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极端降雨事件滑坡敏感性——以海河流域“23·7”特大暴雨为例
1
作者
张晏维
王家源
+3 位作者
史明昌
易扬
罗志东
张瑞侠
《自然灾害学报》
北大核心
2025年第4期88-100,共13页
全球气候变化和人类活动造成的极端降雨事件频发为滑坡触发预警和分析带来了新的挑战,单次暴雨事件诱发滑坡已具有普遍性和广泛性,目前机器学习算法为极端事件滑坡敏感性制图工作提供了更精准和高效的解决办法,但仍存在模型种类复杂、...
全球气候变化和人类活动造成的极端降雨事件频发为滑坡触发预警和分析带来了新的挑战,单次暴雨事件诱发滑坡已具有普遍性和广泛性,目前机器学习算法为极端事件滑坡敏感性制图工作提供了更精准和高效的解决办法,但仍存在模型种类复杂、适用性和可解释性差等问题。鉴于此,本研究以海河“23·7”流域性特大洪水伴随的滑坡事件作为背景,选取北京市为研究区,基于GF-6影像、GF-7高精度地形数据和实地勘测,构建滑坡样本集,并筛选出13个典型致灾因子,利用极限梯度提升(eXtreme gradient boosting,XGBoost)、梯度提升决策树(gradient boosting decision tree,GBDT)、类别提升(categorical boosting,CatBoost)、随机森林(random forest,RF)和决策树(decision trees,DT)5类模型和沙普利加性解释(shapley additive explanations,SHAP)特征解释器的集成,探究海河流域极端降雨事件灾后滑坡敏感性制图的模型性能,结果表明:①北京市滑坡中高风险区集中于西部、西南部,高风险区域与极端降雨区域以及沟道走向线高度重合。②XGBoost-SHAP的AUC值和KS值分别为0.98049和0.84160,表现出最优越的性能。③高程、坡度、归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)、极端事件降雨量和年平均降水是诱发华北土石山区滑坡的主要影响因素,极端降雨事件中致灾因子相比常规事件诱发滑坡阈值更低。研究成果通过评估滑坡敏感性制图模型,描述滑坡灾害各影响因子的交互作用与空间分布特征,以期为华北土石山区极端降雨条件下滑坡灾害预警提供参考,并为地质灾害综合治理提供理论指导和科研支撑。
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关键词
滑坡
敏感性制图
极端降雨事件
机器学习模型
模型评估
SHAP
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职称材料
单条林带防护作用区风速分布特征
被引量：
9
2
作者
范志平
曾德慧
+2 位作者
刘大勇
余新晓
牛健植
《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
北大核心
2006年第1期138-141,共4页
为了揭示防护林带对旷野风速运动变化所产生的作用，通过空间多点观测，来研究单条林带防护作用区风速分布特征。结果表明，林带背风面2．5～19H范围内形成的风速降低区，是林带主要保护区和作用范围。其中，4～13H区域内由旷野最大风速...
为了揭示防护林带对旷野风速运动变化所产生的作用，通过空间多点观测，来研究单条林带防护作用区风速分布特征。结果表明，林带背风面2．5～19H范围内形成的风速降低区，是林带主要保护区和作用范围。其中，4～13H区域内由旷野最大风速值6．4m／s降低至2．7～5．0m/s，风速降低幅度为29．7％～57．8％；13～19日区域内风速分布为5．0～6．0m／s，降低约6．3％～21．9％。在林带迎风面3．5H范围内形成的次降风区，风速降低了0．4～1．0m／s；林带附近乱流交换比较强烈，而且在林带两端处略偏向林带背风面有两个较大的动力速度增强区，风速超过7.0m／s，甚至达到7．5m／s。在林带的垂直方向不同区间的垂线上风述变化不同，林带的有效防护距离并不完全相同。据此提出林带“有效防护面积”的新概念，是表征单条林带防护作用火小的客观指标，能准确地表达农田防护林带的防护区域范围和防护程度。
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关键词
林带
风速分布特征
有效防护面积
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职称材料
题名
极端降雨事件滑坡敏感性——以海河流域“23·7”特大暴雨为例
1
作者
张晏维
王家源
史明昌
易扬
罗志东
张瑞侠
机构
北京林业大学土木保持学院
上海市园林科学规划研究院
水利部水土
保持
监测中心
北京
地拓科技发展有限公司
出处
《自然灾害学报》
北大核心
2025年第4期88-100,共13页
基金
上海市自然科学基金项目(23ZR1459700)
上海市青年软科学研究项目(23692120300)
上海市启明星计划扬帆专项项目(22YF1444000)。
文摘
全球气候变化和人类活动造成的极端降雨事件频发为滑坡触发预警和分析带来了新的挑战,单次暴雨事件诱发滑坡已具有普遍性和广泛性,目前机器学习算法为极端事件滑坡敏感性制图工作提供了更精准和高效的解决办法,但仍存在模型种类复杂、适用性和可解释性差等问题。鉴于此,本研究以海河“23·7”流域性特大洪水伴随的滑坡事件作为背景,选取北京市为研究区,基于GF-6影像、GF-7高精度地形数据和实地勘测,构建滑坡样本集,并筛选出13个典型致灾因子,利用极限梯度提升(eXtreme gradient boosting,XGBoost)、梯度提升决策树(gradient boosting decision tree,GBDT)、类别提升(categorical boosting,CatBoost)、随机森林(random forest,RF)和决策树(decision trees,DT)5类模型和沙普利加性解释(shapley additive explanations,SHAP)特征解释器的集成,探究海河流域极端降雨事件灾后滑坡敏感性制图的模型性能,结果表明:①北京市滑坡中高风险区集中于西部、西南部,高风险区域与极端降雨区域以及沟道走向线高度重合。②XGBoost-SHAP的AUC值和KS值分别为0.98049和0.84160,表现出最优越的性能。③高程、坡度、归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)、极端事件降雨量和年平均降水是诱发华北土石山区滑坡的主要影响因素,极端降雨事件中致灾因子相比常规事件诱发滑坡阈值更低。研究成果通过评估滑坡敏感性制图模型,描述滑坡灾害各影响因子的交互作用与空间分布特征,以期为华北土石山区极端降雨条件下滑坡灾害预警提供参考,并为地质灾害综合治理提供理论指导和科研支撑。
关键词
滑坡
敏感性制图
极端降雨事件
机器学习模型
模型评估
SHAP
Keywords
landslides
sensitivity mapping
extreme rainfall events
machine learning
model evaluation
SHAP
分类号
P642.22 [天文地球—工程地质学]
X43 [环境科学与工程—灾害防治]
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职称材料
题名
单条林带防护作用区风速分布特征
被引量：
9
2
作者
范志平
曾德慧
刘大勇
余新晓
牛健植
机构
中国科
学院
沈阳应用生态研究所大青沟沙地生态实验站
北京林业大学土木保持学院
出处
《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
北大核心
2006年第1期138-141,共4页
基金
国家自然科学基金资助项目(30571481)
水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室基金资助项目(2003-004)
中国科学院知识创新工程重要方向基金资助项目(项目KZCX3-SW-418)
文摘
为了揭示防护林带对旷野风速运动变化所产生的作用，通过空间多点观测，来研究单条林带防护作用区风速分布特征。结果表明，林带背风面2．5～19H范围内形成的风速降低区，是林带主要保护区和作用范围。其中，4～13H区域内由旷野最大风速值6．4m／s降低至2．7～5．0m/s，风速降低幅度为29．7％～57．8％；13～19日区域内风速分布为5．0～6．0m／s，降低约6．3％～21．9％。在林带迎风面3．5H范围内形成的次降风区，风速降低了0．4～1．0m／s；林带附近乱流交换比较强烈，而且在林带两端处略偏向林带背风面有两个较大的动力速度增强区，风速超过7.0m／s，甚至达到7．5m／s。在林带的垂直方向不同区间的垂线上风述变化不同，林带的有效防护距离并不完全相同。据此提出林带“有效防护面积”的新概念，是表征单条林带防护作用火小的客观指标，能准确地表达农田防护林带的防护区域范围和防护程度。
关键词
林带
风速分布特征
有效防护面积
Keywords
shelterbelt, windspeed distribution, effective protected area
分类号
X173 [环境科学与工程—环境科学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
极端降雨事件滑坡敏感性——以海河流域“23·7”特大暴雨为例
张晏维
王家源
史明昌
易扬
罗志东
张瑞侠
《自然灾害学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
单条林带防护作用区风速分布特征
范志平
曾德慧
刘大勇
余新晓
牛健植
《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
北大核心
2006
9
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职称材料
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