基于正则化思想的tilt-Euler法在边缘深度反演中的应用 被引量：1

1

作者 罗新刚 王万银 《吉林大学学报（地球科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期633-646,共14页

地质体边缘深度在重、磁位场数据半定量解释中起着至关重要的作用。由于重、磁异常及其各阶导数均满足欧拉齐次方程,tilt-Euler法在边缘深度反演方面备受青睐。然而,当重、磁异常的总水平导数或者总梯度模等于0时,倾斜角的一阶导数无法... 地质体边缘深度在重、磁位场数据半定量解释中起着至关重要的作用。由于重、磁异常及其各阶导数均满足欧拉齐次方程,tilt-Euler法在边缘深度反演方面备受青睐。然而,当重、磁异常的总水平导数或者总梯度模等于0时,倾斜角的一阶导数无法计算,导致倾斜角不能满足欧拉方程,tilt-Euler法无法使用。为了解决此问题,本文基于正则化思想,对倾斜角的一阶导数进行修改,使得重、磁异常的总水平导数或者总梯度模等于0时,倾斜角的一阶导数依然可以计算,修改后的倾斜角导数依然满足欧拉方程,称改进的方法为rtilt-Euler法;同时利用识别精度更高的归一化总水平导数垂向导数(NVDR-THDR)边缘识别方法对反演结果进行约束,剔除偏离边缘位置的坏点。理论模型试验结果表明,改进后的方法消除了重、磁异常总水平导数或者总梯度模很小或者等于0时,倾斜角导数无法计算以及反演结果不稳定的问题。将该方法应用到澳大利亚奥林匹克坝氧化铁铜金矿床边缘深度反演中,反演结果显示氧化铁铜金矿床边缘深度主要集中在0~100 m和100~200 m这两个深度段内,与沉积物剖面显示的矿床边缘深度0~200 m相符,证明了该方法的有效性。 展开更多

关键词 地质体边缘深度 重磁位场 正则化 rtilt-Euler NVDR-THDR

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于信息量耦合卷积神经网络的黄土高原滑坡灾害空间分布与易发性评价——以河南省济源市为例

2

作者 邓杰 邓杨 +2 位作者 乔少南 王沙沙 孔嘉旭 《地质与资源》 2024年第6期836-845,835,共11页

通过野外调查和资料收集,选择地形地貌、基础地质、气象水文、人类活动、岩土体性质以及植被覆盖共计18个影响因子,基于信息量模型和卷积神经网络模型构建耦合模型对河南省济源市开展滑坡易发性评价研究,利用GIS空间分析量化了滑坡空间... 通过野外调查和资料收集,选择地形地貌、基础地质、气象水文、人类活动、岩土体性质以及植被覆盖共计18个影响因子,基于信息量模型和卷积神经网络模型构建耦合模型对河南省济源市开展滑坡易发性评价研究,利用GIS空间分析量化了滑坡空间分布特征.结果表明,研究区滑坡灾害整体呈聚集分布,具有多个核密度高值中心;滑坡极低、低、中、高和极高易发性区面积占比分别为45.04%、34.58%、8.67%、9.12%和2.57%.极高和高易发区主要特征为断层发育、地质环境脆弱以及水力侵蚀.中易发区滑坡密度最高,为0.804个/km^(2).ROC曲线和AUC值表明评价结果准确性较好,耦合模型预测能力具有可靠性.滑坡影响因子敏感度分析前五位分别为距道路距离、距断层距离、坡向、地形粗糙度以及侵蚀程度和类型.本研究可为黄土高原城镇滑坡地质灾害的预测和防治工作提供科学依据. 展开更多

关键词 滑坡 易发性评价 信息量 卷积神经网络 地质灾害 黄土高原

在线阅读 下载PDF 职称材料

“9·17”灞桥灾难性黄土滑坡形成因素与运动模拟 被引量：27

3

作者 庄建琦 彭建兵 +1 位作者 李同录 汪发武 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2015年第4期747-754,共8页

持续性强降雨是诱发黄土滑坡的主要因素。2011年9月份的持续强降雨达到50a来最大值,在陕西省关中地区诱发了多处滑坡,造成交通中断,带来了严重灾难。尤其9月17日发生于白鹿塬的灞桥滑坡（＂9·17＂灞桥滑坡）,共造成32人伤亡的灾难... 持续性强降雨是诱发黄土滑坡的主要因素。2011年9月份的持续强降雨达到50a来最大值,在陕西省关中地区诱发了多处滑坡,造成交通中断,带来了严重灾难。尤其9月17日发生于白鹿塬的灞桥滑坡（＂9·17＂灞桥滑坡）,共造成32人伤亡的灾难性滑坡事件。为了揭示滑坡成因和运动过程,通过对＂9·17＂灞桥滑坡灾害的调查和分析,揭示了灾害的特点和诱发因素,通过滑坡运动模拟还原了其运动过程和成灾范围。（1）＂9.17＂灞桥滑坡体相对高度大约90m,宽170m,滑动厚度约10m;滑动方向为60°,滑动距离约150m,总方量约15×104m3;滑坡共发生3次滑动,滑动方量分别为9.5×104m3、3.5×104m3和2×104m3,平均堆积厚度12m左右;（2）＂9·17＂灞桥滑坡诱发因素主要是长历时的强降雨、开挖后的高陡边坡和特殊的黄土结构性。充足的前期降雨和当日的强降雨是滑坡发生的主要激发因素;开挖后形成的高陡边坡发育一系列裂隙,促使滑坡的发生;裂隙的产生为降雨的优势渗流提供了通道,加速了滑坡的发生。（3）利用LS_RAPID对＂9·17＂灞桥滑坡进行模拟,根据模拟结果,滑坡可以分为3个阶段,起动加速滑动阶段（0～7.5s）,沿x方向速度从0迅速增加到4.9m·s-1,沿y方向速度从0迅速增加到8.4m·s-1;滑坡体在这一阶段共滑动了65m;减速滑动极端,速度开始降低（7.5～14s）,x、y方向的平均速度分别降到1.5m·s-1和2.5m·s-1,滑坡在这一阶段向前运动了50m;堆积停止阶段（15～28.6s）,滑坡运动速度持续降低,堆积厚度逐渐变薄,滑坡体共向前滑动了175m,滑坡最大堆积厚度为14m,与野外调查结果基本一致。结果对认识和研究此类滑坡成因机理具有重要的借鉴意义,也可为今后该地区防灾和减灾提供参考。 展开更多

关键词 “9·17”灞桥滑坡 滑坡特征 诱发因素 LS_RAPID 模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

细颗粒迁移在泥石流形成过程中的作用 被引量：7

4

作者 庄建琦 崔鹏 +1 位作者 胡凯衡 陈晓清 《山地学报》 CSCD 北大核心 2015年第6期713-720,共8页

针对松散物质异常丰富孕灾环境条件下泥石流的形成过程和泥沙来源,设计了人工降雨条件下泥石流形成试验,主要获得以下结果:1.震后孕灾环境条件下泥石流的形成首先需要细颗粒的起动,然后夹杂大颗粒运动,径流量快速增加,并伴随着沟道堵塞... 针对松散物质异常丰富孕灾环境条件下泥石流的形成过程和泥沙来源,设计了人工降雨条件下泥石流形成试验,主要获得以下结果:1.震后孕灾环境条件下泥石流的形成首先需要细颗粒的起动,然后夹杂大颗粒运动,径流量快速增加,并伴随着沟道堵塞-溃决现象,形成阵性泥石流;此后随着细颗粒的迁移,沟道粗化现象严重,泥石流现象逐渐消失。2.坡面首先对降雨开始响应,发生崩塌形成堰塞体,对沟道侵蚀产生较大影响,并伴随着坝体松散物质溃决向下游迁移。3.泥石流的泥沙主要来源于沟道中下游,其次是沟道中上游和源头坡面,三处的泥沙来源占到70%以上。4.土体对降雨的响应明显,孔隙水压力和含水量在不同时间段和不同部位变化曲线具有明显差异,并出现一定的波动特征,其不仅受到降雨的影响,同时对土体细颗粒含量和土体结构也有明显响应。5.细颗粒在泥石流的形成过程中扮演者非常重要的角色,其位移和汇集均对流域地形的演化和泥石流的形成产生影响。在泥石流形成预报时,应考虑土体细颗粒含量,不同的细颗粒含量其泥石流起动时临界含水量和孔隙水压力差异较大。 展开更多

关键词 泥石流形成 泥沙来源 REE 孔隙水压力 含水量

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于水文模型泥石流汇流预测——以蒋家沟一级支沟大凹子沟泥石流为例 被引量：7

5

作者 庄建琦 崔鹏 郭晓军 《灾害学》 CSCD 北大核心 2013年第2期55-59,共5页

泥石流是山区常见的自然现象,每年都会带来严重的经济损失和人员伤亡,严重影响到山区的经济发展。合理的预报成为一项经济有效的重要减灾手段,但是对于泥石流汇流过程的预报还没有一个科学有效的方法。利用SCS模型结合ARCGIS技术,初步... 泥石流是山区常见的自然现象,每年都会带来严重的经济损失和人员伤亡,严重影响到山区的经济发展。合理的预报成为一项经济有效的重要减灾手段,但是对于泥石流汇流过程的预报还没有一个科学有效的方法。利用SCS模型结合ARCGIS技术,初步探索泥石流汇流过程,对泥石流汇流过程和最大流量进行预测;并选择泥石流多发区大凹子沟小流域作为研究对象,根据实际泥石流汇流过程对模拟结果进行对比,主要获得如下认识:①采用ARC-SCS模型对1999年6月16日发生的泥石流汇流过程进行初步预测,结果显示,最大清水流量为16.31 m3/s,泥石流最大流量为51.98 m3/s,计算的泥石流最大流量与实际调查结果误差仅为9.2%;②泥石流的整个汇流过程持续约为40 min,根据野外实际调查结果来看,泥石流汇流过程计算误差较小。可见基于分布式水文模型泥石流流量预测具有一定的应用意义,预测结果可以促进泥石流工程防治的开展,为泥石流防治和预报提供基础。 展开更多

关键词 泥石流 汇流 ARC-SCS模型 水文模型 大凹子沟

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于数值模拟的戈龙布滑坡‒堵江‒溃决洪水地质灾害链动力学过程重建 被引量：4

6

作者 贾珂程 庄建琦 +6 位作者 占洁伟 王世宝 牛鹏尧 牟家琦 王杰 郑佳 付玉婷 《地球科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期3402-3419,共18页

以全新世戈龙布古滑坡堵江溃决洪水地质灾害链为例,采用野外调查、PFC3D滑坡动力学数值模拟和HEC-RAS溃决洪水模拟,再现了该滑坡滑‒堵‒溃灾害链全过程.首先通过野外调查查明了该滑坡的特征,戈龙布滑坡总体积约7.92×10^(7)m^(3),主... 以全新世戈龙布古滑坡堵江溃决洪水地质灾害链为例,采用野外调查、PFC3D滑坡动力学数值模拟和HEC-RAS溃决洪水模拟,再现了该滑坡滑‒堵‒溃灾害链全过程.首先通过野外调查查明了该滑坡的特征,戈龙布滑坡总体积约7.92×10^(7)m^(3),主滑方向为NW335°,最大滑动距离为2.3 km,最大堆积厚度约150 m.利用离散元软件对该滑坡启动和堆积过程模拟,戈龙布滑坡滑动过程持续了103 s,最大速度可达57 m/s,且在滑动过程中呈现出破碎程度区域差异性的运动学特性;大部分颗粒在运动过程中保持了其原始的位置顺序,堆积体物质特点为单个颗粒与块体团簇共存,破碎作用较弱.滑坡堆积体面积约为1.8×10^(6)m^(2),鞍部高143 m,左岸、右岸高程分别为2030 m和2063 m.滑坡堵塞黄河形成的堰塞坝厚度达143 m,上游形成面积为128 km^(2)、库容为4.87×10^(9)m^(3)的堰塞湖.通过模拟不同溃坝程度(15%、25%、50%和75%)下洪水演进过程,溃口下泄流量在30 mins内迅速增大达到一个顶峰,然后呈缓速减小;溃口最大峰值流量分别为15137.9 m^(3)/s、52192.9 m^(3)/s、157375.5 m^(3)/s和326703.6 m^(3)/s,并分析了下游各断面的洪峰流量和水位特征.讨论了洪水演进与喇家遗址的关系,发现在25%溃坝时,溃口洪峰流量为52192.9 m^(3)/s,喇家遗址处水深为27.1 m;75%溃决时,到达二里头遗址的最大流量相当于黄河百年一遇洪水流量.研究结果对开展黄河上游古滑坡动力学过程和溃决洪水研究具有一定的参考. 展开更多

关键词 黄河 积石峡 堰塞湖 溃坝 喇家遗址 工程地质 灾害防治

原文传递

基于深度学习的CZ铁路康定—理塘段滑坡易发性评价 被引量：21

7

作者 王世宝 庄建琦 +3 位作者 郑佳 牟家琦 王野 付玉婷 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2022年第3期908-919,共12页

CZ铁路康定至理塘段地处青藏高原东部边缘,区域内地形地貌多变、地质构造复杂,滑坡灾害极其发育,严重威胁着CZ铁路康定至理塘段的规划建设和未来安全运行。因此,选取高程、坡向、平面曲率、剖面曲率、地形起伏度、地表切割度、地形湿度... CZ铁路康定至理塘段地处青藏高原东部边缘,区域内地形地貌多变、地质构造复杂,滑坡灾害极其发育,严重威胁着CZ铁路康定至理塘段的规划建设和未来安全运行。因此,选取高程、坡向、平面曲率、剖面曲率、地形起伏度、地表切割度、地形湿度指数、归一化植被指数、岩性、距断层距离、距河流距离、距道路距离共计12个影响因子构建滑坡空间数据库,采用深度学习的卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)模型进行滑坡易发性评价,根据易发性指数将研究区划分为极高易发区(13.76%)、高易发区(14.00%)、中易发区(15.86%)、低易发区(18.17%)、极低易发区(38.21%)5个等级,并与人工神经网络(artificial neural network,ANN)模型进行对比。结果表明,CNN模型的评价精度AUC(0.87)大于ANN(0.84)模型,且极高易发区的频率比值高于ANN模型,CNN模型在本研究区有着更高的预测能力;极高和高易发区主要分布在水系较为发育的地区,沿着雅砻江和其他河流两侧2 km范围内呈带状分布。滑坡易发性评价结果较好地反映了研究区滑坡灾害发育的分布现状,能够为该区的CZ铁路建设和未来安全运行过程中的防灾减灾工作提供科学的依据。 展开更多

关键词 CZ铁路 滑坡 易发性评价 卷积神经网络 深度学习

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于频率比与集成学习的滑坡易发性评价——以金沙江上游巴塘—德格河段为例 被引量：20

8

作者 王世宝 庄建琦 +3 位作者 樊宏宇 牛鹏尧 贾珂程 王杰 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2022年第3期817-828,共12页

金沙江上游巴塘—德格河段地处青藏高原东部,该区地质、地形、地貌极其复杂,滑坡灾害最为发育,开展区域滑坡易发性评价对防灾减灾工作有着重要的意义。本文以金沙江上游巴塘—德格河段为研究区,在滑坡编录与野外实际调查的基础上,通过... 金沙江上游巴塘—德格河段地处青藏高原东部,该区地质、地形、地貌极其复杂,滑坡灾害最为发育,开展区域滑坡易发性评价对防灾减灾工作有着重要的意义。本文以金沙江上游巴塘—德格河段为研究区,在滑坡编录与野外实际调查的基础上,通过对滑坡分布规律和影响因素分析,选取高程、坡度、坡向、曲率、地形起伏度、地表切割度、地表粗糙度、地层岩性、断层、水系和道路等11个影响因子,构建了滑坡易发性评价指标体系。利用皮尔森系数去除高相关性影响因子,运用频率比方法定量分析各个因子与滑坡发育的关系。通过频率比模型选取非滑坡样本,采用集成学习算法模型进行滑坡易发性评价,根据易发性指数将研究区划分为极高易发区、高易发区、中易发区、低易发区及极低易发区5个等级。由滑坡易发性分区图和ROC曲线表明,高和极高易发区主要沿金沙江沿岸和沟谷分布,随机森林模型的成功率曲线下面积AUC=0.84,历史滑坡灾害位于高-极高易发区的灾害数占总滑坡数的84.8%,梯度提升树模型的成功率曲线下面积AUC=0.79,历史滑坡灾害位于高-极高易发区灾害数占总滑坡数的79.3%。由AUC值和历史灾害的分布可知,随机森林模型比梯度提升树模型在本研究区滑坡易发性评价中有着更好的评价精度和更高的预测能力。 展开更多

关键词 滑坡灾害 集成学习 频率比模型 滑坡易发性 金沙江上游

在线阅读 下载PDF 职称材料

聚丙烯酸钠混合剂固化黄土特性研究 被引量：5

9

作者 牛鹏尧 庄建琦 +3 位作者 贾珂程 赵勇 贾艳军 王世宝 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2022年第4期1028-1035,共8页

黄土堆积松散、湿陷性强且极易被侵蚀的特性导致滑坡、泥石流、水土流失等地质灾害在黄土高原频发。为了缓解当今黄土地区土壤侵蚀,减少地质灾害的发生,本文利用聚丙烯酸钠混合剂对甘肃董志塬重塑黄土进行固化改良。通过室内崩解试验、... 黄土堆积松散、湿陷性强且极易被侵蚀的特性导致滑坡、泥石流、水土流失等地质灾害在黄土高原频发。为了缓解当今黄土地区土壤侵蚀,减少地质灾害的发生,本文利用聚丙烯酸钠混合剂对甘肃董志塬重塑黄土进行固化改良。通过室内崩解试验、渗透试验、水流冲蚀试验和三轴压缩试验等手段分析了不同配比下固化黄土的特性差异。结果显示,在经聚丙烯酸钠混合剂固化后,土体抗剪切破坏和水稳性能随着配比的提高而增大。当土体经聚丙烯酸钠混合剂浓度为3.5%的试剂固化后,固化效果趋于最佳,相比未加固土抗崩解和抗冲蚀性能均大幅提高,7次干湿循环后崩解率仅为1.15%,土体剪切破坏时的主应力差在100kPa、200kPa、300kPa围压下分别提高25.29%、28.23%、22.48%,渗透系数降低217.41倍。结合三轴试验数据、粒径级配和场发射扫描电镜从微观结构进行现象和机理解释,聚丙烯酸钠混合剂可将土粒包裹黏接,使土体中细小颗粒团聚在一起,从而改变土体粒径级配,促使土体黏聚力及内摩擦角增大,增强土体抗剪切性能,提高土体水稳性。聚丙烯酸钠混合剂对黄土的固化改良效果良好,将为缓解黄土高原地区土壤侵蚀,防灾减灾提供新方法。 展开更多

关键词 黄土改良 聚丙烯酸钠 水稳性 力学机制 微观结构

在线阅读 下载PDF 职称材料

土壤侵蚀对土地利用和降雨变化响应和空间分布特征——以金沙江一级支流小江流域为例 被引量：12

10

作者 庄建琦 葛永刚 《长江流域资源与环境》 CAS CSSCI CSCD 北大核心 2012年第3期288-295,共8页

全球变化引起了一系列环境效应,土壤侵蚀是全球变化最为敏感环境效应之一。选择生态极其脆弱区小江流域作为研究对象,通过遥感影像和雨量站点获取3期土地利用和降雨变化信息,结合区域基础地理信息数据,利用通用土壤流失方程(USLE模型)... 全球变化引起了一系列环境效应,土壤侵蚀是全球变化最为敏感环境效应之一。选择生态极其脆弱区小江流域作为研究对象,通过遥感影像和雨量站点获取3期土地利用和降雨变化信息,结合区域基础地理信息数据,利用通用土壤流失方程(USLE模型)对该区域土壤侵蚀对土地利用和降雨变化的响应进行了分析。研究表明:(1)降雨量在1981～1990年为降雨量较小年份,1991～2000年为降雨量较大时间段,2001～2005年降雨量开始急剧减少;(2)1987、1995和2005年的平均侵蚀量分别为:70.58、80.08和79.81t/(hm2.a),中度侵蚀以上面积分别占总面积的29.92%、33.83%和33.18%,其中极强度侵蚀分别占9.15%、12.81%和12.63%;(3)在分布特征上,强度侵蚀和极强度侵蚀主要分布在小江流域的中下游地段。极强度侵蚀主要分布在中海拔区域(1 600～2 800m),所占的比例呈持续下降的趋势,但在高海拔区域,极强度侵蚀呈增加趋势;同时,极强度侵蚀集中分布在高坡度段(>35°)上,占其面积的85%以上,且呈持续增加趋势,在中坡度段(15°～35°)上,极强度侵蚀呈现明显的减少趋势。USLE模型可以较好的反映出全球变化条件下土壤侵蚀效应,为合理开发土地资源和人类经济活动提供科学依据。 展开更多

关键词 土壤侵蚀 土地利用和降雨变化 USLE模型 小江流域

原文传递

结合地物空间特性的高光谱图像分类方法研究 被引量：2

11

作者 韩玲 张若岚 谢秋昌 《测绘科学》 CSCD 北大核心 2011年第3期150-151,共2页

以往的高光谱或多光谱图像分类与识别,往往只关注像元光谱维上的特性,其一切特征统计也只在光谱及波段维上展开。但是自然界的复杂性、混合像元问题的存在,仅靠像元的光谱特性是不够的,常会出现"麻点"现象。针对这一问题,本... 以往的高光谱或多光谱图像分类与识别,往往只关注像元光谱维上的特性,其一切特征统计也只在光谱及波段维上展开。但是自然界的复杂性、混合像元问题的存在,仅靠像元的光谱特性是不够的,常会出现"麻点"现象。针对这一问题,本文提出一种结合地物空间特性的高光谱图像分类方法,其分类过程可以分为两个阶段,第一阶段是基于像元光谱特性的图像分类,获得影像分类图;第二阶段是针对第一阶段的分类结果,结合地物空间特性进行空间后分类处理。试验研究结果表明,该方法能够保持地块的连续性和均一性,同时克服了"麻点"现象,大大提高分类的精度。 展开更多

关键词 高光谱遥感 高光谱图像分类 混合像元 地物光谱特性 地物空间特性

原文传递

基于环剪试验的黄土滑坡失稳机理研究 被引量：4

12

作者 郑佳 庄建琦 +4 位作者 孔嘉旭 王世宝 王杰 付玉婷 牟家琦 《干旱区资源与环境》 CSSCI CSCD 北大核心 2022年第3期151-156,共6页

黄土滑坡启动变形受到外界因素影响显著,宏观上表现为累积位移-时间曲线呈不同形式增长特征。为了研究不同应力水平下黄土滑坡的剪切变形特性和变形机理,文中开展了不同剪应力条件和不同初始剪应力条件下的非饱和黄土环剪试验。试验结... 黄土滑坡启动变形受到外界因素影响显著,宏观上表现为累积位移-时间曲线呈不同形式增长特征。为了研究不同应力水平下黄土滑坡的剪切变形特性和变形机理,文中开展了不同剪应力条件和不同初始剪应力条件下的非饱和黄土环剪试验。试验结果表明:阶跃型滑坡变形过程中,衰减蠕变阶段的变形量呈现逐渐增加趋势,土体由衰减蠕变形态逐渐过渡到非衰减蠕变形态,在达到启动临界应力后呈现出突变状态,具有明显的"触变性"。直线型滑坡变形过程中,土体剪切位移速率和抗剪强度表现出明显的正速率效应;随着剪切位移增加,土体由应变软化特征逐渐转变为应变硬化。结合实例验证了滑坡始终处于"自我调整"状态,外界因素导致滑坡呈现出不同变形行为,试验结果可为黄土滑坡预测预报提供参考。 展开更多

关键词 黄土滑坡 变形特征 环剪试验 阶跃型 直线型

原文传递