泥石流次声特征分析及流量智能反演方法.pdfVIP

第３３卷第２期自然灾害学报Ｖｏｌ.３３Ｎｏ.２

２０２４年４月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＮＡＴＵＲＡＬＤＩＳＡＳＴＥＲＳＡｐｒ.２０２４

文章编号:１００４－４５７４(２０２４)０２－００５４－１１ＤＯＩ１０.１３５７７/ｊ.ｊｎｄ.２０２４.０２０６

泥石流次声特征分析及流量智能反演方法

１ꎬ２１ꎬ２１ꎬ２３４

胡耕源ꎬ刘敦龙ꎬ桑学佳ꎬ张少杰ꎬ陈乔

(１.成都信息工程大学软件工程学院ꎬ四川成都６１０２２５ꎻ２.四川省信息化应用支撑软件工程技术研究中心ꎬ四川成都６３６４９９ꎻ

３.中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所ꎬ四川成都６１００４４ꎻ４.中国科学院重庆绿色智能技术研究院ꎬ重庆４００７２２)

摘要:次声技术已被广泛应用于泥石流监测预警中ꎬ泥石流次声的某些特征可从一定程度上反映

泥石流的流量ꎮ泥石流流量是评估泥石流规模的重要参数ꎬ准确预测泥石流流量对泥石流监测预警

具有重要意义ꎮ围绕影响泥石流次声特性的关键物理参量ꎬ通过定量化配比水槽实验模拟泥石流产

生次声的物理过程ꎬ采集次声信号并测算流量ꎮ通过分析泥石流流量与次声之间的关联ꎬ揭示泥石

流流量对次声特性的影响规律ꎮ经特征提取和特征选择提炼出可表征泥石流流量的次声特征因子

并构建特征向量集ꎮ通过对比分析ｋ近邻算法(ｋ￣ｎｅａｒｅｓｔｎｅｉｇｈｂｏｒꎬＫＮＮ)、神经网络、随机森林和梯

度提升决策树(ｇｒａｄｉｅｎｔｂｏｏｓｔｉｎｇｄｅｃｉｓｉｏｎｔｒｅｅꎬＧＢＤＴ)算法在流量预测方面的表现性能ꎬ构建了具有较

高预测准确率的泥石流流量智能反演模型ꎮ通过该智能反演模型可实现泥石流流量的有效预测ꎬ从

而为泥石流次声监测提供更丰富的报警信息ꎮ

关键词:泥石流ꎻ次声ꎻ特征分析ꎻ流量ꎻ智能反演

中图分类号:Ｕ４１８.５＋６ꎻＸ４３文献标识码:Ａ

Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｉｎｆｒａｓｏｕｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｉｎｖｅｒｓｉｏｎｍｅｔｈｏｄ

ｆｏｒｄｅｂｒｉｓｆｌｏｗｄｉｓｃｈａｒｇｅ

ＨＵＧｅｎｇｙｕａｎ１ꎬ２ꎬＬＩＵＤｕｎｌｏｎｇ１ꎬ２ꎬＳＡＮＧＸｕｅｊｉａ１ꎬ２ꎬＺＨＡＮＧＳｈａｏｊｉｅ３ꎬＣＨＥＮＱｉａｏ４

(１.ＳｃｈｏｏｌｏｆＳｏｆｔｗａｒｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＣｈｅｎｇｄｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｙꎬＣｈｅｎｇｄｕ６１０２２５ꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＳｉｃｈｕａｎＰｒｏｖｉｎｃｉａｌ

ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｕｐｐｏｒｔＳｏｆｔｗａｒｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒꎬＣｈｅｎｇｄｕ６３６４９９ꎬＣｈｉｎａꎻ３.Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆ

ＭｏｕｎｔａｉｎＨａｚａｒｄｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔꎬＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓａｎｄＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＷａｔｅｒＲ