基于多源信息融合的地质灾害综合评估数学模型

【摘 要】我国地质灾害频繁发生，通过利用模糊数学模型的方式，建立起基于多源信息融合的地质灾害综合评估数学模型，然后在此综合评估数学模型的基础上，进行有关空间分析、利用其模型中的参数，对地质灾害进行研究和分析。这种地质灾害综合评估数学模型主要应用在某省地质灾害的有关工作中，取得了良好的应用效果，能够准确、及时、科学地评估有关地质灾害。

【关键词】地质灾害；综合评估；数学模型；多源信息融合

在地质灾害的评估工作中，对地质灾害的综合评估和区划是其主要的工作内容之一。同时，地质灾害综合评估中影响其评估和预测的因素非常多，其特点主要是关系非常复杂，范围比较广泛，造成地质灾害的评估工作非常棘手。当下，我国地质灾害的有关评价方式和方法有多种，不仅有传统的分析方法，也有一些统计方法，此外还有易损性和危险性评价的方法，防治工程效益评价方法和风险性评价方法等等。要考虑到地质灾害的具体情况和不同的因素，选择有效的科学解决方案。

1 基于多源信息融合的地质灾害中和评估数学模型的建立

基于多源信息融合的地质灾害综合评估数学模型的构建，对于地质灾害和灾情的评估工作以及区划工作具有重要的意义。通过构件基本的模型，主要是根据具体的地质条件，进行地形和地貌的评价，以及对地质的有关构造、岩土体的各种性质等情况，对一个地区的综合灾害评价区进行专业性评价。不过，还考虑到一些因素的发生，例如对于某一区中如果出现崩塌以及滑坡等现象，要给予足够的重视，本文根据具体的各个区地质的不同情况，进行统计和分析，使每一区内的有关崩塌、滑坡以及各种泥石流、地质塌陷等不同的灾害进行一定权重的向量分析。

然后在不同的灾害地质区的基础上，把评价的区域按照区为单位进行划分、分析和评价，一般情况下按照行政区和县、乡行政区划分。要根据历史进程中的情况进行有效的研究，特别是历史中的地质灾害的有关规模和频次对于评价本地地质灾害的分析具有重要的价值和参考意义。要根据当地具体的地质条件和岩土的性质、以及一些气候的规模和灾害情况进行有效的评价，特别是对于一些人为的情况也要做出潜在的强度分析和评价。此外，还要根据地质灾害的有关潜在强度、加上历史强度中的危险系数进行有效的划分危险等级，然后在此基础之上进行科学的分级区划工作。

在通常情况下，历史强度的评价工作都是选择历史地质灾害的有关密度和规模，以及频次当做进行评价的因子，可以列出有关分析式为：地质灾害强度因子的论域。

Y={规模，密度，频次}，

然后，从中可以分析地质灾害的历史强度评价的数学模型情况。

在进行潜在的强度评价时，需要考虑到潜在强度因子论域，由于地质灾害的发育和岩石的性质关系比较密切，以及和新构造运动、地质的构造以及地貌的类型、山坡的坡度、降雨量、地下水的情况以及矿山、森林覆盖率等各种因素都有重要的因子关系。所以，要对不同的地质灾害以及涉及到的不同的环境因子进行分析和讨论，特别是在潜在强度的评价因子时，更应该慎重地综合性的考虑和分析。

下面就采取层次分析的方法对其进行详细的研究，针对第一层Y={地质条件，地形和地貌的条件，气候环境、植被等条件，其他条件，人为条件}，其中，Y的这几个因素中，都是第一层的条件，此外还可进行第二层的划分因子。主要根据地质灾害的不同种类的不同情况，进行第二层因子条件的划分也有不同的差异。

在建立有关数学模型的情况中，要按照各自地质灾害的不同情况，如地貌地形的条件，地质条件以及气候环境等条件、人为条件等其他条件的各个权重情况，然后在进行综合性分析。对其各个因子的评分情况的出有关地质灾害的潜在强度向量集。

2 进行区划的分类分析情况

在进行区划的分类时，主要是进行危险性分析，在历史强度以及潜在轻度的各种计算下，基本上采用的都是一样的评价单元。所以，能够直接得出有关每个评价单元的危险性指数，即Z=Z1・A1+Zq・Aq。这个关系式中的Z1主要指的是已经评价的历史强度，以及Zq主要指的是潜在强度，而A1以及Aq中，A1主要指历史强度权重，而Aq主要指的是潜在强度权重，这些数值都是由有关专家结合实际经验进行给定的。

其次，为了使各个的评价单元评判的结果也具有可比性，这就应用到上述的有关论域因子的取值选择比较合适的信息分配函数。此时，对于线性函数进行有效的确定因子等级分。在进行确定因数等级分时，还需要对灾害的类别数以及灾害的有关因子数进行计算和分析，最后得出有关各个指标的评分值，并进行压缩到一定的区间内。需要注意的是不采用极值标准化，其区间在[0，1]，使得各个因子的取值更加符合实际的情况和现实需要。

这些类别之间具有较大的距离，不过在同类单元中的距离比较小。所以，可以有效利用判别的方法进行分析，对于综合评分集可以按照参变量进行界分，随后再对这种界分进行细分。可以设定有关平均值等，从而确定基本研究单元中的类别。

3 实际应用举例分析以及借助地理信息系统实现分区

通过借助地理信息系统来计算和应用分析，可以实现对地质灾害的分区工作。其主要的工作内容如下：首先要对数据进行有效的预处理，然后进行数据入库，再通过数据的运算和空间的分析，最后进行模型运算。

其实，数据入库的时候，就可以对属性数据以及图形数据做出复杂联合操作，然后再进行模型的运算，得出有关模型参数。同时，在各种矢量图形中，利用地理信息系统软件进行科学的编辑工作和操作，通过进行点和线、面等的图形修改和分析、分割、合并等等操作，此外还可以对图层进行叠置分析，也可以对其缓冲区分析等操作。使得动态图件可以生成出来，可以得到有关社会经济状态分析图以及地质灾害自然因素综合强度的分区图等等。

因此，可以从地质灾害的诸多因素中得到有关定量的因子，同时得出定性因子，然后根据这些因子来进行融合和分析，然后建立起基于多源信息融合的地质灾害综合评估分级数学模型。

通过对模糊数学的方法进行科学分析，再利用快速的综合评判方式，在进行地质灾害的历史强度以及潜在强度评价方面，同时结合有关地理信息系统的分析计算，从而能够较快地得出地质灾害的危险程度分析研究，使得地质灾害的综合评估和分析能力得到有效的提升，对预测有了更加科学的分析能力和实时性分析，最终对如实反映当时情况，提高预测的准确率做出较大的贡献。

4 结语

在借助于地理信息系统的空间分析和计算能力的同时，然后进行动态获取有关数据和空间信息，从而快速获取各种信息，对地质灾害进行更加方便的研究和分析。

参考文献：

[2]王建晓.模糊数学法在建设项目地质灾害危险性综合评估中的应用[J].陕西地质，2008（2）.