基于循环神经网络的太原西山山区滑坡预测研究

来源 :西安科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ufojay
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
滑坡一直以来在全球地质灾害发生频率中排在第五位,在我国更为频发,排在第一位,2019年滑坡灾害共造成211人死亡、13人失踪、75人受伤,直接经济损失27.7亿元,造成了巨大的经济损失。目前滑坡发生的机制并未完全弄清楚,各种因子与滑坡形变的关系并不能简单地用代数公式来描述,且滑坡形变位移量存在着复杂的非线性特征,对此研究者们建立过许多模型,预测精度有高有低,无法满足在多变复杂的环境下实际灾害预测中的最终目标。根据上述问题,本文旨在基于深度学习自身对数据特征的提取识别能力,通过机器学习自身找到滑坡变形量与各因子间的隐含关系,以期达到滑坡预测的效果。本文主要以太原西山山区的1、2号两段典型滑坡为例,详细介绍了基于循环神经网络在滑坡预测领域上的应用。主要的研究工作及取得的成果如下:一、通过以野外实地勘测以及走访调查手段获取的数据为主,辅以研究区域周边地理环境背景的遥感影像处理与分析后的数据,结合前人的滑坡机理相关理论研究,对研究区域的两段典型滑坡灾害体的形成机理进行分析,并对1、2号滑坡地质灾害体分别进行了稳定性分析。二、通过对研究区滑坡机理的分析,结合前人的滑坡敏感性因子的相关研究。对研究区的1、2号滑坡形变位移量进行相关因子的提取与规则化,得到滑坡预测模型的主要输入因子,并将因子输入到机器学习模型中进行预测。三、本文将模型因子和滑坡形变位移量进行数据预处理和维度构造后,对模型的batch_size、epoch、hidden_size、time_step等主要参数通过试错法进行分析,针对LSTM模型在研究数据上的过拟合现象进行L1、L2正则化和函数梯度优化,并指出相对最优的正则化和梯度优化函数的选择;同样对支持向量机进行简单地优化,并对其进行了主要的不同核函数的性能对比和选择。最终得到研究区1、2号滑坡形变位移量及相关因子数据的预测模型的拟最优参数。通过模型得到最终的滑坡形变位移量预测值,并且对浅层机器学习SVM和深度学习LSTM两个不同的模型的预测值进行对比分析。最终获取与实地滑坡不仅较为吻合、而且精度和可靠性较高的结果。根据上述研究得到的较可靠的预测结果,通过机器学习将滑坡形变量与滑坡影响因子结合起来进行预测分析,为相关领域的研究提供了一定的参考价值和科学依据,为山西省防灾增添一份力量,为全国地质灾害实现云平台提供科学依据。
其他文献
[目的]探讨椎管内肠源性囊肿的手术治疗及预后分析,为以后的临床诊疗提供相应的参考。[方法]回顾性剖析昆明医科大学云大医院在2013年2月至2019年3月收治的10例椎管内肠源性
目的:已经证明甘氨酸通过NMDA2A受体(NMDA2AR)和甘氨酸受体(GlyR)发挥神经保护作用,但甘氨酸在胞内的神经保护作用却少有研究。本课题首先检测缺血性脑损伤后神经元胞内甘氨
地下煤火的分布和发展状态多变,隐蔽煤火的探测是世界难题。磁法探测技术是煤层隐蔽火源探测的重要方法。但磁法探测隐蔽火源的机理认识不够,导致磁法探测结果解释出现偏差和
否定是非问句是口语交际中常用的问句句式之一。因其在英、汉语中从句法、语义、语用等层面均体现出差异,尤以答语的差异最为明显,这使得中国大学生英语学习者在对此类问句作
交通运输系统作为关键基础设施系统之一,其面临的各种内外部扰动会带来巨大损失,因此,提高交通运输系统的可靠性至关重要。随着复杂网络理论的快速发展,越来越多的学者将交通运输系统抽象为网络,采用网络分析的方法和工具对其结构特性、运行规律、演变特征进行挖掘。对于交通运输网络的可靠性,学者们分别从结构和运行提出了一系列可靠性指标。然而,较少学者在研究交通运输网络可靠性时考虑其地理特征与时变特征的影响,需要提
目的:研究针灸预处理激活Janus激酶(JAK)信号转导与转录激活因子(STAT)途径(JAK/STAT通路)从而发挥缺血再灌注损伤的保护作用的机制。方法:利用随机分配的方法将SD大鼠分为4
目的本课题旨在以慢性肾衰竭早中期患者为研究对象,运用自研中药汤剂延缓肾衰进程,观察中药汤剂对慢性肾衰竭患者的血清CTGF的影响及临床疗效,探讨中药汤剂治疗慢性肾衰的作
E690钢作为海洋工程用钢,在服役中将受到环境与工况产生的交变应力的作用,这将对其服役安全产生影响。本工作对不同频率、应力比弹性交变应力下E690钢在3.5wt%NaCl溶液中的各
酸法地浸采铀技术是我国早期铀矿开采的主流技术。目前我国西南和西北地区有多座酸法地浸铀矿山已经退役或即将退役。这些酸法地浸铀矿山主要采用硫酸浸出工艺,采区退役后,地
2K-V(日本称RV)型减速机是一种新型的摆线针轮传动机构,由于其传动精度高、传动比大等特点,在工业机器人等高精度领域中得到了越来越广泛的应用。2K-V型减速机零件数量多且结