震后次生地质灾害易发性快速评估方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种震后次生地质灾害易发性快速评估方法和系统，包括：确定震后地质灾害易发性的评价指标，将各评价指标进行数值化，并对连续性变量进行离散化，获取样本区域的样本点，计算评价指标对应的离散分区内地质灾害发生比例，确定每个评价指标对应的拟合函数，将每个样本点中各评价指标的值分别输入对应的拟合函数，得到敏感性计算结果，确定震后次生地质灾害易发性快速评估的评估模型，对于任意一个待评估点，将待评估点的各评价指标对应的敏感性计算结果代入评估模型，得到的值越接近0，表示评估点越不容易发生震后地质灾害，得到的值越接近1，表示评估点越容易发生震后地质灾害。通过本发明专利技术，提高震后次生地质灾害易发性评估准确性。

Rapid assessment method and system for secondary geological hazard prone after earthquake

The invention discloses a method and system for rapid assessment of the vulnerability of secondary geological disasters after the earthquake, which includes the evaluation index of the vulnerability of the geological disasters after the earthquake, the numerical value of each evaluation index, the discretization of the continuous variables, the acquisition of sample points in the sample area, and the calculation of the discrete zoning corresponding to the evaluation indexes. According to the proportion of geological disasters, the fitting function corresponding to each evaluation index is determined, and the value of each evaluation index in each sample point is input to the corresponding fitting function respectively. The results of sensitivity calculation are obtained, and the evaluation model for the rapid evaluation of the vulnerability of secondary geological disasters after the earthquake is determined. The sensitivity calculation results of each evaluation index are replaced by the evaluation model, the more the value gets closer to 0, the more it is that the evaluation point is less likely to occur after the earthquake, the more the value gets closer to 1, which indicates that the more easy to take place after the earthquake. Through the invention, the accuracy of secondary geological hazard susceptibility assessment after earthquake is improved.

【技术实现步骤摘要】
震后次生地质灾害易发性快速评估方法和系统
本专利技术涉及地质信息处理
，更具体地，涉及一种震后次生地质灾害易发性快速评估方法和系统。
技术介绍
现有的震后次生地质灾害易发性评估方法可分为定性方法、半定量方法与定量方法三类。定性方法主要是基于专家的经验积累或野外现场判断，给出单体或区域内地质灾害易发性评估结果，该类方法完全依靠专家经验，主观性太强，受到专家学术水平以及对评价区域认识的限制，评估结果客观性比较差，准确性相应也不高；半定量方法基于专家认识确定地质灾害影响因子的分段赋值及各因子的权重，目前应用最广泛的有层次分析法，该类方法仍然存在随机性强、定量化不足的缺点，评估结果准确性比较低；定量方法从形式上要严格一些，以数值计算的方式获取结果，主要利用已有的地质灾害分布情况，基于数理统计或人工神经网络、支持向量机等智能化模型建立已发生地质灾害与地质灾害影像因子之间的关系函数，该类方法完全基于数学计算，对区域地质灾害成灾机理缺乏充分的分析利用，评估结果准确性也比较低。因此，提供一种准确性高的震后次生地质灾害易发性快速评估方法和系统，是本领域亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种震后次生地质灾害易发性快速评估方法和系统，解决了现有技术中对震后次生地质灾害易发性评估准确性较低的技术问题。本专利技术提供一种震后次生地质灾害易发性快速评估方法，该方法包括：确定震后地质灾害易发性的n个评价指标，其中，n个所述评价指标包括描述地震特征、地形地貌、地质条件、水文条件、人类活动信息和地表植被的指标；将各所述评价指标进行数值化，得到离散型变量或连续性变量，其中，所述离散型变量包括若干离散分区；将所述连续性变量进行离散化，得到所述连续性变量对应的若干离散分区；获取震后不完备高分遥感影像数据覆盖区作为样本区域；根据所述影像数据获取所述样本区域内的多个已发生地质灾害的样本点；在所述样本区域内的非地质灾害发生区域随机选择多个未发生地质灾害的样本点，其中，每个所述样本点的值包括(Z，W)，其中，Z＝0时，表示未发生地质灾害，Z＝1时，表示已发生地质灾害，W＝(w1，w2，w3…wn)，其中，w1，w2，w3…wn分别为一个所述评价指标的值；采用以下公式计算所述评价指标对应的所述离散分区内地质灾害发生比例为：Pi＝Ai/Asum，其中，Pi为所述评价指标的第i个离散分区内地质灾害发生比例，Ai为所述第i个离散分区内已发生地质灾害的样本点的数量，Asum为所述样本区域内已发生地质灾害的样本点的数量；对于每个所述评价指标，以每个所述样本点中所述评价指标的值为输入，以每个所述样本点中所述评价指标的值所处的离散分区内地质灾害发生比例为输出，进行函数拟合，得到每个所述评价指标对应的拟合函数；将每个所述样本点中各所述评价指标的值w1，w2，w3…wn，分别输入对应的拟合函数，得到所述样本点的各所述评价指标对应的敏感性计算结果，其中，w1，w2，w3…wn分别依次对应的敏感性计算结果为x1，x2，x3…xn；确定震后次生地质灾害易发性快速评估的数学模型：其中，p为一个待评估点发生震后次生地质灾害的评估结果，x1，x2，x3…xn为所述待评估点的各所述评价指标对应的敏感性计算结果；将所有所述样本点的x1，x2，x3…xn分别代入所述数学模型，采用逻辑回归分析方法确定逻辑回归系数a，b1，b2，b3…bn的值；将所述逻辑回归系数a，b1，b2，b3…bn的值代入所述数学模型，得到评估模型；对于任意一个所述待评估点，将所述待评估点的各所述评价指标对应的敏感性计算结果代入所述评估模型，得到的p的值越接近0，表示所述评估点越不容易发生震后地质灾害，得到的p的值越接近1，表示所述评估点越容易发生震后地质灾害。进一步地，描述所述地震特征的指标包括宏观震中和地震烈度，描述所述地形地貌的指标包括高程、坡度和坡向，描述所述地质条件的指标包括岩土体类型和断裂构造，描述所述水文条件的指标包括水系和降雨，描述所述人类活动信息的指标包括道路信息，描述所述地表植被的指标为地表植被覆盖度。进一步地，将各所述评价指标进行数值化包括：将所述宏观震中数值化为距离震中的欧氏距离；将所述地震烈度数值化为烈度等级；将所述高程数值化为高程值；将所述坡度数值化为坡度值；将所述坡向数值化为坡向值；将所述岩土体类型数值化为符号，其中，不同的所述岩土体类型数值化为不同的符号；将所述断裂构造的数值化包括将主震断裂数值化为距离主震断裂欧氏距离和将所述主震断裂之外的断裂数值化为距离所有断裂的最短距离；将所述水系数值化为距离水系的最短距离；将所述降雨数值化为降雨量；将所述道路信息数值化为距离道路的距离；以及将地表植被覆盖度数值化为地表植被覆盖度值。进一步地，对所述宏观震中进行函数拟合时采用的数学函数包括逆函数和线性函数，将采用逆函数和线性函数进行函数拟合后得到的拟合精度较高的拟合结果作为所述宏观震中对应的拟合函数；对所述地震烈度进行函数拟合时采用的数学函数包括指数函数、线性函数和分段函数，其中，对于所述烈度等级大于或等于10的所述离散分区，将采用指数函数和线性函数进行函数拟合后得到的拟合精度较高的拟合结果作为所述地震烈度对应的拟合函数，否则使用分段函数，直接以各所述离散区内地质灾害发生比例作为结果；对所述高程进行函数拟合时采用的数学函数包括线性函数、二次函数和三次函数，当采用线性函数进行函数拟合后得到的拟合精度大于或等于0.6时，将采用线性函数进行函数拟合后得到的拟合结果作为所述高程对应的拟合函数，当采用线性函数进行函数拟合后得到的拟合精度小于0.6时，将采用二次函数进行函数拟合后得到的拟合精度大于或等于0.6的拟合结果作为所述高程对应的拟合函数，当二次函数进行函数拟合后得到的拟合精度小于0.6时，将采用三次函数进行函数拟合后得到的拟合结果作为所述高程对应的拟合函数；对所述坡度进行函数拟合时采用的数学函数包括二次函数和三次函数，当采用二次函数进行函数拟合后得到的拟合精度大于或等于0.6时，将采用二次函数进行函数拟合后得到的拟合结果作为所述坡度对应的拟合函数，当采用二次函数进行函数拟合后得到的拟合精度小于0.6时，将采用三次函数进行函数拟合后得到的拟合结果作为所述坡度对应的拟合函数；对所述坡向进行函数拟合时采用的数学函数包括三次函数；对所述岩土体类型进行函数拟合时采用的数学函数包括分段函数；对所述断裂构造的数值化包括对主震断裂进行函数拟合时采用的数学函数包括线性函数和逆函数，将采用逆函数和线性函数进行函数拟合后得到的拟合精度较高的拟合结果作为所述断裂构造对应的拟合函数；对所述水系进行函数拟合时采用的数学函数包括线性函数和逆函数，将采用逆函数和线性函数进行函数拟合后得到的拟合精度较高的拟合结果作为所述水系对应的拟合函数；对所述降雨进行函数拟合时采用的数学函数包括线性函数和逆函数，将采用逆函数和线性函数进行函数拟合后得到的拟合精度较高的拟合结果作为所述降雨对应的拟合函数；对所述道路信息进行函数拟合时采用的数学函数包括线性函数和逆函数，将采用逆函数和线性函数进行函数拟合后得到的拟合精度较高的拟合结果作为所述道路信息对应的拟合函数；以及对地表植被覆盖度进行函数拟合时采用的数学函数包括线性函数和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种震后次生地质灾害易发性快速评估方法，其特征在于，确定震后地质灾害易发性的n个评价指标，其中，n个所述评价指标包括描述地震特征、地形地貌、地质条件、水文条件、人类活动信息和地表植被的指标；将各所述评价指标进行数值化，得到离散型变量或连续性变量，其中，所述离散型变量包括若干离散分区；将所述连续性变量进行离散化，得到所述连续性变量对应的若干离散分区；获取震后不完备高分遥感影像数据覆盖区作为样本区域；根据所述影像数据获取所述样本区域内的多个已发生地质灾害的样本点；在所述样本区域内的非地质灾害发生区域随机选择多个未发生地质灾害的样本点，其中，每个所述样本点的值包括(Z，W)，其中，Z＝0时，表示未发生地质灾害，Z＝1时，表示已发生地质灾害，W＝(w1，w2，w3…wn)，其中，w1，w2，w3…wn分别为一个所述评价指标的值；采用以下公式计算所述评价指标对应的所述离散分区内地质灾害发生比例为：Pi＝Ai/Asum，其中，Pi为所述评价指标的第i个离散分区内地质灾害发生比例，Ai为所述第i个离散分区内已发生地质灾害的样本点的数量，Asum为所述样本区域内已发生地质灾害的样本点的数量；对于每个所述评价指标，以每个所述样本点中所述评价指标的值为输入，以每个所述样本点中所述评价指标的值所处的离散分区内地质灾害发生比例为输出，进行函数拟合，得到每个所述评价指标对应的拟合函数；将每个所述样本点中各所述评价指标的值w1，w2，w3…wn，分别输入对应的拟合函数，得到所述样本点的各所述评价指标对应的敏感性计算结果，其中，w1，w2，w3…wn分别依次对应的敏感性计算结果为x1，x2，x3…xn；确定震后次生地质灾害易发性快速评估的数学模型：...

【技术特征摘要】
1.一种震后次生地质灾害易发性快速评估方法，其特征在于，确定震后地质灾害易发性的n个评价指标，其中，n个所述评价指标包括描述地震特征、地形地貌、地质条件、水文条件、人类活动信息和地表植被的指标；将各所述评价指标进行数值化，得到离散型变量或连续性变量，其中，所述离散型变量包括若干离散分区；将所述连续性变量进行离散化，得到所述连续性变量对应的若干离散分区；获取震后不完备高分遥感影像数据覆盖区作为样本区域；根据所述影像数据获取所述样本区域内的多个已发生地质灾害的样本点；在所述样本区域内的非地质灾害发生区域随机选择多个未发生地质灾害的样本点，其中，每个所述样本点的值包括(Z，W)，其中，Z＝0时，表示未发生地质灾害，Z＝1时，表示已发生地质灾害，W＝(w1，w2，w3…wn)，其中，w1，w2，w3…wn分别为一个所述评价指标的值；采用以下公式计算所述评价指标对应的所述离散分区内地质灾害发生比例为：Pi＝Ai/Asum，其中，Pi为所述评价指标的第i个离散分区内地质灾害发生比例，Ai为所述第i个离散分区内已发生地质灾害的样本点的数量，Asum为所述样本区域内已发生地质灾害的样本点的数量；对于每个所述评价指标，以每个所述样本点中所述评价指标的值为输入，以每个所述样本点中所述评价指标的值所处的离散分区内地质灾害发生比例为输出，进行函数拟合，得到每个所述评价指标对应的拟合函数；将每个所述样本点中各所述评价指标的值w1，w2，w3…wn，分别输入对应的拟合函数，得到所述样本点的各所述评价指标对应的敏感性计算结果，其中，w1，w2，w3…wn分别依次对应的敏感性计算结果为x1，x2，x3…xn；确定震后次生地质灾害易发性快速评估的数学模型：其中，p为一个待评估点发生震后次生地质灾害的评估结果，x1，x2，x3…xn为所述待评估点的各所述评价指标对应的敏感性计算结果；将所有所述样本点的x1，x2，x3…xn分别代入所述数学模型，采用逻辑回归分析方法确定逻辑回归系数a，b1，b2，b3…bn的值；将所述逻辑回归系数a，b1，b2，b3…bn的值代入所述数学模型，得到评估模型；对于任意一个所述待评估点，将所述待评估点的各所述评价指标对应的敏感性计算结果代入所述评估模型，得到的p的值越接近0，表示所述评估点越不容易发生震后地质灾害，得到的p的值越接近1，表示所述评估点越容易发生震后地质灾害。2.根据权利要求1所述的震后次生地质灾害易发性快速评估方法，其特征在于，描述所述地震特征的指标包括宏观震中和地震烈度，描述所述地形地貌的指标包括高程、坡度和坡向，描述所述地质条件的指标包括岩土体类型和断裂构造，描述所述水文条件的指标包括水系和降雨，描述所述人类活动信息的指标包括道路信息，描述所述地表植被的指标为地表植被覆盖度。3.根据权利要求2所述的震后次生地质灾害易发性快速评估方法，其特征在于，将各所述评价指标进行数值化包括：将所述宏观震中数值化为距离震中的欧氏距离；将所述地震烈度数值化为烈度等级；将所述高程数值化为高程值；将所述坡度数值化为坡度值；将所述坡向数值化为坡向值；将所述岩土体类型数值化为符号，其中，不同的所述岩土体类型数值化为不同的符号；将所述断裂构造的数值化包括将主震断裂数值化为距离主震断裂欧氏距离和将所述主震断裂之外的断裂数值化为距离所有断裂的最短距离；将所述水系数值化为距离水系的最短距离；将所述降雨数值化为降雨量；将所述道路信息数值化为距离道路的距离；以及将地表植被覆盖度数值化为地表植被覆盖度值。4.根据权利要求3所述的震后次生地质灾害易发性快速评估方法，其特征在于，对所述宏观震中进行函数拟合时采用的数学函数包括逆函数和线性函数，将采用逆函数和线性函数进行函数拟合后得到的拟合精度较高的拟合结果作为所述宏观震中对应的拟合函数；对所述地震烈度进行函数拟合时采用的数学函数包括指数函数、线性函数和分段函数，其中，对于所述烈度等级大于或等于10的所述离散分区，将采用指数函数和线性函数进行函数拟合后得到的拟合精度较高的拟合结果作为所述地震烈度对应的拟合函数，否则使用分段函数，直接以各所述离散区内地质灾害发生比例作为结果；对所述高程进行函数拟合时采用的数学函数包括线性函数、二次函数和三次函数，当采用线性函数进行函数拟合后得到的拟合精度大于或等于0.6时，将采用线性函数进行函数拟合后得到的拟合结果作为所述高程对应的拟合函数，当采用线性函数进行函数拟合后得到的拟合精度小于0.6时，将采用二次函数进行函数拟合后得到的拟合精度大于或等于0.6的拟合结果作为所述高程对应的拟合函数，当二次函数进行函数拟合后得到的拟合精度小于0.6时，将采用三次函数进行函数拟合后得到的拟合结果作为所述高程对应的拟合函数；对所述坡度进行函数拟合时采用的数学函数包括二次函数和三次函数，当采用二次函数进行函数拟合后得到的拟合精度大于或等于0.6时，将采用二次函数进行函数拟合后得到的拟合结果作为所述坡度对应的拟合函数，当采用二次函数进行函数拟合后得到的拟合精度小于0.6时，将采用三次函数进行函数拟合后得到的拟合结果作为所述坡度对应的拟合函数；对所述坡向进行函数拟合时采用的数学函数包括三次函数；对所述岩土体类型进行函数拟合时采用的数学函数包括分段函数；对所述断裂构造的数值化包括对主震断裂进行函数拟合时采用的数学函数包括线性函数和逆函数，将采用逆函数和线性函数进行函数拟合后得到的拟合精度较高的拟合结果作为所述断裂构造对应的拟...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈玉，王钦军，魏永明，
申请(专利权)人：中国科学院遥感与数字地球研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11