基于神经网络和多参数信息融合的地质灾害预报方法与流程

文档序号:11866187阅读:来源:国知局

技术特征:

1.基于神经网络和多参数信息融合的地质灾害预报方法,其特征在于,具体按照以下步骤实施:

步骤1,建立基于神经网络和多参数信息融合的地质灾害预报模型;

步骤2,建立地质灾害发生概率与地质灾害等级之间的关系;

步骤3,利用多参数地质灾害监测系统进行数据采集,将采集到的数据输入步骤1和步骤2中,实现地质灾害的预报。

2.根据权利要求1所述的基于神经网络和多参数信息融合的地质灾害预报方法,其特征在于,步骤1地质灾害预报模型建立过程为:

步骤1.1:训练数据整理及阈值的设置;

步骤1.2:基于径向基神经网络的预报模型的建立。

3.根据权利要求2所述的基于神经网络和多参数信息融合的地质灾害预报方法,其特征在于,步骤1.1的具体过程为:

分别统计发生过地质灾害地区的泥石流因子、滑坡因子与危害程度的关系,并将各参数因子作为训练数据,随后选择相应参数测量传感器的最大量程,并将0-最大量程之间安装训练数据的点数划分等级,确定各参数与地质灾害发生概率的初始关系分布,将成灾机率分为0-5%、5-2-%、20-40%和40-90%四个范围,从而确定各参数的阈值。

4.根据权利要求3所述的基于神经网络和多参数信息融合的地质灾害预报方法,其特征在于,泥石流因子包括有效降雨量、土壤含水量、泥位和次声频率;滑坡因子包括日综合雨量、土壤含水率、孔隙水压力和裂缝移位。

5.根据权利要求2所述的基于神经网络和多参数信息融合的地质灾害预报方法,其特征在于,步骤1.2的具体过程为:

预报模型分为输入层、隐含层和输出层,其输入为多参数和对应的地质灾害发生概率,通过给定的输入层、输出层数据计算出隐含层中的权值参数,从而得到输入与输出之间的关系式,具体公式如下:

a{1}=radbas(netprod(dist(net,IW{1,1},p),net,b{1})) (1)

其中a为输出--地质灾害发生概率,p为输入--训练数据,求得net;随后将其带入调用MATLAB函数库中的训练模型公式:

net=newrb(p1,a1) (2)

其中,net为得到的地质灾害预报模型,a1为输出—当前地质灾害发生概率,p1为输入--实时采集数据。

6.根据权利要求1所述的基于神经网络和多参数信息融合的地质灾害预报方法,其特征在于,步骤2的具体过程为:

依据地质灾害突然发生灾情造成的损失状况、成灾机率和极易产生的危害程度,将地质灾害等级分为四级:特别严重突发灾情为四级,地质灾害发生概率为40-90%,为红色预警,严重性突发灾情为三级,地质灾害发生概率为20-40%,为橙色预警,大型突发灾情为二级,地质灾害发生概率为5-20%,为黄色预警,通常性突发灾情为一级,地质灾害发生概率为0-5%,为蓝色预警。

7.根据权利要求1所述的基于神经网络和多参数信息融合的地质灾害预报方法,其特征在于,步骤3中,多参数地质灾害监测系统包括监测终端(1),监测终端(1)分别与传感器、电源模块(2)、存储模块(3)连接,监测终端(1)与监控中心(4)通过无线网络连接,监控中心(4)与现场报警器(5)连接,其中,监测终端(1)为以STM32F103为核心器件的最小系统,内部包含16路A/D转换器;传感器包括土壤含水率传感器(6)、降雨量传感器(7)、泥速传感器(8)、泥位传感器(9)和地声传感器(10)、次声传感器(11)、裂缝传感器(12)、渗透压传感器(13)和沉降位移传感器(14)。

8.根据权利要求7所述的基于神经网络和多参数信息融合的地质灾害预报方法,其特征在于,存储模块(3)为K9F2G08UOC-SCBO可编程存储器;电源模块(2)为太阳能电池板加蓄电池的供电方式。

9.根据权利要求7所述的基于神经网络和多参数信息融合的地质灾害预报方法,其特征在于,无线网络为GSM、GPRS或北斗卫星通信。

10.根据权利要求1所述的基于神经网络和多参数信息融合的地质灾害预报方法,其特征在于,步骤3的具体过程为:

多参数地质灾害监测系统中的监测终端对土壤含水率传感器、降雨量传感器、泥速传感器、泥位传感器、次声传感器、裂缝传感器、渗透压和沉降位移传感器采集到的数据进行收集,并将收集的数据存储到扩展的存储模块中,当监控中心通过无线网络要求监测终端将采集数据发送,或者监测终端自设定的发送时间到达的时候,监测终端可以通过无线网络将采集数据发送给监控中心,监控中心接收到之后,将其输入到步骤1.2中的公式(2)中,得地质灾害发生概率值a,随后通过步骤2的方法可得地质灾害等级。

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