GIS在地质灾害危险性评估与灾后重建中的实践

第一章 基本概念与平台介绍

1、基本概念

地质灾害类型

地质灾害发育特征与分布规律

地质灾害危害特征

地质灾害孕灾地质条件分析

地质灾害诱发因素与形成机理

2、GIS原理与ArcGIS平台介绍

GIS简介

ArcGIS基础

空间数据采集与组织

空间参考

空间数据的转换与处理

ArcGIS中的数据编辑

地理数据的可视化表达

空间分析:

数字地形分析

叠置分析

距离制图

密度制图

统计分析

重分类

三维分析

第二章 地质灾害风险评价模型与方法

1、地质灾害易发性评价模型与方法

评价单元确定

易发性评价指标体系

易发性评价模型

权重的确定

2、滑坡易发性评价

评价指标体系

地形:高程、坡度、沟壑密度、地势起伏度等。

地貌:地貌单元、微地貌形态、总体地势等。

地层岩性:岩性特征、岩层厚度、岩石成因类型等

地质构造:断层、褶皱、节理裂隙等。

地震:烈度、动峰值加速度、历史地震活动情况等

工程地质:区域地壳稳定性,基岩埋深,主要持力层岩性、承载力、岩土体工程地质分区等。

常用指标提取

坡度、坡型、高程、地形起伏度、断裂带距离、工程地质岩组、斜坡结构、植被覆盖度、与水系距离等因子提取

指标因子相关性分析

(1)相关性系数计算与分析

(2)共线性诊断

评价指标信息量

评价指标权重确定

滑坡易发性评价结果分析与制图

滑坡易发性综合指数

易发性等级划分

易发性评价结果制图分析

​2、崩塌易发性评价

3、泥石流易发性评价

泥石流评价单元提取

泥石流评价指标

崩滑严重性、泥沙沿程补给长度比、沟口泥石流堆积活动、沟谷纵坡降、区域构造影响程度、流域植被覆盖度、工程地质岩组、沿沟松散堆积物储量、流域面积、流域相对高差、河沟堵塞程度等

典型泥石流评价指标选取

评价因子权重确定

泥石流易发性评价结果分析与制图

泥石流易发性综合指数计算

泥石流的易发性分级确定

泥石流易发性评价结果

4、地质灾害易发性综合评价

综合地质灾害易发值=MAX [泥石流灾害易发值,崩塌灾害易发值,滑坡灾害易发值]

第三章 地质灾害风险性评价

1、地质灾害风险性评价

​2、地质灾害危险性评价

危险性评价因子选取

在某种诱发因素作用下,一定区域内某一时间段发生特定规模和类型地质灾害的可能性。

区域构造复杂程度,活动断裂发育程度,地震活动等都可能诱发地质灾害;强降雨的诱发,灾害发生的频率、规模也会增强地质灾害发生的机率。

危险性评价因子量化

崩滑危险性因子量化

统计各级范围内的灾害个数及面积,利用信息量计算方法到各级的信息量值。

泥石流危险性评价因子权重

危险性评价与结果分析

3、地质灾害易损性评价

地质灾害易损性因子分析

人口易损性

房屋建筑易损性

农业易损性

林业易损性

畜牧业易损性

道路交通易损性

水域易损性

人口易损性评价因子提取

人口密度数据处理

用人口密度数据来量化人口易损性,基于各行政单元统计年鉴获取的人口数量,结合房屋建筑区数据,量化人口的空间分布,基于GIS的网格分析,得到单位面积上的人口数量即人口密度。

易损性赋值

人口易损性因子提取

建筑易损性评价

建筑区密度数据处理

用房屋建筑区密度数据来量化房屋建筑易损性,利用房屋建筑区数据,

基于GIS的网格分析,得到单位面积上的房屋建筑区面积,即房屋建筑区密度。

易损性赋值

建筑物易损性因子提取

交通设施易损性评价

道路数据的获取

用 ArcGIS 缓冲分析功能,形成道路的面文件

不同类型的道路进行赋值

道路易损分布结果分析

综合易损性评价

综合易损性叠加权重

综合易损性评价结果提取与分析

4、地质灾害风险评价结果提取与分析

​第四章 GIS在灾后重建中的应用实践

1、应急救援路径规划分析

表面分析、成本权重距离、栅格数据距离制图等空间分析;

利用专题地图制图基本方法,制作四川省茂县地质灾害应急救援路线图,

最佳路径的提取与分析

2、灾害恢复重建选址分析

确定选址的影响因子

确定每种影响因子的权重

收集并处理每种影响因子的数据:地形分析、距离制图分析,重分类

恢复重建选址分析

3、震后生态环境变化分析

使用该类软件强大的数据采集、数据处理、数据存储与管理、空间查询与空间分析、可视化等功能进行生态环境变化评价。

第五章 进阶:Python机器学习应用与论文写作与复现

1、论文写作要点分析

2、论文投稿技巧分析

3、论文案例分析

案例:利用机器学习对灾害易发性评价研究

部分成果复现:

模型介绍:

√逻辑回归模型

√随机森林模型

√ 支持向量机模型

实现方案:

一、运行环境部署

√Python编译环境配置

√ sklearn库

二、线性概率模型——逻辑回归

√介绍

√ 连接函数的选取:Sigmoid函数

√致灾因子数据集:数据介绍;相关性分析;逻辑回归模型预测;样本精度分析;分类混淆矩阵

√ 注意事项

三、SVM支持向量机

√ 线性分类器

√SVM-核方法:核方法介绍;sklearn的SVM核方法

√ 参量优化与调整

√ SVM数据集:支持向量机模型预测;样本精度分析;分类混淆矩阵

四、Random Forest的Python实现

√数据集

√数据的随机选取

√待选特征的随机选取

√ 相关概念解释

√参量优化与调整:随机森林决策树深度调参;CV交叉验证定义;混淆矩阵;样本精度分析

√基于pandas和scikit-learn实现Random Forest:数据介绍;随机森林模型预测;样本精度分析;分类混淆矩阵

五、方法比较分析

√精度分析

√结果对比分析

原文阅读:GIS在地质灾害危险性评估与灾后重建中的实践技术应用及python机器学习灾害易发性评价模型

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