论文中文题名: | 基于不同评价单元的滑坡易发性评价方法研究——以陕西省洛南县为例 |
姓名: | |
学号: | 18209074022 |
保密级别: | 公开 |
论文语种: | chi |
学科代码: | 081803 |
学科名称: | 工学 - 地质资源与地质工程 - 地质工程 |
学生类型: | 硕士 |
学位级别: | 工学硕士 |
学位年度: | 2021 |
培养单位: | 西安科技大学 |
院系: | |
专业: | |
研究方向: | 地质灾害防治 |
第一导师姓名: | |
第一导师单位: | |
论文提交日期: | 2021-06-11 |
论文答辩日期: | 2021-06-02 |
论文外文题名: | A Comparative Study on Evaluation Methods of Landslide Susceptibility Based on Different Evaluation Units : A Case Study of Luonan County, Shaanxi Province |
论文中文关键词: | |
论文外文关键词: | Landslide ; Susceptibility assessment ; Machine learning ; Luonan county ; Grid unit ; Slope unit |
论文中文摘要: |
滑坡灾害严重影响社会发展和稳定,在所有地质灾害中占据主导作用,所造成的危害不容忽视。目前国内滑坡防治形势依然严峻,防灾减灾措施仍以预防为主,因此对其进行易发性评价研究是防患于未然的首要选择。 本文以陕西省洛南县为研究区,以地质灾害详细调查资料为基础资料,选取滑坡为研究对象,在全面分析研究区滑坡发育特征及分布规律的基础上,以ArcGIS、MATLAB、SPSS等软件为研究工具,开展了不同评价单元条件下(30m栅格单元、60m栅格单元和斜坡单元)基于经典机器学习(NBC模型、LDA模型、SVM模型和KNN模型)与集成学习(Bagging模型、AdaBoost模型和RF模型)的研究区滑坡易发性评价方法对比研究。针对选择的三个评价单元,开展了模型适用性及评价精度分析工作,对政府制订滑坡灾害防治规划以及滑坡易发性区划等宏观决策具有指导意义。取得主要成果如下: (1)在分析研究区滑坡发育特征及分布规律的基础上,选取2处典型的堆积层滑坡,重点剖析了其基本特征及影响因素。结果表明:研究区滑坡发育类型以堆积层滑坡为主;规模以中、小型为主;受降雨和人类工程活动作用明显;并在地域和时间上分别表现出了显著的规律。 (2)通过主成分分析、相关性分析以及多重共线性分析对初步选取的评价因子进行了分析,依据分析结果剔除了权重较小或相关性较强的评价因子,保留剩余评价因子统计分析了滑坡与各评价因子之间的关系。结果表明:保留的剩余评价因子对滑坡的控制作用明显,并基于此建立了研究区滑坡易发性评价因子指标体系。 (3)分别建立了基于三种不同评价单元的上述7种滑坡易发性评价模型,生成了相应的滑坡易发性评价分区图,并通过数学统计法对评价结果进行了合理性检验。结果表明:三种评价单元在上述7种模型均表现出了较高的预测准确率,并均符合合理性检验的相关标准,说明本次研究所选的评价单元和评价模型均起到了较好的效果且分区合理。 (4)分别采用ROC曲线和Kappa系数对三种不同评价单元在上述所选7种模型的预测精度和一致性检验程度进行了对比分析。综合对比得到,本次研究最优的评价单元与评价模型组合为基于30m栅格单元的RF模型,该组合的滑坡易发性分区效果最显著,且预测精度与一致性检验程度均达到了非常高的水平(AUC=0.916,k=0.923),可作为本次研究预测准确率最高且分区最合理的评价单元与评价模型组合。 |
论文外文摘要: |
Landslide disaster seriously affects social development and stability, plays a leading role in all geological disasters, and the harm caused by it cannot be ignored. At present, the situation of landslide prevention and control in China is still grim, and the measures of disaster prevention and mitigation still focus on prevention. Therefore, it is the first choice to evaluate the susceptibility of landslide prevention. In this study, Luonan County of Shaanxi Province is taken as the research area. Based on the detailed investigation data of geological disasters, landslides are selected as the research object. On the basis of comprehensive analysis of the developmental characteristics and rules of landslides in the research area, ArcGIS, MATLAB, SPSS and other software are used as the research tools. Carried out a comparative study on the landslide Susceptibility evaluation method in the study area under the condition of different evaluation units (30 m grid unit, 60 m grid unit and the slope unit) based on the classical machine learning model (NBC, LDA, SVM and KNN) and integrated learning (Bagging, AdaBoost and RF) model. For the three selected evaluation units, the applicability and evaluation accuracy of the model were analyzed, which is of guiding significance for the government to formulate the planning of landslide disaster prevention and control and the zoning of landslide susceptibility. The main achievements are as follows: (1) Based on the analysis of the development characteristics and distribution of landslides in the study area, two typical accumulation layer landslides were selected, and their basic characteristics and influencing factors were analyzed emphatically. The results show that: the landslide development type in the study area is mainly accumulation landslide; the scale is mainly medium and small; it is affected by rainfall and human engineering activities obviously; and it shows significant rules in region and time. (2) Through the principal component analysis, correlation analysis and the multicollinearity analysis of preliminary selection of evaluation factors, on the basis of the analysis results to cut out the small weight, or the strong correlation factors and keep the rest of the evaluation factors for its using statistical analysis of the relationship between the landslide and each evaluation factor, the analysis indicates that retain the residual evaluation factor control of the landslide, landslide liability in the study area was established evaluation index system of factors. (3) The evaluation models of the above seven kinds of landslide susceptibility based on three different evaluation units were established respectively, and the partition maps of the landslide susceptibility degree of each method were generated. The rationality of the evaluation results was tested by mathematical statistical method. The results show that the three evaluation units show high prediction accuracy in the above seven models, and all meet the relevant standards of rationality test, which indicates that the evaluation units and evaluation models selected in this study have played a good effect and the partition is reasonable. (4) The ROC curve and Kappa coefficient were used to compare and test the prediction accuracy and consistency testing degree of the three different evaluation units in the 7 models selected above. The comprehensive comparison shows that the optimal combination of evaluation unit and evaluation model in this study is the RF model based on 30m grid element. This combination has the most significant effect on the partition of landslide susceptibility, and the prediction accuracy and consistency test degree both reach a very high level (AUC=0.916, k=0.923), which can be used as the combination of evaluation unit and evaluation model with the highest prediction accuracy and the most reasonable partition in this study. |
参考文献: |
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中图分类号: | P642.22 |
开放日期: | 2021-06-15 |