王志星,沈 茜
(廣西壯族自治區(qū)遙感中心,廣西 南寧 530023)
地質(zhì)災(zāi)害遙感解譯采用人機(jī)交互式解譯為主,遵循“先易后難、先微觀后宏觀、先已知后未知”的原則進(jìn)行。利用國產(chǎn)高分辨率遙感數(shù)據(jù),開展縣域地質(zhì)災(zāi)害及地災(zāi)背景遙感解譯,結(jié)合坡度、構(gòu)造、路網(wǎng)、NDVI、坡向等十個因子進(jìn)行基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)算得出地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價[1]。利用專家打分法,綜合確定各項指標(biāo)的權(quán)重值,疊加因子權(quán)重值,以此來進(jìn)行計算,基于過去地質(zhì)災(zāi)害活動程度、靜態(tài)因素和誘發(fā)因素等指標(biāo),綜合評價地質(zhì)災(zāi)害的危險性。
通過收集博白縣基礎(chǔ)地質(zhì)災(zāi)害、基礎(chǔ)地理和地質(zhì)等相應(yīng)資料,利用2017-2018年度國產(chǎn)高分辨率遙感數(shù)據(jù),通過對比分析,開展縣域1:5萬地質(zhì)災(zāi)害及地災(zāi)背景遙感解譯。以計算機(jī)為主要工作平臺,結(jié)合孕災(zāi)地質(zhì)背景資料,采用二維與三維相結(jié)合的方式,在建立各典型地質(zhì)災(zāi)害遙感解譯特征或解譯標(biāo)志的基礎(chǔ)上,在原始分辨率影像上人機(jī)交互目視解譯?;谶b感影像,可以解譯不穩(wěn)定斜坡、滑坡、地裂縫、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害內(nèi)容。本次調(diào)查利用國產(chǎn)高分辨率遙感數(shù)據(jù)對全縣地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行了1:5萬遙感解譯,共解譯地質(zhì)災(zāi)害點203處。
基于當(dāng)?shù)氐牡匦危骋粎^(qū)域出現(xiàn)滑坡崩塌等地質(zhì)災(zāi)害的可能性是地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性,是這一區(qū)域被未來斜坡運(yùn)動所影響的程度,也就是回答“什么地方最容易發(fā)生滑坡崩塌”的問題。從本質(zhì)上來講,所謂的地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價就是一個映射分析,用數(shù)學(xué)語言來表述就是滑坡易發(fā)性在給定的地質(zhì)環(huán)境條件下斜坡失效的空間發(fā)生概率,即:
表1 地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價影響因子分類狀況
BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通常包含有輸出層、輸入層和幾個隱藏層,隱藏層和輸入層包括多個節(jié)點。采用包含一個輸入層,一個輸出層的三層前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和一個隱藏層作為網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。易發(fā)性的評價因子是輸入層,包含有植被覆蓋、坡度坡向、斷裂構(gòu)造、植被指數(shù)等。用S型函數(shù)計算節(jié)點的作用,
隱藏層節(jié)點數(shù)對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的性能具有一定的影響,隱藏層節(jié)點數(shù)過少則學(xué)習(xí)容量有限,不足以存儲訓(xùn)練樣本中蘊(yùn)涵的所有規(guī)律;隱藏層節(jié)點數(shù)過多則不僅會增加網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練的時間,還會存儲樣本中非規(guī)律性的內(nèi)容,降低其泛化能力。計算隱藏層節(jié)點數(shù)量的公式:
評價地質(zhì)災(zāi)害的危害性主要從以下幾個方面進(jìn)行:第一,分析危險性的頻率,要綜合國內(nèi)外相關(guān)經(jīng)驗,分析地質(zhì)災(zāi)害的頻率與概率,分析概率分布的二項式分布和泊松分布,且要使用泊松分布模型分析博白縣滑坡在不同體積、面積等級上年、年和年的超越概率進(jìn)行計算。第二,把地質(zhì)災(zāi)害的頻率劃分為:間接頻率、絕對頻率和相對頻率,依據(jù)不同的研究需求,選取不用類型的頻率計算方式。第三,綜合人類工程活動和降雨等的觸發(fā)因素和過去地質(zhì)災(zāi)害活動強(qiáng)度指標(biāo)間接的反映地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域發(fā)生概率,區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害在一定時間滑坡發(fā)生的強(qiáng)度與可能性。第四,在地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)評價的基礎(chǔ)上,采用乘積法和綜合法進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害的危險性評價與分區(qū)。地質(zhì)災(zāi)害在時間上可以被近似認(rèn)為是一些隨機(jī)的獨立分布的
式中為評價因子權(quán)重值。評價因子權(quán)重見表2。
表2 地質(zhì)災(zāi)害危險性評價因子權(quán)重
綜上所述,地質(zhì)災(zāi)害屬于破壞性地質(zhì)事件,會威脅人們的生存環(huán)境和生命財產(chǎn)安全。基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對博白縣進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性和危險性評價,按縣為單位編制了地質(zhì)災(zāi)害遙感易發(fā)性評價圖和危險性評價圖,從而掌握了博白縣地質(zhì)災(zāi)害的易發(fā)和危險區(qū)域總體布局,為提前部署和防御地質(zhì)災(zāi)害提供了有利依據(jù)。