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选择滑坡敏感度因子,为滑坡易发性分级提供参考标准。
滑坡敏感度因子的选择原则:
1.有理论依据:基于滑坡形成机理;
2.可进行空间表达:因子能量化为空间图层
3.有代表性:可反映区域主要为滑坡触发机制。
研究需要收集上方山区域的地形数据、地质数据、气象数据植被数据以及人类活动数据等多源数据。通过GIS软件进行数据清洗、格式转换和空间配准,确保数据质量和一致性。
预处理步骤包括:数据归一化、缺失值处理、异常值检测等,为后续分析提供高质量的数据基础。
我们计划采用2种机器学习模型以及2种深度学习模型进行对比分析:
基于模型预测结果,生成上方山区域的滑坡易发性图:
我们综合考虑了滑坡因子的选取原则以及上方山地区的地形地貌特性,选取了地形、水文、植被、人类四大主要因子类型。并将根据因子类型进行数据收集、采集和预处理。
我们依据选取的滑坡因子,收集了已有的相关数据。
主要包括坡度坡向数据、地形湿度指数(TWI)、地形位置指数(TPI)、与河流距离、与道路距离、NDVI、土地利用类型以及上方山七月份各周的气象数据。
同时我们还在实地采集了部分沿步道滑坡点数据,相关数据如右图所示。
我们对使用ARCGIS对样本点进行因子数据提取。其中Label为1的是滑坡点数据,为0的是非滑坡点数据。
我们使用同样的样本点数据对模型进行训练,下图从左到右分别为ANN、SVM、RNN、LSTM对应的滑坡易发性图像。
我们对四种模型进行精度评价。这些模型在滑坡易发性分析中都表现出了良好的性能,但LSTM模型表现略优,显示出其在分类任务中的潜力。同时,数据的表达方式对模型性能有显著影响,因子中7月四周降水数据能够更好地利用LSTM模型记忆长期信息的优势。
于是我们为了获得不同降水量下的滑坡易发性图像,对LSTM在设置不同降水特征权重系数下进行训练。
利用LSTM模型,依据中国气象局发布的降雨量等级,我们模拟了 6种不同强度的降雨情景,分别为小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨和特大暴雨,并且可视化了相同静态环境下滑坡概率的空间分布。点击下列标签可查看对应等级和时间的上方山滑坡易发性图像。
结果显示,随着降雨量的增大,高风险区域显著扩展,特别是在 TWI 较高和坡度较陡的地带,表现出高度敏感性。
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在这次野外实习中,我们团队收获了宝贵的实践经验
通过紧密合作,增强了团队精神和解决问题的能力,同时也加深了彼此间的友谊和相互理解
负责:
数据采集处理
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模型构建与分析
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资料整理,报告撰写
负责:
网站搭建
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