一种提升区域地质灾害预警预报准确性的方法与流程

1.本发明属于地质灾害监测技术领域，涉及区域地质灾害预警，具体涉及一种提升区域地质灾害预警预报准确性的方法。


背景技术：

2.区域尺度开展地质灾害气象预警是有效防范强降雨诱发地质灾害的重要途径之一。地质灾害气象预警是在基于地质环境条件的地质灾害敏感性评估的基础上，对前期过程降雨量、预报降雨量等气象因素引发地质灾害的风险进行预测预报，覆盖面广、提前时间长，可预测地质灾害可能发生的时间和位置。根据预测风险由低到高，地质灾害气象预警分为蓝色预警、黄色预警、橙色预警和红色预警，依据预警信息采取加强监测、避险转移等相应的防御措施，可有效减少因降雨诱发的群发性地质灾害造成的人员伤亡和财产损失。
3.近年来，全国各地开展了针对地质灾害隐患点的专业监测预警、群专结合监测预警等地质灾害监测预警，可对监测点地质体的变形演化趋势进行实时监测，并及时发出预警。其中，滑坡、崩塌的监测内容分为变形监测、相关因素监测和宏观前兆监测，泥石流的主要监测内容分为形成条件监测、运动特征监测和流体特征监测。最后根据监测数据发布隐患点的临灾预警，预警等级包括注意级(蓝色)、警示级(黄色)、警戒级(橙色)和警报级(红色)。
4.目前，地质灾害气象预警通过提高数据精度的方式来提高区域尺度预警预报的准确性，如提高地质灾害敏感性图层精度、提高降雨数据精度、加强会商逐级细化等。地质灾害气象预警模型的触发因子为降雨，降雨入渗至致灾过程十分复杂，仍存在不确定性，因此通过提高数据精度提升地质灾害气象预警预报准确性的效果有限。而监测预警直接监测地质体，更便于实时、准确把握地质体的演变趋势，根据监测数据发布的监测预警等级可量化地质体的变形破坏阶段。但由于地质灾害具有散发性和独立性，单一地质体的监测预警结果不能反映其它地质体的变形破坏程度，如何将监测点的地质灾害监测预警与区域尺度的地质灾害气象预警相结合，实现“点面结合”，是提升区域尺度地质灾害气象预警预报准确性亟需解决的难题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服上述现有技术的局限性，提供一种提升区域地质灾害预警预报准确性的方法，通过“点”反馈“面”的方式提升区域地质灾害气象预警预报的准确性。
6.为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
7.这种提升区域地质灾害预警预报准确性的方法，将地质灾害监测点开展的监测预警与区域尺度开展的地质灾害气象预警相结合，通过筛选关注时段内监测预警关注点、确定局部预警调整区的方式，集合小范围内变形演化趋势相同的“地质灾害监测预警点”的监测预警结果反馈区域地质灾害气象预警结果，实现“点”反馈“面”，进而提升区域地质灾害气象预警预报的准确性。
8.进一步，该方法具体包括以下步骤：
9.s1、根据区域尺度的地质灾害气象预警数据生成预警区，并确定所述预警区的预警精度，定义关注时段；
10.s2、筛选在所述关注时段内预警区的监测预警关注点；
11.s3、根据所述监测预警关注点的分布确定局部预警调整区；
12.s4、确定局部预警调整区的预警等级。
13.进一步，所述s1中定义关注时段的方法如下：
14.对于未来24小时地质灾害气象预警，定义预警开始时段前6小时为关注时段；
15.对于未来48小时地质灾害气象预警，定义预警开始时段前12小时为关注时段；
16.对于未来72-168小时地质灾害气象预报，预警开始时段前24小时为关注时段。
17.进一步，所述s2中监测预警关注点的筛选方法如下：
18.按照筛选条件1进行筛选，具体为：筛选在所述关注时段内监测预警等级提升2级以上，且核查无误的监测点作为监测预警关注点；
19.或者，按照筛选条件2进行筛选，具体为：筛选在所述关注时段开始前监测预警等级为注意级或警示级，关注时段内实际已发灾，且经专业技术人员核查确认主要诱发因素为降雨的监测点作为监测预警关注点。
20.进一步，所述s3、根据所述监测预警关注点的分布确定局部预警调整区，具体包括：
21.s3.1、对每个所述预警区进行流域划分，形成预警分区，具体划分方法如下：对国家级和省级地质灾害气象预警区或预警精度在1:100万
ꢀ‑
1:25万的预警区，以小流域进行划分；对市级和县级地质灾害气象预警区或预警精度在1:25万以上的预警区，以微流域或小流域亚单元进行划分；
22.s3.2、确定局部预警调整区，具体方法如下：
23.在关注时段内同一预警分区内若有3个以上监测预警关注点，则该预警分区整体作为局部预警调整区；
24.或者，在关注时段内同一预警分区内若监测预警关注点少于3个，当所述预警分区及与之在同一预警区内、并与所述预警分区相邻的预警分区内的所有监测预警关注点不在同一直线上、且总数为4个以上时，若所有监测预警关注点的间距均小于200km，将所有监测预警关注点依次连接形成面积最大的封闭图形，则所述封闭图形围成的区域作为局部预警调整区。具体地，滑坡、崩塌灾害隐患按监测点所在位置，泥石流监测点按潜在泥石流沟道首、尾所在位置，将所有监测点位置相连形成最大连通面积。
25.进一步，所述s4具体包括：
26.s4.1、统一区域尺度地质灾害气象预警等级和地质灾害监测点的监测预警等级，红色预警(警报级)统一为ⅰ级，橙色预警(警戒级)统一为ⅱ级，黄色预警(警示级)统一为ⅲ级，蓝色预警(注意级)统一为ⅳ级，气象预警未发布预警区域统一为ⅳ级，监测点在关注时段内实际已发灾统一为ⅰ级；
27.s4.2、根据所述预警分区的预警级别、监测预警关注点的预警级别逐一确定局部预警调整区的预警等级，所述局部预警调整区的预警等级通过下式(1)计算得到：
[0028][0029]
式(1)中，t
′i为第i个局部预警调整区的预警等级；tj为第i个局部预警调整区所在的第j个预警分区的气象预警等级；tk为第i个局部预警调整区内第k个监测预警关注点的监测预警等级；n为第j个预警分区内监测预警关注点数量；i为局部预警调整区编号；j为局部预警调整区所在的预警分区编号；k为局部预警调整区内的监测预警关注点编号；a、 b为权重系数，根据预警区的预警精度及监测预警类型确定；
[0030]
s4.3、若局部预警调整区内监测预警关注点超过10个，且其中不少于5个监测预警关注点经核查确认预警等级为红色预警或在关注时段内实际已发灾，连通预警等级为红色预警的监测预警关注点和已发灾监测点形成一闭合区域，若该闭合区域内不含有橙色预警的监测预警关注点，则局部调整区内的连通区域划定为二级局部预警调整区，所述二级局部预警调整区的预警等级根据式(2)确定，
[0031]
t
″i＝t
′
i-1
ꢀꢀꢀ
(2)
[0032]
式(2)中，t
″i为第i个局部预警调整区内二级局部预警调整区的预警等级，t
′i为第i个局部预警调整区的预警等级；
[0033]
s4.4、按s 4.2、s 4.3计算结果将局部预警调整区、二级局部预警调整区的预警等级更新，重新生成区域尺度的地质灾害气象预警结果。
[0034]
与现有技术相比，本发明提供的技术方案包括以下有益效果：该方法针对降雨诱发地质灾害孕育发展的规律性，通过预警时段前期较短时间内监测点监测预警等级的急剧变化，量化边坡岩土体的变形演化趋势，修正区域地质灾害气象预警结果，通过“点”反馈“面”，弥补降雨作用下不同地区发灾程度差异较大的不足，有助于提升区域地质灾害气象预警预报的准确性，更好地服务于地质灾害防灾减灾。
附图说明
[0035]
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，与说明书一起用于解释本发明的原理。
[0036]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0037]
图1为本发明提供的将预警区进行流域分区形成预警分区的原理图；
[0038]
图2为本发明提供的局部预警调整区的原理图；
[0039]
图3为实施例1中某研究区的区域地质灾害气象预警结果图；
[0040]
图4为实施例1中监测预警关注点分布图；
[0041]
图5为实施例1中将预警区进行流域分区形成的预警分区图；
[0042]
图6为实施例1中确定的局部预警调整区分布图；
[0043]
图7为实施例1中确定的二级预警调整区分布图；
[0044]
图8为实施例1最终确定的局部预警调整区的预警等级分布图；
[0045]
图9为实施例2中某研究区的区域地质灾害气象预警结果图；
[0046]
图10为实施例2中监测预警关注点分布图；
[0047]
图11为实施例2中将预警区进行流域分区形成的预警分区图；
[0048]
图12为实施例2中确定的局部预警调整区分布图；
[0049]
图13为实施例2最终确定的局部预警调整区的预警等级分布图；
[0050]
图14为本发明提供的一种提升区域地质灾害预警预报准确性的方法流程图。
具体实施方式
[0051]
这里将详细地对示例性实施例进行说明，以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的方法的例子。
[0052]
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细描述。
[0053]
实施例1
[0054]
本实施例提供了一种提升区域地质灾害预警预报准确性的方法，结合图14所示，具体包括以下步骤：
[0055]
s1、选定某研究区，并获取该研究区的地质环境条件、实况降雨和预报降雨等数据，通过地质灾害气象预警模型计算、会商修正生成未来 24小时区域地质灾害气象预警结果，共三个预警区；其中，预警区2为黄色预警区，预警区3为橙色预警区，其余区域为蓝色预警区(预警区 1)，参见图3所示；根据采用的地质灾害气象预警模型的精度确定区域尺度地质灾害气象预警的精度为1:50万；同时定义关注时段，预警时效为未来24小时，由此确定预警开始时段前6小时内为关注时段。
[0056]
s2、筛选在所述关注时段内预警区的监测预警关注点，结合图4，筛选的监测预警关注点共23个；其中，
[0057]
预警区1范围内共有地质灾害监测点5个，经筛选，其中4个监测点的监测预警等级在关注时段内(预警开始时段前6小时)内提升2级以上且经专业技术人员核查确认无误，即预警区1内有监测预警关注点 4个；
[0058]
预警区2范围内共有地质灾害监测点16个，经筛选，其中12个监测点在关注时段内(预警开始时段前6小时)内的监测预警等级提升2 级以上且经专业技术人员核查确认无误、2个监测点在预警时段开始前监测预警等级为注意级，关注时段内实际已发灾且经专业技术人员核查无误，因此预警区2内共有监测预警关注点14个；
[0059]
预警区3范围内共有地质灾害监测点8个，其中4个监测点的监测预警等级在关注时段内(预警开始时段前6小时)内提升2级以上且经核查确认无误、1个监测点在预警时段开始前监测预警等级为警示级，关注时段内实际已发灾且经专业技术人员核查确认主要诱发因素为降雨，因此预警区3内有监测预警关注点5个。
[0060]
s3、根据所述监测预警关注点的分布确定局部预警调整区，具体包括：
[0061]
s3.1、对每个所述预警区进行流域划分，形成预警分区(原理图参见图1)，具体划分方法如下：对国家级和省级地质灾害气象预警区或预警精度在1:100万-1:25万的预警区，以小流域进行划分；对市级和县级地质灾害气象预警区或预警精度在1:25万以上的预警区，以微流域或小流域亚单元进行划分；其中，由于该预警区的地质灾害气象预警精度为 1:50万，以小流域进行划分预警分区，形成预警分区15个，参见图5；
[0062]
s3.2、确定局部预警调整区，其原理图参见图2，具体如下：
[0063]
结合图4、图5所示，预警分区1-3、2-1、3-1内均有3个以上监测预警关注点，则此三个预警分区整体作为局部预警调整区；预警区2内的预警分区2-3内仅有1个监测预警关注点、预警分区2-4内仅有2个监测预警关注点，均少于3个，且预警分区2-3、2-4内的监测预警关注点的总数为3个，不满足筛选条件未形成局部预警调整区；预警区3内的预警分区3-2内仅有1个监测预警关注点，少于3个，且预警区3内无其它监测预警关注点少于3个的预警分区，不满足筛选条件未形成局部预警调整区。确定的局部预警调整区的分布见图6。
[0064]
s4、确定局部预警调整区的预警等级：
[0065]
s4.1、统一预警分区预警级别、监测预警关注点预警级别，带入式 (1)，权重系数根据预警精度确定为a＝0.5，b＝0.5，逐一计算确定局部预警调整区的预警等级，结果如表1所示：
[0066]
表1实施例1局部预警调整区的预警等级调整表
[0067][0068]
s4.2、预警分区2-1对应的局部预警调整区内有监测预警关注点11 个，超过10个，且其中5个为红色预警或实际已发灾，进一步连通红色预警和已发灾监测点，形成的闭合区域内无橙色预警的监测预警关注点，则连通区域划定为二级局部预警调整区，参见图7，其预警等级按式(2) 计算为ⅰ级。最终确定预警分布如图8所示。
[0069]
实施例2
[0070]
本实施例提供了一种提升区域地质灾害预警预报准确性的方法，具体包括以下步骤：
[0071]
s1、选定另一研究区，并获取该研究区的地质环境条件、实况降雨和预报降雨等数据，通过地质灾害气象预警模型计算、会商修正生成未来48小时区域地质灾害气象预警结果，共两个预警区；其中，预警区2 为黄色预警区，其余区域为蓝色预警区(预警区1)，参见图9所示；根据采用的地质灾害气象预警模型的精度确定区域尺度地质灾害气象预警的精度为1:10万。
[0072]
s2、定义关注时段，预警时效为未来48小时，由此确定预警开始时段前12小时内为关注时段。
[0073]
s3、筛选在所述关注时段内预警区的监测预警关注点，结合图10，筛选的监测预警关注点共7个；其中，
[0074]
预警区1范围内共有地质灾害监测点2个，经筛选，这2个地质灾害监测点既不满足筛选条件1，也不满足筛选条件2，因此预警区1内无监测预警关注点；
[0075]
预警区2范围内共有地质灾害监测点9个，经筛选，其中5个监测点在关注时段内(预警开始时段前12小时)内的监测预警等级提升2 级以上且经专业技术人员核查确认无误，另有2个监测点在预警时段开始前监测预警等级分别为注意级和警示级，在关注时段内
实际均已发灾且经专业技术人员核查主要诱发因素为降雨的监测点作为监测预警关注点，因此预警区2内共有监测预警关注点7个。
[0076]
s4、根据所述监测预警关注点的分布确定局部预警调整区，具体包括：
[0077]
s4.1、对每个所述预警区进行流域划分，研究区采用的预警精度为 1:10万，预警精度在1:25万以上，以微流域或小流域亚单元进行划分；形成预警分区15个，参见图11；
[0078]
s4.2、确定局部预警调整区，具体如下：
[0079]
结合图10、图11所示，预警分区2-1内有3个监测预警关注点，则该预警分区2-1整体作为局部预警调整区；预警区2内的预警分区2-4、 2-5、2-6内的监测预警关注点均少于3个，且预警分区2-4、2-5、2-6(两两相邻分布)内的监测预警关注点的总数为4个，且所有监测预警关注点的间距均小于200km，依次连通这三个预警分区内的监测预警关注点形成最大面积的封闭区域作为局部调整区。确定的局部预警调整区的分布见图12。
[0080]
s5、确定局部预警调整区的预警等级：
[0081]
统一预警分区预警级别、监测预警关注点预警级别，带入式(1)，权重系数根据预警精度确定为a＝0.6，b＝0.4，逐一计算确定局部预警调整区的预警等级，结果如表2所示，最终确定的局部预警调整区的预警分布如图13所示。
[0082]
表2实施例2局部预警调整区预警等级调整表
[0083][0084]
综上，本发明针对降雨诱发地质灾害孕育发展的规律性，通过预警时段前期较短时间内监测点监测预警等级的急剧变化，量化边坡岩土体的变形演化趋势，修正区域地质灾害气象预警结果，通过“点”反馈“面”，弥补降雨作用下不同地区发灾程度差异较大的不足，有助于提升区域地质灾害气象预警预报的准确性，更好地服务于地质灾害防灾减灾。
[0085]
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。
[0086]
应当理解的是，本发明并不局限于上述已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。