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團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)
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地震滑坡概率危險(xiǎn)性評(píng)估技術(shù)規(guī)范
TechnicalSpecificationforProbabilitySeismicLandslideHazardAssessment
(征求意見(jiàn)稿)
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XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實(shí)施
中國(guó)災(zāi)害防御協(xié)會(huì)??發(fā)布
T/XXXXXXX—XXXX
1范圍
本部分規(guī)定了針對(duì)單次地震事件的滑坡概率危險(xiǎn)性評(píng)估的技術(shù)流程、效果評(píng)價(jià)等方面的要求。
本部分適用于在獲取地震災(zāi)區(qū)全面詳細(xì)的同震滑坡數(shù)據(jù)情況下,基于機(jī)器學(xué)習(xí)模型與概率方法得到
地震滑坡概率危險(xiǎn)性評(píng)估結(jié)果。
2規(guī)范性引用文件
下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,
僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本
文件。
3術(shù)語(yǔ)和定義
下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。
3.1地震地質(zhì)災(zāi)害earthquake-inducedgeologicaldisaster
在地震作用下,地質(zhì)體變形和破壞所引起的災(zāi)害。[GB17741-2005,定義3.23]
3.2崩塌災(zāi)害avalanchedisaster
指陡峻斜坡上的巖土體在地震作用下突然脫離母體,迅速崩落滾動(dòng),而后堆積在坡腳或溝谷,危害
人類(lèi)生命財(cái)產(chǎn)安全的災(zāi)害。[DZ0238-2004,定義3.6]
3.3地震滑坡危險(xiǎn)性評(píng)估probabilisticseismiclandslidehazardassessment
地震滑坡危險(xiǎn)性評(píng)估是指在地震影響下,研究區(qū)內(nèi)在當(dāng)?shù)氐匦蔚刭|(zhì)等條件下發(fā)生滑坡的可能性大小,
通過(guò)預(yù)測(cè)滑坡空間概率的分布,有效開(kāi)展地震滑坡防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)工作。
3.4地震滑坡發(fā)生概率theoccurrenceprobabilityofcoseismiclandslides
地震事件所觸發(fā)的所有的滑坡總面積與滑坡分布面積的比值。得到的地震滑坡發(fā)生概率,是表達(dá)預(yù)
測(cè)滑坡的區(qū)域范圍的大小。換句話(huà)說(shuō),滑坡發(fā)生概率與空間范圍相關(guān)。
3.5機(jī)器學(xué)習(xí)machinelearning
機(jī)器學(xué)習(xí)是一門(mén)人工智能的科學(xué),該領(lǐng)域的主要研究對(duì)象是人工智能,特別是如何在經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)中改
善具體算法的性能。
3.6貝葉斯概率思想Bayesianprobability
通過(guò)經(jīng)驗(yàn)、客觀數(shù)據(jù)甚至是主觀數(shù)值來(lái)設(shè)定“先驗(yàn)概率”,觀察到某種“行為”,并且根據(jù)這種行
為對(duì)先驗(yàn)概率造成的影響來(lái)設(shè)定“條件概率”,根據(jù)觀察到的行為,排除先驗(yàn)概率中的某些可能性最后
將先驗(yàn)概率更新為“后驗(yàn)概率”。
3.7地震滑坡易發(fā)性分級(jí)Earthquake-inducedlandslidesusceptibilityclassification
以等級(jí)的方式劃分地震造成的地質(zhì)災(zāi)害活動(dòng)程度基本規(guī)定。
4技術(shù)要求
4.1地震情景確定
收集地震信息,應(yīng)包含烈度分布數(shù)據(jù)、震中位置、震級(jí)大小、發(fā)震斷層等信息。
4.2工作程序
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地震概率危險(xiǎn)性評(píng)估工作程序如下:
——地震滑坡數(shù)據(jù)的篩選和處理;
——地震滑坡因子選擇與處理;
——基于機(jī)器學(xué)習(xí)模型的地震滑坡概率危險(xiǎn)性分析;
——模型精度檢驗(yàn)。
4.3研究區(qū)域的選擇與界定
根據(jù)烈度分布數(shù)據(jù)確定評(píng)估區(qū)域的范圍。所有數(shù)據(jù)統(tǒng)一坐標(biāo)。
明確研究區(qū)域的地理范圍,確保包含了可能受到地震滑坡影響的所有地區(qū)。
考慮地質(zhì)、地形、降雨等因素,以確定評(píng)估的空間范圍。
4.3.1地震滑坡數(shù)據(jù)處理
收集高分辨率的地形數(shù)據(jù)、地質(zhì)地圖、地震活動(dòng)數(shù)據(jù)等。
對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量控制,處理噪聲、缺失值和不一致性。確保數(shù)據(jù)的時(shí)效性和完整性。
同震滑坡分布數(shù)據(jù)為面要素標(biāo)識(shí)的數(shù)據(jù),不區(qū)分地震滑坡的源區(qū)、運(yùn)動(dòng)區(qū)與堆積區(qū),地震滑坡數(shù)據(jù)
不應(yīng)當(dāng)存在地震滑坡調(diào)查空區(qū),應(yīng)當(dāng)真實(shí)、客觀、全面的反映地震滑坡的情況。
將滑坡區(qū)域賦值為1,將非滑坡區(qū)域賦值為0。
4.3.2地震滑坡影響因子選擇
地震滑坡影響因子選擇對(duì)概率危險(xiǎn)性評(píng)估結(jié)果十分重要,應(yīng)綜合考慮地形、地質(zhì)、地震、構(gòu)造、地
貌、水文等多個(gè)影響因素。對(duì)于巖性等數(shù)據(jù),可處理為分類(lèi)變量數(shù)據(jù)
4.4地震滑坡概率危險(xiǎn)性評(píng)估訓(xùn)練樣本的選擇
模型的訓(xùn)練樣本選擇需要保證滑坡樣本與不滑樣本的比例與實(shí)際區(qū)域中滑坡面積與未發(fā)生滑坡面
積的比例相一致,這樣得到的概率才是地震滑坡的絕對(duì)概率。
采用在整個(gè)研究區(qū)內(nèi)隨機(jī)選點(diǎn)的方式,樣本點(diǎn)落在滑坡面要素內(nèi)的即為滑坡樣本點(diǎn),落在滑坡面之
外的樣本點(diǎn)為非滑坡樣本點(diǎn)。訓(xùn)練樣本的密度應(yīng)保證每平方公里大于10個(gè)樣本,這樣能夠保證概率危險(xiǎn)
性評(píng)估計(jì)算結(jié)果的穩(wěn)定性。
4.5地震滑坡概率危險(xiǎn)性評(píng)估方法選擇
選擇適當(dāng)?shù)牡卣鸹赂怕誓P?,考慮模型的適用性和可靠性。
在模型選擇時(shí),考慮地質(zhì)條件、地形特征、歷史地震事件等因素
常用機(jī)器學(xué)習(xí)模型都可作為地震滑坡概率危險(xiǎn)性評(píng)估的模型選擇,這里以常用的邏輯回歸方法為代
表介紹。
地震滑坡概率危險(xiǎn)性評(píng)估方法應(yīng)考慮滑坡與其環(huán)境影響因子的關(guān)系,結(jié)合GIS空間分析功能,采用
機(jī)器學(xué)習(xí)模型建立二者之間的關(guān)系,開(kāi)展定量化分析研究,得到定量關(guān)系式,進(jìn)而推廣到整個(gè)研究區(qū)得
到概率危險(xiǎn)性分析結(jié)果。
以邏輯回歸模型為例,該模型考慮一個(gè)二分類(lèi)名義變量,例如將滑坡的觸發(fā)和未觸發(fā),可以用1和0
代表兩種不同的狀態(tài)?;掳l(fā)生的概率函數(shù)的數(shù)值介于0~1之間,將其視為因變量(滑坡影響因子)
的條件概率分布,得到式(1)和式(2)
f(z)(1)
Z=?+