日喀则地区滑坡泥石流孕灾环境遥感监测研究

论文摘要

发生灾害的环境背景就是孕灾环境,由自然因素和社会因素作用而成。孕灾环境的改善,能够有效减轻灾害的发生与危害程度。因此,对区域灾害孕灾环境进行有效的监测成为灾害预警与防护的重要课题。本文将时下热门的机器学习算法与遥感技术相结合应用到环境监测中,并融合多元遥感数据,提高监测的范围与准确性。本文以日喀则地区为主要研究区,以历史灾害数据和卫星遥感数据为主,辅以地面气象数据建立滑坡泥石流孕灾环境敏感性分析模型,完成对滑坡泥石流孕灾环境的监测研究。通过对灾害数据的影响因素研究,重点分析研究区的土地覆盖时空变化,为滑坡泥石流孕灾环境的遥感监测提供支撑,为该地区防灾减灾提供科学依据。首先,完成对灾害数据的数据清洗工作,得出滑坡泥石流灾害空间分布,并基于Xgboost算法的特征重要度计算得到特征重要性排序,从中提取出相关程度最高的8个致灾因子,建立致灾因子与孕灾环境评估模型,定量分析致灾因子时空分布特征与灾害数据的相关性。然后,完成对MODIS数据MOD09A1的图像预处理工作,得到2001至2017年多时相遥感数据,应用集成学习的代表算法随机森林进行遥感图像土地覆盖分类,并通过高分辨率数据和MCD12Q1产品进行精度验证。结果表明,分类总精度和Kappa系数均能满足土地覆盖变化分析的要求,可以作为环境监测的可靠数据来源。最后,采用GIS软件和无监督学习的典型算法聚类分析,完成对研究区各项环境因子的变化分析。包括地面气象数据长时间变化的分析、地形因子坡度坡向与灾害数据分布关系的分析、土地覆盖分类数据时空变化的分析、滑坡泥石流灾害数据危险程度的分析以及滑坡泥石流孕灾环境敏感性的分析,结合这些环境因子的变化分析,完成对滑坡泥石流孕灾环境的变化监测。研究结果表明,日喀则地区的孕灾环境需要引起极大的重视,当地政府应当制定合理的土地利用规划和防灾减灾政策,并切实采取相应的措施改善研究区孕灾环境。

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摘要

Abstract

英文名词简写

第一章绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 遥感解译方法

1.2.2 环境监测方法

1.3 研究目标、研究内容和技术路线

1.3.1 研究目标

1.3.2 研究内容

1.3.3 技术路线

第二章研究区概况与数据资料

2.1 研究区域概况

2.2 数据资料

2.2.1 遥感数据资料

2.2.2 研究区实测资料

2.2.3 地面气象资料

2.3 本章小结

第三章研究区滑坡泥石流灾害分析

3.1 滑坡泥石流灾害数据处理

3.1.1 灾害数据清洗

3.1.2 灾害空间分布

3.2 滑坡泥石流灾害分析算法

3.2.1 Xgboost算法原理

3.2.2 Xgboost特征选择

3.3 滑坡泥石流灾害影响因素分析

3.3.1 滑坡泥石流灾害与地形因素的关系

3.3.2 滑坡泥石流灾害与地质因素的关系

3.3.3 滑坡泥石流灾害与激发因素的关系

3.3.4 滑坡泥石流灾害与人类活动的关系

3.4 本章小结

第四章研究区土地覆盖分类

4.1 土地覆盖数据处理

4.1.1 MODIS数据预处理

4.1.2 土地分类体系建立

4.2 土地覆盖分类算法

4.2.1 随机森林算法原理

4.2.2 随机森林模型搭建

4.3 土地覆盖分类结果

4.3.1 实验分类结果

4.3.2 分类精度验证

4.4 本章小结

第五章研究区孕灾环境监测综合分析

5.1 自然环境变化分析

5.1.1 气象因子变化分析

5.1.2 植被与水体覆盖度分析

5.1.3 坡度坡向分析

5.2 土地覆盖变化分析

5.2.1 土地覆盖日变化

5.2.2 土地覆盖年变化

5.2.3 土地覆盖时间转移

5.2.4 土地覆盖空间转移

5.3 孕灾环境敏感性分析

5.3.1 地质灾害危险程度分级

5.3.2 孕灾环境敏感性分区

5.3.3 孕灾环境综合分析

5.4 本章小结

第六章总结与展望

6.1 工作总结

6.2 研究展望

参考文献

作者简介

致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 何静

导师: 张永宏

关键词: 日喀则地区,滑坡泥石流,土地覆盖,孕灾环境,机器学习

来源: 南京信息工程大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑,信息科技

专业: 地质学,地质学,工业通用技术及设备,工业通用技术及设备,自动化技术

单位: 南京信息工程大学

基金: 国家自然科学基金国际(地区)合作与交流项目“中尼公路沿线山地灾害遥感监测与预警研究”的主要研究内容之一

分类号: P642.23;TP79

DOI: 10.27248/d.cnki.gnjqc.2019.000287

总页数: 73

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