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专利号: 2022104141696
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种评估气候变化下降水诱发滑坡灾害损失的评估方法,其特征在于,其步骤如下:步骤一、以区域上各格点的地表特征为预测变量,以区域内的观测站点降水序列数据作为因变量,基于样条函数方法,将粗分辨率的所述区域上各格点观测降水资料插值生成高精度的降水序列空间分布数据;

步骤二、将所述高精度的降水序列空间分布数据与所述预测变量输入到基于物理过程的分布式滑坡稳定性模型中,通过模拟区域范围内各空间格上安全系数达到失稳阈值时候所对应各空间格点的降水量阈值来模拟滑坡灾害危险性区域和影响范围,获得区域各格点不同地表特征导致的不同的诱发滑坡的降水阈值;

步骤三、将所述诱发滑坡的空间分布降水阈值与历史滑坡数据进行对比分析,计算每次诱发历史滑坡的临界降水阈值,并计算历史滑坡数据中诱发各滑坡事件降水阈值的误报率,再通过试错法得到误报率最小的结果,优化导致区域内各空间格点上诱发滑坡发生的降水阈值条件;

步骤四、选取全球24个目前有四种气候变化情景的气候模式及其气候格点数据,所述气候格点数据包括历史格点数据和未来格点数据,将所述历史格点数据按步骤一中的方法处理成高精度的历史降水序列空间分布数据,将所述未来格点数据按步骤一中的方法处理成高精度的未来降水序列空间分布数据;

步骤五、所述历史降水序列空间分布数据与历史地表特征作为条件输入到所述分布式滑坡稳定性模型中,得到不同历史气候模型在各空间格点上诱发滑坡发生的降水阈值;

步骤六、对比步骤五中得到的所述不同历史气候模型在各空间格点上诱发滑坡发生的降水阈值和步骤三中通过观测降水资料得到的所述导致区域内各空间格点上诱发滑坡发生的降水阈值,形成气候模式历史格点降水阈值;

步骤七、基于步骤六中所述气候模式历史格点降水阈值,结合所述基于物理过程的分布式滑坡稳定性模型,模拟得到历史时期滑坡灾害的危险性区域及可能的冲出和影响区域;同时,对比所述不同历史气候模型在各空间格点上诱发滑坡发生的降水阈值,计算得到历史时期各模式在各格点滑坡发生的频次;再统计影响范围内的灾害损失格点数据,结合所述历史时期各模式在各格点滑坡发生的频次,计算得到历史时期不同气候模型在各空间格点上滑坡灾害的影响灾害损失数量,所述历史时期不同气候模型在各空间格点上滑坡灾害的影响灾害损失数量的计算公式如下:其中, 是气候变化情景下历史时期每个格点滑坡灾害的影响灾害损失数量,为每一个格点下标, 为研究区域内所有格点总数, 表示格点 是否位于滑坡影响范围内,若格点 是位于滑坡影响范围内,则 取值为1,否则,取值为0, 为格点 预估发生滑坡灾害的频次, 为格点 所包含的灾害损失数量;

步骤八、选取未来情景下的模拟的承灾体的空间分布,基于步骤六中所述气候模式历史格点降水阈值,按步骤七中的过程,计算得到不同气候模型未来时期在各空间格点上滑坡灾害的影响灾害损失数量,所述不同气候模型未来时期在各空间格点上滑坡灾害的影响灾害损失数量的计算公式如下:

其中, 是气候变化情景下未来时期每个格点滑坡灾害的影响灾害损失数量,为每一个格点下标, 为研究区域内所有格点总数, 表示格点 是否位于未来时期滑坡影响范围内,若格点 是位于滑坡影响范围内,则 取值为1,否则,取值为0, 为格点 未来时期预估发生滑坡灾害的频次, 为格点未来时期所包含的灾害损失数量;

步骤九、评估气候变化下滑坡影响灾害损失的变化,采用多气候模式集合方法计算24个气候模式的集合结果,所述多气候模式集合的计算公式如下:其中, 是多气候模式的集合计算结果,为每一个模式的下标, 为气候模式总个数,赋值 =24, 是第 个气候模式的权重, 为第 个气候模式的结果。

2.根据权利要求1所述的评估方法,其特征在于,步骤一中,所述地表特征包括地形、地表覆盖、地质和土壤特征。

3.根据权利要求2所述的评估方法,其特征在于,步骤一中,所述样条函数方法是基于薄盘样条理论和气候数据曲面拟合理论形成,采用python编程语言调用ANUSPLIN软件实现。

4.根据权利要求3所述的评估方法,其特征在于,步骤二中,所述分布式滑坡稳定性模型是基于无线斜坡的极限平衡方法,模拟降水下渗过程建立滑坡安全系数和降水量之间的关系。

5.根据权利要求4所述的评估方法,其特征在于,步骤三中,所述误报率的公式如下:误报率 = 正确预测滑坡发生次数 / 总的历史滑坡发生次数。

6.根据权利要求5所述的评估方法,其特征在于,步骤三中,还包括验证得到空间分布降水阈值的效果。

7.根据权利要求6所述的评估方法,其特征在于,步骤四中,所述四种气候变化情景分别为SSP1‑2.6、SSP2‑4.5、SSP3‑7.0和SSP5‑8.5,其各路径下预估有灾害损失格点数据。

8.根据权利要求7所述的评估方法,其特征在于,步骤九中,所述多气候模式集合方法中各气候模式集合结果的权重 通过如下公式计算:其中,  是气候模式与观测格点数据的相关性,权重α取值为1 50间的整数,所述气候~

模式与观测格点数据的相关性越高的模式,其所述权重α取值越大。