一种控制滑坡体体积量的海底滑坡海啸的建模方法技术

本发明专利技术涉及滑坡海啸技术领域，具体涉及一种控制滑坡体体积量的海底滑坡海啸的建模方法；本发明专利技术采用迭代法计算滑坡体体积量系数和获得下层地形文件，只需要迭代一次就可以得到滑坡体体积量准确率高达99.9%的地形文件，对滑坡的下层地形文件进行了抛物面的光滑处理，采用的抛物线公式可以使用编程软件进行建模并对地形数据进行自动处理，提高了自动化的程度，大大降低了制作滑坡海啸地形文件的时间，对滑坡的下层地形文件进行了标准化的光滑处理，可以准确还原现实中的滑坡海啸威力，为滑坡海啸的研究提供准确且高效的工具。坡海啸的研究提供准确且高效的工具。坡海啸的研究提供准确且高效的工具。

【技术实现步骤摘要】
一种控制滑坡体体积量的海底滑坡海啸的建模方法


[0001]本专利技术涉及滑坡海啸
，具体涉及一种控制滑坡体体积量的海底滑坡海啸的建模方法。

技术介绍

[0002]海啸是一种突发性且破坏力极强的海洋灾害，一直受到广泛关注。但目前国内外对海啸的研究工作大部分关注于地震引起的海啸灾害，对海底滑坡引发的海啸关注甚少，一方面是因为由海底滑坡引发的海啸占比很小，另一原因是当前对海底地质的建模研究还不够深入，海底地质空间复杂，故目前对海底滑坡海啸的研究主要基于实验室的观测和对简单地形的模拟。完善地质建模方法，尤其是提高建模的速度、精度和自动化的程度，是海底地质研究中的主要发展方向。
[0003]滑坡海啸的过程非常复杂，涉及到复杂的力学机理，既包含滑体的结构性和流动性，也包含滑体与水的相互作用，还涉及到海啸波在近岸的非线性演化过程。海底滑坡模拟复杂度高，因此目前对滑坡海啸的研究多停留在实验室对海底简单地形的物理模拟，而随着对滑坡海啸的预警需求愈发迫切，构建一种可靠且快速的海底滑坡建模方法用于滑坡海啸灾害危险性分析显得尤为重要。
[0004]当前的滑坡海啸数值模式首先要探明海底易发生海底滑坡的地方，如我国南海的白云凹陷区域，具有较大的坡度并发育有大面积的滑坡体，是极易发生海底滑坡的高风险区域。易发生海底滑坡的区域除了在未来很可能发生滑坡，也可能在过去已经发生过滑坡，但是想要进行海底滑坡的数值模拟，都要制作一份发生滑坡前的上层地形文件和一份滑坡后的下层地形文件。
[0005]以数值模拟过去某个时间发生的滑坡为例，当前的地形文件则为发生滑坡后的地形，即下层地形文件，现有技术是根据经验和对现有地形的研究反向还原滑坡前的海底地形地貌，并通过地质软件手动更改等高线位置以获得滑坡前的地形文件，即上层地形文件，而对未来可能发生海底滑坡海啸的地形建模的步骤是相反的。现有的建模技术主要依赖于专家对滑坡地区的经验和对海底地形的观测，无法准确的控制滑坡区域的形状和滑坡体体积量，常常出现多次模拟同一个区域的同一程度滑坡海啸但出现了不同结果的问题。滑坡发生时滑体与海水相互作用，故滑坡体体积量是决定滑坡海啸危险程度的关键。传统方法里大量的手动调整等高线的操作使得制作一个滑坡海啸的地形文件要花费大量的时间，无法对滑坡海啸进行批量操作。
[0006]综上所述，研发一种控制滑坡体体积量的海底滑坡海啸的建模方法，是滑坡海啸
中急需解决的关键问题。

技术实现思路

[0007]针对现有技术所存在的上述缺点，本专利技术在于提供一种控制滑坡体体积量的海底滑坡海啸的建模方法，本专利技术所提供的方法，引入滑坡体体积量系数并使用迭代法精确控
制滑坡的上下层地形文件之间的滑坡体体积量，使用抛物线公式对滑坡下层地形文件进行了抛物面的光滑处理，提高了自动化的程度，大大降低了制作滑坡海啸地形文件的时间。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：本专利技术提供了一种控制滑坡体体积量的海底滑坡海啸的建模方法，包括以下步骤：（1）确定海底会发生滑坡的位置和滑坡体体积量。
[0009]（2）获取高精度地形文件，并使该地形文件作为滑坡后的上层地形文件，实际操作在，优选在GEBCO网站中获得包含滑坡位置的研究区域的高精度地形文件。
[0010]（3）使用地质绘图软件打开上层地形文件，优选在俯视图上划定滑坡发生区域的轮廓线，并得到轮廓线的外接圆的半径。
[0011]（4）对轮廓线及轮廓线内的地形数据进行读取，并分别存储为outline.dat和terrain.dat文件，所述outline.dat和terrain.dat文件中记录有每个像素点的经度、纬度和高度。
[0012]（5）使用程序寻找terrain.dat里面每个点距离轮廓线的最近距离，并假设第一次滑坡体体积量系数为，更改轮廓线内的地形数据每个点的高度数据为，更改后得到第一次的下层地形文件，优选的，高度数据的计算公式为：。
[0013]（6）使用上层地形文件和第一次的下层地形文件在轮廓线的区域范围内求体积积分，得到第一次计算的滑坡体体积量。
[0014]（7）计算第二次滑坡体体积量系数，优选的，计算公式为：。
[0015]（8）重新计算轮廓线内的地形数据每个点的高度数据为，再将轮廓线内更改后的地形数据与轮廓线外的原地形文件数据进行缝合，得到下层地形文件。
[0016]（9）收集发生滑坡区域的滑坡体和海水的基本参数，并将其和上下层地形文件载入到Navier
‑
Stokes海啸三维数值模型中进行计算，得到研究范围内的海啸最大波高数据；（10）使用绘图程序对研究范围内的海啸波高数据进行可视化。
[0017]有益效果采用本专利技术提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：（1）本专利技术采用迭代法计算滑坡体体积量系数和获得下层地形文件，只需要迭代一次就可以得到滑坡体体积量准确率高达99.9%的地形文件。
[0018]（2）本专利技术对滑坡的下层地形文件进行了抛物面的光滑处理，采用的抛物线公式可以使用编程软件进行建模并对地形数据进行自动处理，提高了自动化的程度，大大降低
了制作滑坡海啸地形文件的时间。
[0019]（3）本专利技术对滑坡的下层地形文件进行了标准化的光滑处理，可以准确还原现实中的滑坡海啸威力，为滑坡海啸的研究提供准确且高效的工具。
附图说明
[0020]图1为本专利技术一种控制滑坡体体积量的海底滑坡海啸的建模方法的流程图。
具体实施方式
[0021]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]下面结合实施例对本专利技术作进一步的描述。
[0023]如图1所示，本专利技术提供了一种控制滑坡体体积量的海底滑坡海啸的建模方法，包括以下步骤：（1）确定海底会发生滑坡的位置和滑坡体体积量。
[0024]在本步骤中，需要说明的是，一般海底滑坡易发生在富含天然气水合物的区域，如中国南海的北部陆坡存在数个易发生海底滑坡的区域。根据对富含天然气水合物区域位置计算得到的滑坡安全系数分布云图，对安全系数小于1.1的区域进行统计，得到滑坡发生的位置和滑坡体体积量。
[0025]（2）获取高精度地形文件，并使该地形文件作为滑坡后的上层地形文件。其中，优选在GEBCO网站中获得包含滑坡位置的研究区域的高精度地形文件。
[0026]在本步骤中，需要说明的是，GEBCO（General Bathymetric Chart of the Oceans）网站是由国际海道测量组织和政府间海洋学委员会协调有关国家联合编制的覆盖全球18幅1:1000万（两极为1:600万）的地势图。
[0027]（3）使用地质绘图软件打开本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种控制滑坡体体积量的海底滑坡海啸的建模方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）确定海底会发生滑坡的位置和滑坡体体积量；（2）获取高精度地形文件，将所述高精度地形文件作为滑坡后的上层地形文件；（3）使用地质绘图软件打开上层地形文件，划定滑坡发生区域的轮廓线，并得到轮廓线的外接圆的半径；（4）对轮廓线及轮廓线内的地形数据进行读取，并分别存储为outline.dat和terrain.dat文件；（5）使用程序寻找terrain.dat里面每个点距离轮廓线的最近距离，并假设第一次滑坡体体积量系数为，更改轮廓线内的地形数据每个点的高度数据为，更改后得到第一次的下层地形文件；（6）使用上层地形文件和第一次的下层地形文件在轮廓线的区域范围内求体积积分，得到第一次计算的滑坡体体积量；（7）计算第二次滑坡体体积量系数；（8）重新计算轮廓线内的地形数据每个点的高度数据为，再将轮廓线内更改后的地形数据与轮廓线外的原地形文件数据进行缝合，得到下层地形文件；（9）收集发生滑坡区域的滑坡体和海水的基本参数，并将其和上、下层地形文件载入到Navier...

【专利技术属性】
技术研发人员：白晔斐，刘金伟，刘英男，周一帆，房欣，魏笑然，赵文宇，
申请(专利权)人：海南浙江大学研究院，
类型：发明
国别省市：