论文部分内容阅读
我国是一个滑坡地质灾害多发的国家,近些年来开展的县市地质灾害详细调查及地质灾害研究等工作积累了大量的历史滑坡灾害及其相关数据,然而从这些历史滑坡灾害数据中挖掘出有效的知识或规则往往较少,造成“数据富有但知识贫乏”。因此迫切需要从历史滑坡灾害数据中挖掘出相关知识和规则,为灾害预警预报防灾减灾服务,实现由数据向知识的升华。区域滑坡的空间预测,其指标体系的科学合理确定是一个非常棘手的问题。现阶段的滑坡因子的选取和分级,主要依靠经验判定和专家分级的定性指导定量方法,具有很强的主观性,而且因子之间没有建立起有机的联系,易于导致大的数据冗余,也不适合大范围的计算机精确模拟、监测、预报和综合分析。针对以上问题,本文将粗糙集理论运用到该领域,粗糙集理论是一种刻画不完整性和不确定性的数学工具,它能有效地分析和处理不精确、不一致和不完整等各种不完备信息,并从中发现隐含的知识,揭示潜在的规律。选取北川县为研究区域,计算各影响因子各区间的滑坡敏感性系数,按敏感性系数对滑坡因子进行分级。结合粗糙集理论计算震前滑坡影响因子的重要性系数及其权重,对滑坡影响因素进行约简,挖掘出粗集理论下的决策规则。本文是将粗糙集理论运用到地质灾害领域的一种尝试与探索,其主要研究内容和成果有:(1)在前人的研究基础上,对空间数据挖掘体系与方法进行了归纳总结,对粗糙集理论及基础知识进行了简单的介绍。(2)利用GIS空间统计、叠置分析、缓冲区分析等强大的空间分析功能,对北川县震前滑坡的空间分布规律和特征进行了分析,并分析了北川县震前滑坡影响因素。结果表明,北川县震前滑坡在各个行政区及各个坡向上分布较为均一,多分布于高程800~1600米,坡度20°~45°范围内,在河流沿岸及公路沿线呈线状分布,且分布数量随距离的增加而减少;在林地与山地丘陵旱地、志留系上中统茂县群地层、年均降雨量1340至1440毫米的区域分布较多。(3)选取高程、坡度、河流影响距离、公路开挖影响距离、年均降水量、岩组、断层、土地利用类型作为北川县震前滑坡影响因子,计算各因子各区间的滑坡敏感性系数,按敏感性系数对滑坡各影响因素的进行分级,从而避免人为主观的分级,使得影响因子的分级更有效更合理。(4)通过GIS技术对北川县进行格网单元的划分并按滑坡影响因子状态划分表对格网单元进行赋值,通过格网单元的属性表构建滑坡二维决策信息表,结合粗糙集理论对二维决策信息表进行分析和挖掘,包括滑坡二维决策信息表近似性分析、核的计算、属性的约简、条件属性重要性及权重计算及导出滑坡和非滑坡的决策规则。结果表明:所选的8个条件属性(滑坡影响因子)对决策属性(滑坡与非滑坡)都是必要的影响因素,是决策属性的核。8个条件属性中属性的重要性和权重大小依次是土地利用类型(0.252)、年均降雨量(0.229)、高程(0.141)、坡度(0.123)、河流影响距离(0.109)、岩组(0.072)、公路开挖影响距离(0.058)、断层(0.015)。生成的规则中Rule90,103,107,108,129,142,126,155这8条匹配频率较高的规则具有一定的价值。