基于模糊推理系统的浙江省滑坡灾害地图制图综合研究
发布时间：2020-07-14 09:33
【摘要】：滑坡是土体(或岩体)在受到雨水浸泡、地震等因素影响下,大面积向下滑动的自然灾害现象。滑坡灾害破坏性强,危害极大,每年给世界各国带来高达几十亿美元的经济损失。浙江省地形复杂,地貌形态与地质岩性多样,断裂构造分布较广,为滑坡灾害孕育和发生提供了有利地质条件。同时,浙江省属于亚热带季风区,降水丰沛,常出现极端暴雨天气,为滑坡灾害发生提供了水文气候条件。由于复杂的地理特征和气候背景,浙江省成为我国滑坡灾害最频发的地区之一。随着浙江经济社会的高速发展以及新农村的建设,可开发土地资源逐渐紧缺,人类活动不断向丘陵山地地区推进。同时,近年来台风活动逐渐增强,暴雨等极端天气引发的滑坡灾害威胁也在逐渐加剧。滑坡灾害风险地图制图综合,不仅能够直观地表现出浙江省滑坡灾害的分布规律,同时也能挖掘浙江滑坡灾害的高风险区等信息。因此,研究浙江省滑坡灾害风险地图制图综合,可以为浙江省滑坡灾害风险管理与预防提供科学决策依据。本文基于ArcGIS、MATLAB等软件平台和Mamdani型模糊推理系统,对浙江省的滑坡灾害风险进行点状要素地图制图综合研究。论文首先对研究区滑坡灾害特点及分布规律进行了分析。将滑坡空间分布图层与孕灾环境因子、致灾因子图层叠加,运用分类统计方法和确定性系数CF值分析了各个因子对滑坡发育和分布的影响。根据浙江省滑坡灾害的特点,从致灾因子及孕灾环境等角度考虑,选取了地形坡度、地貌类型、多年平均降水量、年暴雨日数和滑坡灾害程度区划5个图层作为制图约束条件。在MATLAB软件平台上构建Mamdani型模糊推理系统,以1995-2015年浙江省滑坡灾害数据为研究对象,对滑坡点进行风险等级值模糊推理。之后以模糊推理结果去模糊化后得到滑坡点的灾害风险等级值为基础建立制图综合尺度,在ArcGIS软件平台上进行不同尺度的滑坡灾害风险地图制图综合。本文主要研究结论如下:(1)研究区滑坡灾害时空分布规律:(a)浙江省滑坡灾害的分布特征,主要表现在北部和西部有小范围集中,中部有大范围稀疏分布,东南部有大范围集中分布。(b)浙江省滑坡灾害主要发生在6-8月,其中8月最为集中,这与浙江省的降水时间分布密切相关。除2月由于天气寒冷等因素,滑坡灾害发生次数较少外,其余月份滑坡灾害均有不同程度的出现。(2)基于分形分维法对研究区滑坡灾害分布规律进行了研究。结果表明,浙江滑坡灾害空间分布的维数值Ds为1.1142,该区域的分形标度与灾害点分布之间的相关系数(R)为0.9483,通过了显著性检验。说明浙江滑坡灾害的空间分布具有显著的分形特征。(3)通过对研究区滑坡灾害与各影响因子分布关系的综合分析,可以得到浙江滑坡灾害主要分布特征为:地形坡度范围在8°-30°、地貌类型为小起伏山地和中起伏山地、年降水量达到1000mm以上、年暴雨日数在3-7日范围内的地区。(4)滑坡灾害风险地图制图综合结果,揭示了浙江滑坡灾害发生的高风险区域一共有4处:(a)浙江北部的安吉县;(b)浙江西部的江山市、常山县;(c)浙江中部的东阳市;(d)浙江东南部的景宁畲族自治县、庆元县、苍南县、乐清市、温州市区鹿城区和瓯海区、平阳县、瑞安市、泰顺县、文成县和永嘉县。其中50%~60%的滑坡灾害主要集中在浙江东南沿海地区山地。上述研究结果表明,基于模糊推理系统的滑坡灾害风险地图制图综合方法,能高效、直观地反映出浙江省滑坡灾害高风险区域,更能揭示滑坡灾害的实际地理规律。
【学位授予单位】：浙江师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P642.22
【图文】：
2 研究区概况与数据（3）海岸曲折，岛屿众多浙江海岸线总长约 6400 余公里，是中国海岸线最长的省份，同时也是中国岛屿最省份，有 3061 个面积大于 500 平方米的海岛。浙江省海域辽阔，海域面积达 26 万公里，海洋资源极其丰富。这也为浙江省航海业、渔业、沿海养殖业提供了优良的优势。
2 研究区概况与数据（3）海岸曲折，岛屿众多浙江海岸线总长约 6400 余公里，是中国海岸线最长的省份，同时也是中国岛屿最省份，有 3061 个面积大于 500 平方米的海岛。浙江省海域辽阔，海域面积达 26 万公里，海洋资源极其丰富。这也为浙江省航海业、渔业、沿海养殖业提供了优良的优势。
图 3.2 三角形、梯形和高斯型隶属函数Fig 3.2 Triangle, trapezoidal ,and Gaussian membership functions模糊规则库：储存了模糊 IF-THEN 规则。模糊 IF-THEN 规则进行模糊推理的依据，由一系列 IF ATHEN Bμ形式的模糊规则： ：IF § ND § ND § THEN § X=（x1,x2,…,xn），Y=（y1,y2,…,ys）分别表示输入变量和输出变量 表示第 i 条规则中对应的隶属值。推理机制：执行模糊规则进行推理运算。模糊推理主要分为两和多规则推理结果综合。单规则推理是将模糊化后的输入变量某种推理运算进行近似推理得到单个模糊推理结果的过程。多通常是将每条模糊规则的推理结果叠加合成。常见的模糊推理 模型、Mamdani 模型和 TSK 模型。实际应用中 Mamdani 模型均为精确数值，使用较为方便，因此本文构建滑坡灾害模糊推amdani 模型。以两个输入变量、两条模糊规则的 Mamdani 模型
【学位授予单位】：浙江师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P642.22
【图文】：
2 研究区概况与数据（3）海岸曲折，岛屿众多浙江海岸线总长约 6400 余公里，是中国海岸线最长的省份，同时也是中国岛屿最省份，有 3061 个面积大于 500 平方米的海岛。浙江省海域辽阔，海域面积达 26 万公里，海洋资源极其丰富。这也为浙江省航海业、渔业、沿海养殖业提供了优良的优势。
2 研究区概况与数据（3）海岸曲折，岛屿众多浙江海岸线总长约 6400 余公里，是中国海岸线最长的省份，同时也是中国岛屿最省份，有 3061 个面积大于 500 平方米的海岛。浙江省海域辽阔，海域面积达 26 万公里，海洋资源极其丰富。这也为浙江省航海业、渔业、沿海养殖业提供了优良的优势。
图 3.2 三角形、梯形和高斯型隶属函数Fig 3.2 Triangle, trapezoidal ,and Gaussian membership functions模糊规则库：储存了模糊 IF-THEN 规则。模糊 IF-THEN 规则进行模糊推理的依据，由一系列 IF ATHEN Bμ形式的模糊规则： ：IF § ND § ND § THEN § X=（x1,x2,…,xn），Y=（y1,y2,…,ys）分别表示输入变量和输出变量 表示第 i 条规则中对应的隶属值。推理机制：执行模糊规则进行推理运算。模糊推理主要分为两和多规则推理结果综合。单规则推理是将模糊化后的输入变量某种推理运算进行近似推理得到单个模糊推理结果的过程。多通常是将每条模糊规则的推理结果叠加合成。常见的模糊推理 模型、Mamdani 模型和 TSK 模型。实际应用中 Mamdani 模型均为精确数值，使用较为方便，因此本文构建滑坡灾害模糊推amdani 模型。以两个输入变量、两条模糊规则的 Mamdani 模型
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本文编号：2754796
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