库岸消落带滑坡编目及危险性评价机器学习模型应用研究

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三峡库区地质灾害频发,库岸两侧消落带边坡一旦发生失稳,对库区人民造成巨大的生命财产损失,大量山体涌入江内,将造成涌浪、堵塞航道甚至摧毁大坝等次生灾害。滑坡危险性评价对滑坡灾害的防治、规避有着重要意义,同时对消落带的开发利用或生态恢复等工作皆有一定的指导作用。本文以典型消落带奉节地区为代表,对奉节段江岸滑坡密度做了统计,确定了消落作用对岸坡的影响范围,对历史滑坡进行了编目,选取了高程、坡度、剖面曲率、归一化植被指数、坡向、坡位、微地貌、坡体结构类型、土地利用、距道路距离、距江面距离、岩性、凹凸坡型、支干流交汇共14个致灾因子构建评价指标体系,以机器学习模型量化发生滑坡的概率,结合可能造成的损失来评价区域危险性。主要研究工作和成果如下:(1)通过对库岸地灾密度统计分析,研究表明水位涨落对库岸坡体的影响范围在距江面400m以内。确定了以175水位面缓冲400m范围以及消落区为研究范围。(2)结合资料查询、现场踏勘、遥感解译等方法对研究范围内历史滑坡进行了编目,并对研究范围内部分滑坡进行了形态特征、滑坡规模、物质组成、失稳诱因等分析。研究范围内滑坡可分为基岩滑坡和松散堆积型滑坡,主要诱因为水位涨落、降雨、工程活动影响;(3)根据滑坡特征和逻辑性、可行性、代表性等原则选取14个致灾因子,对连续类因子以自然断点分级和等间距分级两种方法进行分级,离散类和衍生离散类因子进行分类,重分类后构建了两套评价体系。最终结果显示自然断点分级体系最终的预测结果准确度大于等间距分级。(4)以随机森林模型和支持向量机模型对研究范围进行滑坡易发性区划制图,通过比较ROC、AUC、错误率、正确率以及召回率等评价指标选取最优区划结果。相同评价体系下RF模型预测结果更优于SVM模型。(5)选择精度最高的滑坡易发性区划结果,结合研究区内的居民点、道路基础设施、航道,采用栅格计算进行危险性评价。高和较高危险性区域主要分布于长江南岸安平镇、朱衣河口至梅溪河口长江两岸、梅溪河与草堂河河口等区域。
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