兰州交通大学学者论文【IJDE】| 基于时间序列InSAR形变动态特征的滑坡易发性综合神经网络评估方法

文摘   2024-08-23 19:55   西班牙  



● 题目 ●

Titlle


期刊:International Journal of Digital Earth

作者:Yi He, Zhan’ao Zhao, Qing Zhu, Tao Liu, Qing Zhang, Wang Yang, Lifeng Zhang & Qiang Wang

年份:2024


●●● 摘要(Abstract)●●●


本文开发了一种集成的神经网络滑坡易发性评估(LSA)方法,该方法集成了干涉合成孔径雷达(InSAR)变形数据的时间动态特征和滑坡影响因素的空间特征。我们构建了时间分布卷积神经网络(TD-CNN)和双向门控循环单元(Bi-GRU)来更好地理解InSAR累积变形的时间动态特征,并构建了多尺度卷积神经网络(MSCNN)来确定滑坡影响因素的空间特征,构建并行的统一深度学习网络模型,融合这些时空特征进行LSA。与传统的MSCNN方法相比,所提模型的准确率提高了1.20%。所提出模型的性能优于 MSCNN。测试集的受试者工作特征曲线下面积(AUC)达到0.91。本文的 LSA 结果表明,所提出的模型清楚地描绘了滑坡敏感性非常高的区域。此外,只有10.18%的研究区域准确覆盖了84.79%的历史滑坡区域。主观后果和客观指标表明,所提出的融合时间序列InSAR变形动态特征的模型能够充分利用滑坡特征,有效提高LSA的可靠性。


●●● 图表(Figures)●●●



图1.实验场景。

图 2. 时序 InSAR 累积变形结果

图 4. 所提出的 LSA 集成神经网络框架的流程图

图 12. 验证集训练过程比较 (a) MSCNN,(b) 所提出的模型

图 17.LSA 结果 (a) MSCNN,(b) 提出的模型

图 19. 高易发性区与环境因素之间的关系。

图 20.特征提取过程和高级特征向量


●●● 结论(Conclusions)●●●


综合以上滑坡高发区和环境因素分析,兰州市滑坡主要分布在地质结构复杂、土壤含水量较高、人类工程活动频繁的地区。从滑坡灾害防治的角度出发,为避免滑坡灾害损失提出以下建议:

(1)增加植被覆盖度:适当增加植被覆盖度,可有效减少水土流失和地表侵蚀,提高土壤稳定性和抗滑性。兰州市政府应通过植树造林、草坪建设和生态工程推广,提高植被覆盖水平;此举将促进地质环境的改善和生态保护,减少地质灾害的发生。

(2)控制人类工程活动:过多的人类工程活动破坏土地的完整性和稳定性,加剧滑坡的发生。由于兰州独特的地形地貌,人地关系复杂。在发展经济的同时,政府应加强对采矿、建筑、开山伐地等人类重点活动的监管,控制对土地的破坏。 

(3)加强地质灾害监测。建立健全地质灾害监测预警体系,积极排查重点区县地质灾害安全隐患。


● 参考文献 

●●● References ●●●



He, Y., Zhao, Z.A., Zhu, Q., Liu, T., Zhang, Q., Yang, W., Zhang, L. and Wang, Q., 2024. An integrated neural network method for landslide susceptibility assessment based on time-series InSAR deformation dynamic features. International Journal of Digital Earth, 2024, 17(1), 2295408.




End


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