Regional Integrated Meteorological Forecasting and Warning Model for Geological Hazards Based on Logistic Regression

Information model is adopted to integrate factors of various geosciences to estimate the susceptibility of geological hazards. Further combining the dynamic rainfall observations, Logistic regression is used for modeling the probabilities of geological hazard occurrences, upon which hierarchical warnings for rainfall-induced geological hazards are produced. The forecasting and warning model takes numerical precipitation forecasts on grid points as its dynamic input, forecasts the probabilities of geological hazard occurrences on the same grid, and translates the results into likelihoods in the form of a 5-level hierarchy. Validation of the model with observational data for the year 2004 shows that 80% of the geological hazards of the year have been identified as ＂likely enough to release warning messages＂. The model can satisfy the requirements of an operational warning system, thus is an effective way to improve the meteorological warnings for geological hazards.

岷江上游1995—2020年生态地质环境安全评价与时空演化分析

岷江上游是长江上游生态安全的重要屏障,在“5·12”汶川地震发生后,地下岩体、地表基质和地上生态都受到了严重的破坏。为探索岷江上游流域地震前后生态地质环境安全状况,从“地质环境-生态环境”两个维度选取了16个评价指标,基于AHP-PCA熵组合权重法对岷江上游流域1995年、2001年、2009年和2020年生态地质环境安全进行评价并分析演化趋势。结果表明:岷江上游流域生态地质环境安全整体以较安全-安全为主。其中,生态地质环境较安全-安全主要分布在流域的中、东部地区,较不安全-不安全主要分布在西、北部高山区以及深切河谷区,整体呈现中东部高、西部和北部低的格局。1995—2020年岷江上游生态地质环境安全整体呈现先降低后逐步升高的趋势。其中,流域北部及深切河谷区生态地质环境安全变化波动大,且呈现升高-降低-升高的趋势,生态地质环境不稳定;西南部生态地质环境安全整体以降低为主,虽降低区域逐渐减少,但总体生态地质环境仍持续变差;流域中部生态地质环境安全整体以升高为主,且升高区域逐渐增加,生态地质环境持续向好。本次研究结果可为岷江上游生态保护修复提供基础支撑。

秦巴山区地质灾害危险性评价研究——以汉中市为例

我国秦巴地区地质灾害多发,为了探索该区域地质灾害危险性分布特征,以汉中市为研究区,根据区内生态地质环境特点,选取海拔、坡度、岩土类型、距断层距离、距河流距离、距道路距离、年降水量、归一化植被指数、土地利用类型等9项因子构建地质灾害危险性评价指标体系。利用层次分析法和主成分分析法求得各评价指标的组合权重,在ArcGIS空间分析软件中将评价因子信息量值乘以指标的组合权重,再进行叠加分级处理,得到了研究区地质灾害危险性分区评价结果。结果表明:(1)根据信息量值和叠加分析得出断裂构造是研究区地质灾害发生的主控因子,且在临近河流、道路的区域极易发生地质灾害。(2)汉中市地质灾害极高、高危险区占全区面积的39.34%,主要横贯研究区中部;中危险区在境内分布相对零散,呈“大分散小集中”的特点,其中在汉中盆地地带较为集中;低、极低危险区占总面积的35.26%,主要位于研究区的北部和南部。

基于GIS和加权信息量模型的富源县地质灾害易发性评价

富源县位于云南省东部,该区地形地貌复杂,地质环境脆弱,加之煤矿工程活动等诱发因素,导致地质灾害频发,危及人民生命财产和生产生活安全。构建科学合理的地质灾害评价体系对地质灾害防治工作具有重要意义。选取高程、坡度、工程地质岩组、地质构造、降雨量、水系、道路工程、煤矿工程活动8个指标,基于地理信息系统(geographic information system,GIS)和加权信息量模型对富源县进行地质灾害易发性分区评价。结果表明:煤矿工程活动与工程地质岩组是富源县地质灾害发育的重要影响因子,将研究区划分为低易发区、较低易发区、中易发区、较高易发区和高易发区,面积(占比)分别为383.8 km^(2)(19.54%)、449.77 km^(2)(31.12%)、759.67 km^(2)(23.53%)、1004.99 km^(2)(13.93%)和630.97 km^(2)(11.89%),其中地质灾害高易发区与采煤活动分布较一致,是灾害点较为集中的区域。通过ROC曲线验证,正确率为77.95%,表明区划较为合理,可以为富源县地质灾害防治提供参考。

地质资料数据挖掘系统的研究与实现

国内的地质资料管理多存在保管分散、协同性差、“信息孤岛”问题,很难实现其信息共享,而且难以从海量地质资料中及时获取有用的信息。数据挖掘等新兴技术应用于地质资料管理中,有助于提高地质资料服务水平。然而,目前地质资料数据挖掘多基于目录元数据库,难以发现地质资料全文间的相关性。为此,采用文本聚类分析方法提高推荐资料间的相关性,并从资料文本中提取指定关键信息,以此提高地质资料的利用效率。

煤矿地质应急救援信息系统设计与实践

随着煤炭资源大规模开采,煤矿地质灾害潜在隐患也越来越多,煤矿灾害事故往往具有突发性、偶然性和复杂性等特点。信息技术可以对多源信息进行快速集成与处理,是进行有效救援的重要支持手段。以煤矿安全生产实际为背景,结合地质勘查单位业务特点,在系统需求分析基础上,设计了系统功能,提出了系统建设的关键技术和实现方法,开发建设了符合煤矿地质应急救援实际需求的信息系统。以宁南煤田某煤矿为示范,验证了系统功能的合理性。

基于WIM的地质灾害易发性评价--以遵化市为例

以遵化市为例,运用聚类分析方法确定坡高、坡度、坡向、工程地质岩组、地质构造、归一化植被指数(NDVI)、水系、道路8项因子组成地质灾害易发性评价指标体系,运用层析分析法(AHP)与信息量(IM)模型耦合后加权信息量(WIM)模型对研究区开展地质灾害易发性评价。结果表明:研究区高易发区、中易发区、低易发区和非易发区面积(占比)分别为60.94 km^(2)(4.007%)、487.87 km^(2)(32.076%)、330.93 km^(2)(21.757%)、641.26 km^(2)(42.160%);经受试者工作曲线验证,WIM评价结果AUC值为0.853,高于IM评价结果(AUC=0.712),表明WIM模型评价结果精度更高。研究可为本区域地质灾害评价、防灾减灾工作提供参考依据。

不同地质灾害类型的遥感解译机理研究

崩塌、滑坡和泥石流等地质灾害在山区发生频率高,其形成发育有着不同的机理,在遥感影像上呈现不同的形态、纹理等特征,不同区域的地质灾害发育特征存在一定差异,利用多源数据,分析不同地质灾害类型的遥感解译机理,应用地理空间数据分析、决策树建模等方法,选取植被、土壤亮度等指数,针对不同的地质灾害类型,使用不同的方法和指标,提取地质灾害信息,取得较高的精度。

祁连山北缘沉积变质型铁矿综合信息找矿预测

以祁连山北缘西段为研究区,以沉积变质型铁矿为预测矿种,通过铁矿成矿地质规律研究,总结找矿模型,确定找矿标志。基于GIS信息处理技术及其空间分析功能,运用ArcMap、MapGIS平台提取并分析研究区的多源成矿有利地质信息。认为区内沉积变质型铁矿的成矿有利地层为长城系桦树沟组,断裂是主要控矿构造,8 km是断裂的最佳控矿范围,岩体不是研究区内沉积变质型铁矿的主要控矿因素;Zn、Mn、Ba异常可以作为研究区内沉积变质型铁矿的重要找矿标志。运用证据权法,将研究区划分为810个网格单元,提取17个证据因子进行成矿预测,共圈定了14个A级、3个B级成矿远景区,为研究区的找矿工作提供理论和实践参考。

基于加权信息量模型的多要素地质灾害易发性评价——以福州市晋安区为例

本文对福州市晋安区的地质灾害易发性进行研究,根据研究区地质条件和地质灾害的形成机制和制灾机理,确定高程、坡度、坡向、地质构造、岩土体类型、降雨、地表水系、植被密度8个影响地质灾害易发性的环境因素。构建信息量模型计算8个因素的信息量,采用层次分析法对8个因素的信息量进行赋权,最后使用ArcGIS软件依据权重叠加指标,实现研究区易发性可视化、数据化。依据计算结果,对研究区易发性进行评价,其成果可为制定福州市晋安区的地质灾害防治方案提供依据。

夏隆岗矿区铅多金属矿床外围遥感找矿预测

在利用遥感技术找矿中,矿化蚀变信息提取和遥感地质构造解译对矿床定位发挥了重要作用。以夏隆岗铅多金属矿为实例,选取Landsat8 OLI数据,利用矿区岩体蚀变相关的光谱特性,使用主成分分析法、波段比值法、二次主成分分析法,采用了干扰信号去除、异常信息提取、异常分级、中值滤波等方法提取蚀变信息,利用二次主成分分析方法提取铁染和羟基的混合异常信息,通过对遥感蚀变信息的分析结合遥感地质构造解译,确定了5个找矿远景区域,成矿远景区内的铁染、羟基、铁染和羟基的混合蚀变异常有叠加的现象,说明了夏隆岗地区具有较好的成矿潜力,为夏隆岗地质找矿工作提供了科学依据。

大型水电工程地质信息三维可视化分析理论与应用

地质信息可视化是大型水电工程可视化设计的基础,同时也是工程地质和数学地质领域的研究热点和难点。在深入研究复杂地质构造和可视化理论的基础上,针对无规律变化的地质体形态,引入NURBS技术,并结合地质交互解译、TIN算法和地质趋势面分析等理论方法,实现了三维地质模型的重建.基于模型进行了任意剖切、岩体质量分级、等值线自动生成和地质填挖计算等一系列可视化分析,并完成了模型地质信息的可视化管理与查询.根据上述理论与方法集成的VisualGeo系统已在锦屏一级、溪洛渡、糯扎渡和龙滩等大型水电工程设计中得到应用.

基于Logistic回归的区域地质灾害综合气象预警模型

应用Logistic回归拟合地质灾害发生概率,建立了区域地质灾害综合气象预警模型,实现了降雨引发地质灾害发生概率的动态预报。降雨观测和数值降雨预报作为模型的动态输入,利用信息量模型集成地学因子得到的总信息量作为模型的静态预报因子。预警模型在栅格点上预报降雨引发地质灾害的发生概率,并以等级形式发布预警。用2004年实际观测对预报进行检验,结果表明当年80%的灾害都达到了预警发布的标准。2006年汛期的业务运行对台风碧利斯引发的地质灾害做出了较准确的预报预警。说明模型能满足预警业务的要求,是提高地质灾害气象预警水平的有效途径。

地理信息系统与地质环境评价

地质灾害的频繁发生 ,给人类生命财产带来严重损失。因此 ,地质环境评价与地质灾害预测尤为重要。回顾国内外地理信息系统 ( GIS)技术在地质环境评价与地质灾害预测中的研究现状 ,讨论 GIS在地质环境领域应用中的可行性及技术路线。试图基于 GIS空间分析方法 ,结合地质环境评价模型 ,探索出一条地质环境评价 GIS系统的新途径。

影像地质编录成果的三维可视化及查询分析方法

在研究及开发影像地质编录信息系统的基础上,基于数字地质编录成果,应用VC++和OpenGL技术,探讨了数字地质编录成果的三维可视化和查询分析方法,并以水电工程地质编录信息需求为例,给出了实现方法.结果表明,该方法对常见岩体工程建模及其地质编录成果三维可视化分析,不仅具有表面纹理映射灵活、场景渲染效果逼真的特点,而且具有同数据库连接方便、与模型对象交互功能强、支持三维空间分析等优点,并可实现岩体工程建模的自动化.

兰州地区滑坡风险因素及其与区域构造的关系

滑坡作为一种典型的环境地质灾害,其危害日趋严重。利用地理信息系统及空间分析技术分析了兰州地区滑坡风险的主要影响因素、滑坡风险分布规律及其与地形地貌和地质构造的关系,得到的主要结论为:兰州地区滑坡受地形地貌和地质构造影响较大;滑坡风险分布的集中程度为南部基岩山区和黄土梁区坡度较陡峭区域的滑坡分布较为密集,属于滑坡高风险区,而北部黄土丘陵区坡度平缓区域的滑坡分布比较分散,属于滑坡低风险区;研究区域内滑坡风险相对集中的区域面积较小,而相对分散的区域面积较大;滑坡风险沿市区两山成带状分布,且分布趋势与黄河北岸的北西西向断层、西固北岸的北北西向断层以及黄河以南的北北西向断层方向一致。

大型地下洞室群地质信息三维可视化分析与应用

提出采用三维地质建模技术进行大型地下洞室群地质信息可视化分析的研究方法,构建了模拟真实地质形态的地下洞室群地质三维可视化模型,直观准确地描述了工程所处的地质条件和地质环境。基于所建立的地质模型,可实现与地下洞室群相关的多项地质信息的三维可视化分析。工程应用表明该方法可为应对复杂地质条件下地下洞室群设计与施工中的地质问题提供一种有效的分析手段。

页岩气水平井地质信息解析与三维构造建模

页岩气开发具有开发评价期短,评价井少(直井)的特点,直井密度低增加了储层精细描述和地质建模的技术难度。因此,建立研究区地层的岩性、物性和电性特征的定量识别标准,利用该标准对水平井水平段开展精细小层划分,并对实际钻遇地层厚度进行校正,将水平井水平段等效为多口平面分布的直井。在此基础上,以水平井段解析的各小层数据资料作为控制点,建立研究区精细构造模型。水平井多点地质信息解析,将水平段等效为多口评价井获取相关地质参数资料,可有效地弥补评价井资料少的不足。

九寨沟水资源灰色系统预测模型

九寨沟作为世界自然遗产 ,其景观特色就在于色彩斑斓的水体及大大小小的瀑布。近几年来 ,由于受大气环境的影响 ,九寨沟的水体出现了水量减少 ,瀑布无法形成等现象。此次研究中 ,应用地理信息系统的空间分析方法 ,提取模型因子 ,采用灰色系统方法 ,建立九寨沟地区的大气降水与湖泊水位的关系 ,探讨了九寨沟的水环境及水资源状况 。

一种新的面向多元统计分析的信息可视化技术

在进行诸如多因子地质风险评价、不同测井响应值交会对比等多元分析时,传统二维、三维散点图可视化技术不可避免地会遇到基于欧式正交空间的维度耗尽及难以直接构建三维以上欧式空间的散点图等问题。基于此,本文引进并改进了一种主流多维信息可视化技术:首先在介绍信息可视化技术的基础上,引进平行坐标可视化技术表征多元(维)信息变化趋势与各个变量间的相互关系;随后简要阐述平行坐标的数学基础,揭示其实质是将二维欧式空间的一个点映射到二维平面上的一条曲线,其射影几何解释和对偶特性使它能适用于多元可视化数据分析;最后结合多因子地质风险评估实例,对应于资源评价中的主观不确定性描述,面向平行坐标中的坐标轴和平行折线的可视化渲染,提出一种全新的颜色渐变渲染方案,以提升平行坐标的多元隐藏信息的直观表达能力;同时结合(聚类分析、主因子分析等)多种统计数学方法,基于平行坐标信息可视化技术构建服务于多因子地质风险评估的信息可视化数据挖掘流程,使信息可视化数据挖掘技术成为石油勘探开发多学科与信息科学技术相结合的新途径。