吉林大学学报(地球科学版) ›› 2016, Vol. 46 ›› Issue (4): 1168-1175.doi: 10.13278/j.cnki.jjuese.201604203
王常明1, 田书文1, 王翊虹2, 阮云凯1, 丁桂伶2
Wang Changming1, Tian Shuwen1, Wang Yihong2, Ruan Yunkai1, Ding Guiling2
摘要:
泥石流是一种能够造成灾难性后果的严重自然灾害,准确可靠的泥石流危险性评价对于其预警及防治工作来说至关重要。泥石流的危险性评价方法有很多,模糊c均值聚类(FCM)方法是其中一种应用广泛的分类方法;相比其他方法而言,其无需主观确定边界,并且能以各级隶属度矩阵为输出结果,方便应用。支持向量机(SVM)是基于结构风险最小化为目标的机器学习理论,以支持向量为算法支撑,具有一定的鲁棒性,并且适合在小样本条件下进行分类。本文选用FCM和SVM联合的方法,开展泥石流危险性的评价;对北京房山区南窖沟泥石流危险性进行分析,并对比其他评价方法所得结果,证明本文提出的评价方法具有较好的效果。
中图分类号:
[1] 牛岑岑. 泥石流危险度评价指标的提取与等级划分[D]. 长春:吉林大学,2013. Niu Cencen,Index Selection and Rating for Debris Flow Hazard Assessment[D]. Changchun:Jilin University,2013.[2] 陈宁生,周海波,卢阳,等.西南山区泥石流防治工程效益浅析[J].成都理工大学学报(自然科学版),2013,40(1):50-58. Chen Ningsheng,Zhou Haibo,Lu Yang,et al. Analysis of Benefits of Debris Flow Control Projects in Southwest Mountain Areas of China[J]. Journal of Chengdu University of Technology(Science Technology Edition),2013,40(1):50-58.[3] 韦方强,胡凯衡,崔鹏,等. 山区城镇泥石流减灾决策支持系统[J].自然灾害学报,2002,11(2):31-36. Wei Fangqiang,Hu Kaiheng,Cui Peng,et al. Decision Support System of Debris Flow Mitigation for Mountain Towns[J]. Journal of Natural Disasters, 2002,11(2):31-36.[4] 康志成,李悼芬,马蔼乃,等.中国泥石流研究[M].北京:科学出版社,2004. Kang Zhicheng,Li Daofen,Ma Ainai,et al. Research on Debris Flow in China[M]. Beijing:Science Press,2004.[5] 常鸣. 基于遥感及数值模拟的强震区泥石流定量风险评价研究[D]. 成都:成都理工大学,2014. Chang Ming. Quantitative Risk Assessment of Debris Flow in Coseismic Area Based on Remote Sensing and Numerical Simulation[D]. Chengdu :Chengdu University of Technology,2014.[6] Hollingsworth R,Kovacs G S. Soil Slumps and Debris Flows Prediction and Protection[J]. Bulletin of the Association of Engineering Geologists 1981,38(1):17-28.[7] Wadge G. The Potential of GIS Modeling of Gravity Flows and Slope Instability[J]. Int J Geographical Information System,1994,2(2):143-152.[8] 李阔,唐川. 泥石流危险性评价研究进展[J]. 灾害学,2007,22(1):106-111. Li Kuo, Tang Chuan. Progress in Research on Debris Flow Hazard Assessment[J]. Journal of Catastrophology,2007,22(1):106-111.[9] Xu L M,Chen J P,Wang Q,et al. Fuzzy C-Means Cluster Analysis Based on Mutative Scale Chaos Optimization Alagorithm for the Grouping of Discontinuity Sets[J]. Rock Mechanics and Rock Engineering,2013,46:189-198.[10] 徐黎明,王清,陈剑平,等. 基于BP神经网络的泥石流平均流速预测[J]. 吉林大学学报(地球科学版),2013,43(1): 167-172. Xu Liming,Wang Qing,Chen Jianping,et al. Forcast for Average Velocity of Debris Flow Based on BP Neural Network[J]. Journal of Jilin University(Earth Science Edition),2013, 43(1):167-172.[11] 铁永波,唐川. 层次分析法在单沟泥石流危险度评价中的应用[J]. 中国地质灾害与防治学报,2006,17(4):79-84. Tie Yongbo,Tang Chuan. Application of AHP in Single Debris Flow Risk Assessment[J]. The Chinese Journal of Geological Hazard and Control,2006,17(4):79-84.[12] 谷复光,王清,张晨. 基于投影寻踪与可拓学方法的泥石流危险度评价[J].吉林大学学报(地球科学版),2010,40(2): 373-377. Gu Fuguang,Wang Qing,Zhang Chen. Debris Flow Risk Assessment by PPC and Extenics[J]. Journal of Jilin University(Earth Science Edition),2010,40(2):373-377.[13] 王晓朋,潘懋,任群智. 基于流域系统地貌信息熵的泥石流危险性定量评价[J]. 北京大学学报(自然科学版),2007,43(2):211-215. Wang Xiaopeng,Pan Mao,Ren Qunzhi. Hazard Assessment of Debris Flow Based on Geomorphic Information Entropy in Catchment[J]. Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis,2007,43(2):211-215.[14] Hirata T,Satoh T,Ito K. Fractal Structure of Spatial Distribution of Micro Fracturing in Rock[J]. Geophys J R Astr Soc,1987,90:369-374.[15] 李欣杰. 大东沟泥石流风险性评价研究[D]. 长春:吉林大学,2014. Li Xinjie.Study of the Risk Evaluation for Dadonggou Debris Flow Basin[D]. Changchun:Jilin University,2014.[16] 丁丽宏. 基于改进的灰关联分析和层次分析法的边坡稳定性研究[J]. 岩土力学,2011,32(11):3437-3441. Ding Lihong. Research on Estimation of Slope Stability Based on Improved Grey Correlation Analysis and Analytic Hierarchy Process[J]. Rock and Soil Mechanics,2011,32(11):3437-3441.[17] 铁永波,唐川,周春花. 基于信息熵理论的泥石流沟谷危险度评价[J]. 灾害学,2005,20(4):43-46. Tie Yongbo,Tang Chuan,Zhou chunhua. Information Entropy-Based Hazard Assessment of Debris Flow Gully[J]. Journal of Catastrophology,2005,20(4):43-46.[18] 黄双,陈剑平,潘玉珍,等. 分形理论在泥石流危险度评价中的应用[J]. 吉林大学学报(地球科学版),2012,42(3):214-219. Huang Shuang,Chen Jianping,Pan Yuzhen,et al. Application of Fractal Theory in Debris Flow Risk Evaluation[J]. Journal of Jilin University(Earth Science Edition),2012,42(3):214-219.[19] Bezdek J C, Ehrlich R, Full W. FCM: The Fuzzy C-Means Clustering Algorithm[J] .Computers & Geosciences,1984,10(2/3):191-203.[20] 张文,陈剑平,秦胜伍,等. 基于主成分分析的FCM法在泥石流分类中的应用[J]. 吉林大学学报(地球科学版),2010,40(2):368-372. Zhang Wen,Chen Jianping,Qin Shengwu,et al. Application of FCM Based on Principal Components Analysis in Debris Flow Classification[J]. Journal of Jilin University(Earth Science Edition),2010,40(2):368-372.[21] 马志民,张军,钟亮.基于层次聚类的改进FCM算法[J].山东交通学院学报,2005, 13(2):67-69. Ma Zhimin,Zhang Jun,Zhong Liang. The Improvement of FCM Algorithm Based on Hierarchical Cluster[J]. Journal of Shandong Jiaotong University,2005,13(2): 67-69.[22] 李宁,王李管,贾明涛,等. 改进遗传算法和支持向量机的岩体结构面聚类分析[J]. 岩土力学,2014,35(增刊2):405-411. Li Ning,Wang Liguan,Jia Mingtao,et al. Application of Improved Genetic Algorithm and Support Vector Machine to Clustering Analysis of Rock Mass Structural Plane[J]. Rock and Soil Mechanics,2014,35(Sup.2):405-411.[23] 刘希林,唐川. 泥石流危险度评价[M]. 北京:科学出版社,1995. Liu Xilin,Tang Chuan. Debris Flow Hazard Degree Evaluations[M]. Beijing: Science Press,1995.[24] 王英杰. 基于最小熵的金沙江上游区域泥石流危险度评价[D]. 长春:吉林大学,2014. Wang Yingjie.Evaluation the Hazard Degree of the Landslide of the Jinsha River Upstream Area Based on Minimum Entropy[D]. Changchun:Jilin University, 2014. |
[1] | 王博帅, 蒲东川, 李婷婷, 牛雪峰. 基于多源遥感影像的长春市城市建成区提取[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2021, 51(4): 1284-1294. |
[2] | 牟丹, 张丽春, 徐长玲. 3种经典机器学习算法在火山岩测井岩性识别中的对比[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2021, 51(3): 951-956. |
[3] | 刘云鹏, 郭春影, 秦明宽, 吴玉, 裴柳宁. 基于PCA-SVM算法对稀土元素与稀土判别指标耦合数据集的铀矿床分类[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2021, 51(3): 723-733. |
[4] | 王常明, 李桐, 田书文, 李硕. 基于LAHARZ的泥石流堆积范围预测模型的建立及应用[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2019, 49(6): 1672-1679. |
[5] | 尹超, 周爱红, 袁颖, 王帅伟. 基于邻域粗糙集和支持向量机的固结系数预测[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2019, 49(3): 746-754. |
[6] | 韩启迪, 张小桐, 申维. 基于决策树特征提取的支持向量机在岩性分类中的应用[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2019, 49(2): 611-620. |
[7] | 徐守余, 路研, 王亚. 基于支持向量机的浊积扇低渗透储层流动单元研究[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2018, 48(5): 1330-1341. |
[8] | 王明常, 张馨月, 张旭晴, 王凤艳, 牛雪峰, 王红. 基于极限学习机的GF-2影像分类[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2018, 48(2): 373-378. |
[9] | 宋志, 邓荣贵, 陈泽硕, 冯伟. 磨西河泥石流堵断大渡河物理模拟与早期识别[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2017, 47(1): 163-170. |
[10] | 卢文喜, 郭家园, 董海彪, 张宇, 林琳. 改进的支持向量机方法在矿山地质环境质量评价中的应用[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2016, 46(5): 1511-1519. |
[11] | 秦喜文, 刘媛媛, 王新民, 董小刚, 张瑜, 周红梅. 基于整体经验模态分解和支持向量回归的北京市PM2.5预测[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2016, 46(2): 563-568. |
[12] | 杨雪峰, 王雪梅, 毛东雷. 塔里木河下游土地利用覆被MISR多角度遥感制图[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2016, 46(2): 617-626. |
[13] | 王萌, 姜元俊, 黄栋, 李倩倩. 基于小流域的地震扰动区降雨型滑坡泥石流危险性评价方法[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2015, 45(6): 1781-1788. |
[14] | 徐佩华, 袁中凡, 李广杰, 李光, 杜文浩, 王月华. 长白山火山次生泥石流灾害危险范围预测[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2015, 45(4): 1155-1163. |
[15] | 牟丹, 王祝文, 黄玉龙, 许石, 周大鹏. 基于最小二乘支持向量机测井识别火山岩类型:以辽河盆地中基性火山岩为例[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2015, 45(2): 639-648. |
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