为训练数据,在对研究区进行荒溪分类以及灾害危险区域制图的基础上,结合雨季的降雨特征监测以及实时天气预报模型,构建... 采用三峡库区有历史记录的40次泥石流灾害的日降雨量以及前15 d的降雨量,当日1 h及10 min最大降雨强度等降雨参数作为训练数据,在对研究区进行荒溪分类以及灾害危险区域制图的基础上,结合雨季的降雨特征监测以及实时天气预报模型,构建了基于神经网络的三峡库区泥石流灾害实时预报模型。详细阐述了应用神经网络方法建立三峡库区泥石流灾害实时预报模型的关键技术,包括确定输入层、输出层以及隐含层的神经节点,建立学习知识库以及各节点初始权重等相关指标。该模型可以预测泥石流发生的临界降雨量、警戒降雨量以及避灾降雨量等指标,因此,依据当地降雨的实时监测数据或天气预报,就可以预测泥石流的发生几率,从而减少泥石流发生的直接危害。模型采样GIS技术以及国际先进的软、硬件技术,系统性能稳定,运行结果准确性较高,且具有广泛的应用性。该模型为可视化信息系统,可以通过该系统监测荒溪类型变化,进行危险区域制图,实现荒溪科学管理,为三峡库区泥石流灾害预警及防治的管理和决策提供科学参考。 展开更多

关键词 实时预报模型 神经网络技术 危险区制图 泥石流灾害预警系统

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基于雨强计算的泥石流发生预测预报

11

作者 杨仲元 汤一平 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2007年第4期410-412,共3页

由于泥石流危害的严重性,加上泥石流灾害的成因及影响因子又比较复杂,目前尚难以完全治理,无法抑制泥石流灾害的发生。勘测评估沟谷形态、地质条件等泥石流特征指标,可分析泥石流发生的成因与机理,在预测预报上,还应充分重视与分析泥石... 由于泥石流危害的严重性,加上泥石流灾害的成因及影响因子又比较复杂,目前尚难以完全治理,无法抑制泥石流灾害的发生。勘测评估沟谷形态、地质条件等泥石流特征指标,可分析泥石流发生的成因与机理,在预测预报上,还应充分重视与分析泥石流发生时作为最重要外因条件的雨强。提出了用雨强指标分析泥石流的发生概率,在泥石流发生预测预报技术上根据计算概率划分泥石流紧急程度。 展开更多

关键词 泥石流 灾害 预测预警 雨强 概率 紧急程度

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地质灾害预警预报信息发布系统--基于ANN和GIS的新一代发布系统 被引量：10

12

作者 冯杭建 李伟 +1 位作者 麻土华 李长江 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2009年第1期187-193,共7页

针对现有地质灾害预测预报信息发布系统所存在的不足,提出了基于WebGIS的新一代突发性地质灾害预警信息网络发布框架(NEW),它由灾害预测系统、WebGIS系统和监测及地质灾害信息获取系统3部分组成。研制了浙江省滑坡地质灾害预报预警信息... 针对现有地质灾害预测预报信息发布系统所存在的不足,提出了基于WebGIS的新一代突发性地质灾害预警信息网络发布框架(NEW),它由灾害预测系统、WebGIS系统和监测及地质灾害信息获取系统3部分组成。研制了浙江省滑坡地质灾害预报预警信息网络发布系统(LAPS_IMS)。实际测试和应用表明:LAPS_IMS通过发布现势的、准确的和直观的灾情信息,实现了多部门信息资源的共享,提高了公众参与度,为政府决策提供了强有力的技术支撑;同时,证明了NEW框架的正确性、有效性和合理性。 展开更多

关键词 人工神经网络 NEW框架 滑坡 泥石流 WEBGIS 预警预报 网络发布

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跨学科的地质灾害预警工程 被引量：11

13

作者 姚学祥 徐晶 《中国工程科学》 2004年第6期9-14,共6页

滑坡、泥石流等地质灾害受多种因素的影响 ,地质灾害预报警报工程体系的建立需要多部门、多学科的合作。 2 0 0 3年 6月 1日中国气象局和国土资源部联合启动了全国地质灾害气象预警业务 ,取得了很好的社会和经济效益。分析了我国滑坡泥... 滑坡、泥石流等地质灾害受多种因素的影响 ,地质灾害预报警报工程体系的建立需要多部门、多学科的合作。 2 0 0 3年 6月 1日中国气象局和国土资源部联合启动了全国地质灾害气象预警业务 ,取得了很好的社会和经济效益。分析了我国滑坡泥石流等地质灾害的时空分布特点及其与降雨等多因素、多学科的关系。介绍了国家级地质灾害预报警报业务系统的有关技术 ,并分析了存在的问题 ,结合国内外的技术发展现状和趋势 ,提出了从地球系统 5大圈层相互作用的角度研究地质灾害 ,建立多学科多部门合作的地质灾害监测、预报、警报和防治体系等建议。 展开更多

关键词 地质灾害 泥石流 滑坡 预警工程

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DRNN在多传感器泥石流监测系统中的应用

14

作者 徐根祺 曹宁 +3 位作者 谢国坤 马婧 南江萍 张佳绮 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2022年第11期152-155,160,共5页

针对当前泥石流监测预警系统中预测准确性不高的问题,根据分布式计算和各传感器网络节点之间局部通信的方式,利用分布式递归神经网络(DRNN)预测故障传感器节点的数据,使用DRNN的预测值,对泥石流发生概率进行预测。实验结果表明:当传感... 针对当前泥石流监测预警系统中预测准确性不高的问题,根据分布式计算和各传感器网络节点之间局部通信的方式,利用分布式递归神经网络(DRNN)预测故障传感器节点的数据,使用DRNN的预测值,对泥石流发生概率进行预测。实验结果表明:当传感器网络的链路质量较低或较多传感器发生故障的情况下,使用DRNN依然能够较准确地预测出泥石流发生的概率,该方法可靠性较高。 展开更多

关键词 分布式递归神经网络 无线传感器网络 泥石流灾害 监测预警

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