基于层次分析法与频率比模型的采空塌陷危险性评价

采空塌陷危险性评价是编制地质灾害防治规划、开展地质灾害防治与监测预警工作的重要依据。本文采用层次分析法与频率比模型相结合构建了采空塌陷危险性评价模型(AHP-PF组合模型)。以沈阳市蒲河-清水矿区为例,考虑了地质条件、地表特征、开采条件等3方面影响因素,选取了第四纪覆盖类型、第四纪松散层厚度、地质构造复杂程度、可采煤层顶板强度指标、煤层倾角、地表沉陷速率、采深采厚比、采空区叠置层数等8个评价指标,利用AHP-PF组合模型计算各指标权重及频率比,最后进行采空塌陷危险性分区。评价结果表明,采空塌陷危险性高区主要集中在采深采厚比小、沉陷速率大及目前仍在开采的区域,该区域是地质灾害防治、搬迁避让的重点区域。

风机荷载作用下频率比对砂土动力响应的影响

海上风机在运行过程中风荷载与波浪荷载频率耦合作用对土体动力特性的影响不容忽略,为了探究这种影响,采用多向循环动单剪系统(VDDCSS)对砂土进行了一系列试验研究,分析了双向剪切频率比f_(r)对砂土动应变、动孔压比以及动强度的影响。试验结果表明:剪应变发展受双向频率耦合及应力组合效应的影响。循环应力比(C_(SR))为0.15时,双向频率耦合效应大于应力组合作用;随着应力水平的增加(C_(SR)=0.20或0.25),频率耦合效应和应力组合作用均得到了加强。在低应力水平时,破坏试样的孔压曲线呈“上凹型”且频率比对试样孔压发展影响不大。而随着应力水平增加(C_(SR)=0.20或0.25),孔压最终值u_(max)随之增大。除f_(r)=1.00与10.00对应试样外,土体动强度随f_(r)与C_(SR)值增大而减少。f_(r)=5.00对应试样应变大、孔压值高、强度低的原因与此比值下土体受双向频率耦合与应力组合的叠加效果增强有关。

基于频率比-深度神经网络耦合模型的滑坡易发性评价——以盐源县为例

盐源县位于青藏高原东南边缘,区域构造活动强烈,在内外动力共同作用下,境内滑坡灾害极其发育,已经造成了巨大的人员伤亡和经济损失,有必要开展滑坡易发性评价,对区域滑坡灾害进行科学管控。依据盐源县1∶5万地质灾害调查成果,选取高程、坡度、坡向、地形曲率、距断层距离、地层岩性、距水系距离、年平均降雨量、地形湿度指数、水流强度指数、归一化植被指数、距道路距离、土地利用类型等13个滑坡易发性评价因子,基于27596个滑坡灾害栅格点数据,将传统频率比(frequency ratio,FR)模型定量分析及数据量化优势,与新兴深度神经网络(deep neural network,DNN)模型强大的非线性学习和拟合能力相结合,构建FR-DNN耦合模型进行滑坡易发性评价,将研究区划分为极高易发区、高易发区、中易发区、低易发区、极低易发区5个等级,面积占比分别为11.90%、18.38%、18.34%、9.13%、42.25%,并与传统FR模型进行对比,用ROC曲线的AUC值进行精度验证。结果表明,FR模型与FR-DNN耦合模型的AUC值分别为0.754、0.859,FRDNN耦合模型相对于FR模型预测精度提高了10.5%,由此说明FR-DNN耦合模型具有更好的预测能力,更适用于研究区滑坡易发性评价。

基于频率比—层次分析模型的大比例尺地质灾害易发性综合评价——以渔洋河流域为例

区域大比例尺地质灾害调查评价具有地质灾害点少且灾害类型多样的特点,对地质灾害易发性评价要求更高。以渔洋河流域为研究区,基于频率比—层次分析模型,选取工程地质岩组、斜坡结构、与断层距离、高差、坡度、与水系距离等6个因子,分别建立滑坡、崩塌易发性评价指标体系,评价结果AUC值分别为0.871和0.926;将滑坡、崩塌易发性分别划分为高、中、低、非4级,采用就高原则进行空间叠加,显示渔洋河流域高易发区面积占研究区面积的13.6%,主要位于上游渔洋关集镇周边及中游王家畈—樟桂岭、张家涧—托溪一带。通过地质灾害分类频率比—层次分析模型与未分类信息模型易发性评价效果对比,说明该套技术方法在大比例尺地质灾害易发性评价中应用效果良好,具有一定的应用推广价值。

基于频率比−支持向量机耦合模型的四川省喜德县滑坡易发性评价

针对滑坡易发性评价中因子分级基础数据与评价模型的选取问题,本文以滑坡灾害频发的四川省喜德县为研究区,采用斜坡单元为评价单元,通过对评价因子进行相关性分析,选取高程、坡度、曲率、NDVI、SPI、距水系距离、距道路距离、距断层距离、斜坡结构、工程地质岩组、土地利用类型11个评价因子,分别对区域点属性和滑坡点属性两类基础数据采用自然断点法进行因子分级,代入频率比模型和频率比–支持向量机耦合模型来评价滑坡易发性,并使用受试者工作特征(ROC)曲线与典型斜坡来验证模型精度。结果显示:以滑坡点属性作为分类基础数据并运用耦合模型得到的评价精度最高,对应的曲线下面积(SAUC)值为0.752,能更好地预测滑坡易发性;模拟结果显示,研究区极高、高易发区面积占比分别为4.65%和23.73%,主要分布在地形起伏较大、断层发育、人类工程活动强烈的区域。相反,断层稀疏、人口分散的地区属于中、低易发区,其面积占比分别为44.20%和27.42%。结果将为喜德县及其类似地区滑坡易发性评价工作提供科学参考。

基于频率比与AHP模型的西藏东部地区滑坡易发性评价

滑坡是破坏性极强的自然灾害,因此,对我国高风险滑坡进行快速监测尤为必要。当前,遥感技术为滑坡监测提供了重要的支撑。文中通过选取数字高程数据(digital elevation model, DEM)及衍生数据(坡度、坡向)、断层、地层岩性、地震点等因子开展了西藏东部地区滑坡的评价与等级划分。文中通过对各因子进行归一化处理,运用频率比法和层次分析法(analytic hierarchy process, AHP)对各评价因子进行分析,并获得各因子风险等级的权重系数,进而构建了一个滑坡易发性评价模型(landslide susceptibility assessment, LSA)。结论如下:1)LSA可以很好地表达滑坡空间分布情况;2)据实际滑坡点统计分析,可知西藏东部地区的滑坡主要分布在左贡县、墨脱县、察雅县、洛隆县和丁青县;3)西藏东部地区滑坡高易发区主要分布在道路沿线,中易发区主要分布在西藏东部地区的东北部和西南部,低易发区主要分布在唐古拉山山脉一带。

基于频率比—层次分析法的金沙江巧家段滑坡灾害易发性评价

滑坡灾害经常会造成重大的经济损失,并威胁生命安全,特别是地势高陡的地区,滑坡灾害的威胁更为严重。金沙江流域地势高陡,构造活跃,加上人类工程活动的影响,地质灾害非常发育。基于野外调查以及遥感解译,获取了金沙江巧家段流域的3573个滑坡灾害的空间分布,并基于层次分析法与频率比法相结合的方法,建立了金沙江巧家段滑坡的易发性评估模型。首先以高程、地形起伏度、坡度、坡向、土壤、土地利用类型、岩性、多年平均降雨量、地面峰值加速度(PGA)等因子作为触发因素,确定相应的滑坡相对频率(mLRF)。然后采用层次分析法确定各滑坡影响因子的相对权重,并对权重分配进行一致性检验。再根据权重将各影响因子的图层进行叠加计算,得到金沙江巧家段的滑坡灾害易发性评价图,结果表明:研究区60%以上属于中低易发性,约12%为高易发性区域,并多位于河谷两侧。最后,利用相等面积的滑坡和非滑坡像元,通过统计ROC曲线的线下面积(AUC)检验模型的准确性,结果为0.827,说明该模型是可靠的。由此,可以根据研究区的易发程度而采取相应的防灾减灾规划措施,以减轻该地区的滑坡风险。

基于频率比模型和随机森林模型耦合的地质灾害易发性评价

目前利用机器学习进行易发性评价时,非地质灾害单元通常是在研究区范围内随机选取,会导致部分非地质灾害单元落在潜在地质灾害单元之上,造成模型评价结果偏差,所以非地质灾害单元的有效选取成为当前易发性评价的难点问题。以浙江省长兴县李家巷镇为研究区,选取高程、坡度、坡向、剖面曲率、岩组、距水系距离、距断层距离、归一化植被指数和土地利用这9个环境因子作为评价指标,利用频率比模型(frequency radio,FR)进行非地质灾害单元的选取,然后选用随机森林模型(random forest,RF)进行地质灾害易发性评价,并与未经有效筛选非地质灾害单元的RF模型结果进行对比分析。结果表明,与RF模型相比,FR-RF模型的特异性(Specificity)提升了9.51%,说明对非地质灾害单元的预测能力显著提升,同时敏感性(Recall)提升了13.71%,说明对地质灾害单元的预测性能也大幅提升,受试者工作特征曲线下的面积(area under curve,AUC)和准确率(Accuracy)分别提高了6%、11.66%,模型整体性能及预测能力得到改进;地质灾害极高和高易发区主要分布于存在碎屑岩和坡度较大的区域,总面积为7.35 km 2,相较于RF模型结果,面积增加了25.98%,而极低和低易发区面积减少了16.7%;坡度、工程岩组是该研究区地质灾害的主控因素,相对重要性占比分别为37.7%和28.0%。

基于改进频率比法的川藏铁路沿线及邻区地质灾害易发性分区评价

川藏铁路是我国目前正在规划建设的重要铁路干线之一,地处地形和地质条件极为复杂的青藏高原东部,复杂的地质背景与脆弱的地质环境造成川藏铁路沿线及邻区地质灾害极为发育,严重威胁着川藏铁路的规划建设。在对地质灾害易发性评价方法分析的基础上,首先对传统的地质灾害易发性评价频率比方法进行改进,克服了传统通用方法中频率比值分布的不连续性,提高了各地质灾害影响因子敏感性的区分度,并减小了因子分级的主观性。利用ROC曲线与空间熵的定量对比验证表明,改进频率比法的地质灾害易发性评价模型优于传统方法。根据地质灾害的发育分布特征,选取地面高程、地形坡度、地形坡向、地形曲率、地形起伏度、工程地质岩组、地震动峰值加速度、断裂密度、水系距离、道路距离、降水量与植被指数等影响地质灾害的主要因素,结合地质灾害调查数据,首先分析各影响因子的地质灾害敏感性,并进一步对川藏铁路沿线及邻区的地质灾害易发性进行评价和分区。评价结果表明,研究区地质灾害的发育分布主要受控于断裂、水系和道路等线状要素,以及地形坡度和地形起伏度等地形地貌因素,并且断裂密度和地形起伏度相较其他因子具有更大的地质灾害敏感性区分度。地质灾害极高易发区和高易发区主要分布于大型水系两岸、道路两侧的高山河谷沿线的狭窄地带,使沿河谷与已有道路规划展布的川藏铁路面临着严重的地质灾害威胁,铁路规划建设部门应加强该地带的地质灾害排查、防治和线路优化工作。

基于GIS技术和频率比模型的三峡地区秭归向斜盆地滑坡敏感性评价

以三峡地区秭归向斜盆地为研究区,在野外滑坡编图的基础上,选择地形坡度、地层岩性、河流、道路、坡向、坡型结构6个因子参与滑坡敏感性评价,运用GIS空间分析技术,引入频率比模型,分别计算评价因子的贡献率,并进行叠加分析,最终划分为4个敏感性分区。评价结果表明:极高敏感性区面积占21.39%,滑坡发生面积占61.44%;高敏感性分区面积占24.99%,滑坡发生面积占21.67%;中敏感性分区面积占30.66%,滑坡发生面积占13.19%;低敏感性分区面积占22.93%,滑坡发生面积占3.69%。滑坡敏感性面积累计百分比曲线图表明评价结果具有较高的准确度和可靠性。研究成果可为政府部门减灾防灾工程提供科学支持,为滑坡灾害的预测和管理提供科学依据。

矿用风机电机变频频率比与转速比的关系模型

针对通风机节能预估偏大的问题,利用自主研发的矿用通风机实验平台,测定K45-4-No.9/18.5 kW型轴流主通风机电机在不同频率下的转速。应用MATLAB软件分析实验数据,得到频率比与转速比呈7次方多项式的函数,并验证了变频下限不宜低于50%的论点。结果表明,转速比与频率比为非线性关系。所得主通风机电机频率比与转速比的量化关系式,为变频通风机性能分析提供了数学模型。

改进提升小波变换的空间频率比图像融合

提出了一种新型图像融合算法。该算法在提升小波变换的基础上,通过取消其奇偶分裂环节,得到具有平移不变性的非采样提升小波变换。对图像经非采样提升小波变换后的低频分量首先定义一种空间频率比,再通过空间频率比来计算融合因子,然后采用加权与选择相结合的方法对低频分量进行融合。高频分量直接选择一种基于边缘信息的加权融合方法。最后通过非采样提升小波逆变换重构得到融合图像。实验结果显示,该算法相对传统的图像融合算法能更好地描述灰度的突变信息,获得含有丰富细节特征的融合图像。

利用纵、横波的拐角频率比值和位移谱零频极限比值计算波速比——以芦山M_S7.0地震序列为例

使用区域固定台网数字地震记录资料,计算2013年4月20日四川芦山MS7.0地震余震序列的震源谱参数,通过纵、横波的拐角频率比值和纵、横波位移谱零频极限比值计算波速比。结果显示:1拐角频率比值得到的波速比平均值约为1.27,零频极限比值得到的波速比平均值约为1.67,零频极限比值得到的结果更接近泊松介质的波速比1.73;2两种方法得到的波速比变化趋势基本一致:在主震后均处于较低异常水平,最后一个MS5.4余震后,波速比回返升高;3零频极限比值得到的波速比异常形态较明显,在3个MS5.4余震前都呈现出"降低-回返"的过程,在回返之后发生最大余震;4在数据处理过程中,是否对介质做非弹性衰减校正对两种方法的结果影响不大;5单台波速比与多台波速比的变化趋势基本一致。

基于频率比和逻辑回归模型的东北地区火险制图研究

以我国东北地区为例,选取了地形、可达性和植被覆盖共7个静态预测因子,分别使用频率比和逻辑回归模型对火险敏感度进行制图表达。使用历史火灾数据和AUC方法对模型进行内部检验和独立检验,结果显示:1)开发的两个模型具有较好的可靠性和区分能力,BLR模型的区分能力更稳健。2)选取的几个静态因子对东北地区火险空间格局起着结构化作用,表明在区域空间尺度上使用静态预测因子对火险建模的可行性。最后,研究了2000-2009年东北地区的火灾事件响应敏感区。

新型宽频率比双频分支线耦合器的设计

针对传统3dB双频分支线耦合器频率比范围窄的问题,提出了一种加载阶梯阻抗枝节线的新型双频分支线耦合器的设计方法.引入阶梯阻抗枝节线后增加了设计自由度,减小了物理实现阻抗范围的限制,从而能设计出宽频率比(1.7～6.3)的3 dB双频分支线耦合器.为验证设计方法的正确性,仿真并加工了一个工作在2.4和5.8 GHz的WLAN频率的3 dB微带分支线耦合器.与传统的型双频分支线耦合器相比,该耦合器的枝节尺寸减小了25.1%.仿真结果与测试结果吻合较好,说明文中方法是可行的.

基于频率比联接法和支持向量机的滑坡易发性预测

区域滑坡易发性制图对滑坡灾害的防治非常有意义。以江西省上犹县滑坡为例,首先基于遥感(remote sensing,RS)和地理信息系统(geographic information system,GIS)平台获取11个滑坡评价因子;进一步利用频率比(frequency ratio,FR)联接方法和支持向量机(support vector machine,SVM)模型耦合出FR-SVM模型进行滑坡易发性预测,并对结果进行易发性分级;同时建立以原始评价因子作为模型输入变量的单独SVM模型,再次对上犹县进行滑坡易发性预测制图;最后通过受试者特征工作曲线下的面积(area under receiver operating characteristic curve,AUC)曲线开展FR-SVM和单独SVM建模工况下的精度验证分析。结果表明:FR-SVM模型对于区域滑坡易发性制图具有比单独SVM模型更好的预测性能。FR-SVM和单独SVM模型的AUC值分别为0.893和0.798,进一步表明FR-SVM模型在描述滑坡易发性指数分布及评价因子对滑坡发育影响特征方面要优于单独SVM模型。

R-TWR:一种基于时钟频率比的TOA测距新方案

TWR(Two Way Ranging)和SDS-TWR(Symmetric Double Side-Two Way Ranging)是IEEE802.15.4a中定义的两种TOA测距方案,主要用于无基础设施和额外同步机制条件下的节点定位/跟踪等应用.通过分析指出:TWR测距方案具有较高的测距容量且对节点移动的敏感度低,但其测距误差较大;SDS-TWR虽然能有效降低时钟频偏带来的测距误差,但其测距容量较低并且对节点移动的敏感度高.在此基础上,提出一种基于时钟频率比的TOA测距新方案R-TWR(Frequency Ratio BasedTWR).分析及仿真证明,该方案能达到SDS-TWR方案的测距准确度,并和TWR一样对节点移动的具有较高的测距容量和较低的移动敏感度.

基于模糊频率比与熵指数的滑坡易发性评价——以崇义县为例

为进一步优化基于频率比模型的滑坡易发性评价,构建了一种基于模糊频率比—熵指数的滑坡易发性评价模型。该模型将模糊信息分配的基本原理及方法引入频率比的计算中,优化了基于滑坡易发性影响因子分级的滑坡信息量统计,提出了模糊频率比的计算方法。在此基础上,建立了模糊频率比与熵指数相结合的滑坡易发性评价模型。以崇义县为例,基于对地质环境和滑坡空间分布特征的系统分析,提取了11个滑坡评价影响因子,构建了滑坡易发性评价指标体系。应用结果表明,与单一的频率比、频率比-熵指数两种模型相比,预测精度可分别提高7.5%和3.6%,高和极高易发区的滑坡频率占比达85.98%,预测成功率曲线的AUC值达0.8637,均优于未进行频率比模糊优化的评价模型,表明该模型是一种有效且可靠的滑坡易发性评价模型。

基于频率比-随机森林模型的滑坡易发性评价

以陕西省洋县为研究区,通过搜集资料、实地调查获得研究区滑坡分布状况。结合研究区地质环境特征与前人研究经验,初步选取高程、坡度、坡向、地形起伏度、曲率、距水系距离、距道路距离、降雨量及岩土体类型,共9种滑坡影响因子展开滑坡易发性研究。首先,采用皮尔森相关系数法对各因子间的相关性进行分析。其次,按照70∶30的比例将滑坡数据随机划分为模型训练集与模型验证集。然后,采用模型训练集对频率比模型(FR)、随机森林模型(RF)及两者的耦合模型(FR-RF)进行训练,利用模型验证集对模型训练结果进行检验,并绘制ROC曲线。最后,利用验证后的模型绘制研究区滑坡易发性分区图。结果表明:①所选取的9个滑坡影响因子是相互独立的;②采用的三个模型均表现良好,其中FR-RF模型预测准确度最高(0.901),其次为RF模型(0.863),最后为FR模型(0.833);③绘制的滑坡易发性分区图可为当地政府制定土地利用规划、预防滑坡等方案提供参考借鉴。

多层双向偏心框架结构弹塑性阶段扭平频率比分析

为了探讨多层双向偏心结构在弹塑性阶段平扭耦联变化规律,建立了带有双向抗侧力构件的多层双向偏心结构空间简化剪切模型.利用MATLAB编程和非线性静力分析方法探讨了3层双向均匀偏心框架结构在整个加载过程中的结构频率变化规律.结合由非线性静力分析得到的结构等效层恢复力模型,展开了多层双向偏心结构前3阶频率随扭平频率比和偏心率从弹性阶段到弹塑性阶段整个过程中的参数分析.分析结果表明:弹塑性阶段平扭耦联参数变化规律明显不同于弹性阶段;结构弹塑性发展的不同程度对频率随参数的变化规律有明显影响;结构弹塑性的发展削弱了扭平频率比和偏心率对频率的影响.