2025-09-19 3479 0
題目
Title
論文信息 Information 期刊: International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation 作者: Chao Zhou a,b,*, Lulu Gan a, Ying Cao c, Yue Wang c, Samuele Segoni d, Xuguo Shi a, Mahdi Motagh b,e, Ramesh P Singh f 工作單位: a: 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地理與信息工程學(xué)院 b: 摘要 Abstract 目前流行的基于目錄的滑坡易發(fā)性模型（LSM）是在假設(shè)未來(lái)滑坡發(fā)生反映過(guò)去和當(dāng)前模式的基礎(chǔ)上運(yùn)行的。由于城市擴(kuò)張和氣候變化，某些滑坡遵循新的發(fā)生模式，破壞了基于目錄的LSM的基本假設(shè)，并導(dǎo)致傳統(tǒng)易感性圖的有效性受到限制。為了解決這一問(wèn)題，提出了一種結(jié)合先進(jìn)的嵌入式機(jī)器學(xué)習(xí)（EML）和多時(shí)相干涉SAR（MT-InSAR）生成更精確、更動(dòng)態(tài)的滑坡易發(fā)性地圖的方法。以三峽庫(kù)區(qū)萬(wàn)州區(qū)為試驗(yàn)區(qū)，采用滑坡目錄和多種EML方法編制了初步磁化率圖，并對(duì)不同集成策略的影響進(jìn)行了比較分析（同質(zhì)和異質(zhì)系綜）和baselearners對(duì)建模性能的影響。隨后，2018年至2020年的Sentinel-1數(shù)據(jù)，利用MTInSAR方法分析了馬頭滑坡的地表形變速率，并對(duì)馬頭滑坡的活動(dòng)斜坡進(jìn)行了劃分，推導(dǎo)了馬頭滑坡的形變與觸發(fā)因素之間的關(guān)系。通過(guò)經(jīng)驗(yàn)評(píng)估矩陣，將磁化率目錄圖與地表形變速率圖耦合，生成了最終的磁化率圖。研究結(jié)果表明，距離河流、距斷層距離、年降雨量和距道路距離是滑坡空間發(fā)育的基本參數(shù);異構(gòu)EML方法優(yōu)于同質(zhì)，InSAR獲得的變形率糾正了目錄生成的滑坡敏感性圖中的高估和低估錯(cuò)誤，該方法能夠提高敏感性圖的準(zhǔn)確性和及時(shí)性，為快速變化環(huán)境下的滑坡風(fēng)險(xiǎn)情景評(píng)估提供了有用的工具。
圖表 Figures&Tables 圖1 （a）中國(guó)地圖，（B）三峽庫(kù)區(qū)地圖，（c）高程和滑坡分布 圖2 所提出的滑坡易發(fā)性制圖方法流程圖 圖3 堆疊結(jié)構(gòu)（LGBM-RF-GBDT） 圖4 滑坡成因因素：（a）坡度，（B）坡向，（c）TWI，（d）到河流的距離，（e）到斷層的距離，（f）巖性，（g）剖面曲率，（h）到道路的距離，（i）FVC，（j）年降雨量，（k）土壤和（l）土地利用變化，F(xiàn)o表示霜凍，F(xiàn)a表示農(nóng)田，Wa表示水，Ur表示城市土地 圖5 滑坡成因因子間的相關(guān)系數(shù) 圖6 疊加法（LGBM-RF-GBDT）生成的滑坡易發(fā)性示意圖 圖7 （a）MT-InSAR技術(shù)生成的變形速度圖，（B）研究區(qū)干涉合成孔徑雷達(dá)變形統(tǒng)計(jì)，（c）馬頭滑坡和（d）陳嶺滑坡的干涉合成孔徑雷達(dá)變形 圖8 三峽庫(kù)區(qū)干涉合成孔徑雷達(dá)位移、日降雨量和水庫(kù)水位。水庫(kù)水位在一個(gè)水年度內(nèi)的波動(dòng)可分為四個(gè)部分，I：下降，II：低水位，III：上升，IV：高水位 圖9 （a）最終生成的磁化率圖，（B）最終磁化率圖中的擴(kuò)大城區(qū)，（c）疊加（LGBM-RF-GBDT）初步磁化率圖中的擴(kuò)大城區(qū)，（d）最終磁化率圖中的擴(kuò)大陳嶺滑坡，（d）疊加（LGBM-RF-GBDT）初步磁化率圖中的擴(kuò)大陳嶺滑坡 圖10 用（a）RF、（B）LGBM和（c）GBDT計(jì)算的滑坡各種致因的重要性 圖11 （a）訓(xùn)練的ROC曲線和（B）預(yù)測(cè)的ROC曲線 圖12 （a）過(guò)去20年土地利用和活動(dòng)坡度的分布，（B）不透水面的像素?cái)?shù) 結(jié)論 Conclusion 本研究通過(guò)綜合運(yùn)用EML和MT-InSAR技術(shù)，對(duì)研究區(qū)的滑坡易發(fā)性進(jìn)行分析，結(jié)果表明：（1）距河流、斷層、道路和巖性是影響研究區(qū)滑坡發(fā)育的主要因素; 2）包圍學(xué)習(xí)方法提高了基本學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)成績(jī)，異構(gòu)EML的學(xué)習(xí)成績(jī)優(yōu)于同質(zhì)EML，并隨著基本學(xué)習(xí)者類型的增加而提高; 3）通過(guò)耦合InSAR地面形變，可以顯著降低目錄型滑坡易發(fā)性圖的高估和低估誤差。建議的方法可以在快速發(fā)展的城市地區(qū)準(zhǔn)確和及時(shí)地繪制滑坡易發(fā)性圖。 參考文獻(xiàn) References Zhou C, Gan L, Cao Y, et al. Landslide susceptibility assessment of the Wanzhou district: Merging landslide susceptibility modelling (LSM) with InSAR-derived ground deformation map[J]. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, 2025, 136: 104365.
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