基于灰色系统理论的长江经济带地区地质灾害趋势预测研究

陈春利; 贺凯; 温铭生; 梁宏锟

基于灰色系统理论的长江经济带地区地质灾害趋势预测研究

1.
中国地质环境监测院, 北京 100081
2.
中国地质科学院地质力学研究所, 北京 100081

基金项目:

国家科技支撑计划子课题 2015BAK10B021

中国地质科学院地质力学研究所基本科研业务费专项经费资助 DZLXJK201610

国家级地质环境监测与预报 10800000022

中国地质调查局项目 DD20160268-4

详细信息

作者简介:
陈春利(1987-), 女, 博士, 工程师, 主要从事地质灾害防灾减灾研究。E-mail:chen_chunli@126.com

中图分类号: P694
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出版历程
- 收稿日期: 2016-05-05
- 刊出日期: 2016-09-28

TREND PREDICTION RESEARCH OF GEOLOGICAL HAZARD IN THE YANGTZE ECONOMIC ZONE BASED ON GRAY SYSTEM THEORY

1.
China Institute for Geo-Environment Monitoring, Beijing 100081, China
2.
Institute of Geomechanics, Chinese Academy of Geological Science, Beijing 100081, China

摘要

摘要: 将灰色系统理论引入地质灾害的长期趋势预测中，以长江经济带地区的地质灾害发生趋势为例进行建模和预测，并对预测值的精度进行评价。研究结果表明，GM（1，1）模型可用于预测较大区域地质灾害发生的基本趋势，将灰色系统理论用于地质灾害趋势预测是可行的；预测结果显示未来5年长江经济带地区的年度地质灾害发生数量总体呈波动下降趋势，预计今后2年内可能会有重灾年出现。研究成果可为长江经济带地区的防灾减灾等相关工作提供参考。
- 长江经济带 /
- 灰色系统理论 /
- 地质灾害 /
- 趋势预测
Abstract: The grey system theory is introduced to the trend prediction research of geological hazard. Modeling and prediction are taken with the case study of the trend of geological hazards in the Yangtze Economic Zone, and the precision is analyzed finally. The result shows that model GM(1, 1) can be used for trend prediction research of geological hazard and the gray system theory are useful. Based on the prediction we know that the annual number of geological hazards presents fluctuant descend tendency and serious disaster year maybe appear in the next 2 years. The results obtained may provide supportable information to the prevention and reduction department in the Yangtze Economic Zone.
- the Yangtze Economic Zone /
- gray system theory /
- geological hazard /
- trend prediction

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图 1 长江经济带地质灾害易发程度示意图

Figure 1. The occurrence level of geologicals hazards in the Yangtze Economic Belt

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图 2 长江经济带地区地质灾害类型构成

Figure 2. Types of geo-hazards in the Yangtze Economic Zone

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图 3 长江经济带地区地质灾害发生情况(2006—2015年)

Figure 3. Occurrence of geo-hazards in the Yangtze Economic Zone (2006-2015)

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表 1 长江经济带地区地质灾害情况汇总表

Table 1. Geological hazards in the Yangtze Economic Zone

年份	灾害发生数量/起	死亡失踪人数/人	直接经济损失/10⁸元
2006	85158	376	15.8
2007	23139	432	21.0
2008	15976	399	147.9
2009	8397	381	13.1
2010	20930	583	28.7
2011	13651	125	28.9
2012	9885	265	24.5
2013	7323	378	26.5
2014	9522	243	50.9
2015	7146	165	16.2
合计	201127	3347	373.6

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表 2 建模序列

Table 2. Sequence of modeling

年份	序号	原始数据序列	上缘点连线序列	下缘点连线序列	年份	序号	原始数据序列	上缘点连线序列	下缘点连线序列
2006	1	85158	85158	30000	2011	6	13651	20000	7000
2007	2	23139	40000	23139	2012	7	9885	19000	6500
2008	3	15976	30000	15000	2013	8	7323	18000	6000
2009	4	8397	25000	8397	2014	9	9522	17000	5500
2010	5	20930	20930	7500	2015	10	7146	16000	5000

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表 3 未来5年地质灾害发生情况区间预测结果

Table 3. Interval prediction results of geological hazards in the next 5 years

年份	预测区间(起/年)	基本预测值(起/年)
2016	6492~11769	9131
2017	6233~10417	8325
2018	5966~9220	7593
2019	5719~8161	6940
2020	5483~7224	6354

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表 4 建模序列

Table 4. Sequence of modeling

上限灾变序列	85158	23139	15976	20930	13651	9885	9522
灾变日期序列	1	2	3	5	6	7	9

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表 5 各模型预测精度

Table 5. Prediction accuracy of all models

检验序列	上缘点连线序列	下缘连线点序列	灾变日期序列
平均相对误差	0.099	0.032	0.006

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表 6 灰色系统理论模型精度检验等级

Table 6. The accuracy test gradation of theoretical grey system model

精度等级	一级	二级	三级	四级
相对误差α	0.01	0.05	0.10	0.20

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参考文献(11)

[1]	陈雯, 孙伟, 吴加伟, 等.长江经济带开发与保护空间格局构建及其分析路径[J].地理科学进展, 2015, (11):1388~1397. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DLKJ201511007.htm CHEN Wen, SUN Wei, WU Jia-wei, et al. Constructing a spatial pattern of development and protection in the Yangtze River Economic Belt and its analysis[J]. Progress in Geography, 2015, (11):1388~1397. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DLKJ201511007.htm
[2]	殷跃平.中国地质灾害减灾战略初步研究[J].中国地质灾害与防治学报, 2004, (2):4~11. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGDH200402001.htm YIN Yue-ping. Initial study on the hazard-relief strategy of geological hazard in China[J]. The Chinese Journal of Geological Hazard and Control, 2004, (2):4~11. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGDH200402001.htm
[3]	殷跃平, 朱继良, 杨胜元.贵州关岭大寨高速远程滑坡-碎屑流研究[J].工程地质学报, 2010, (4):445~454. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GCDZ201004003.htm YIN Yue-ping, ZHU Ji-liang, YANG Sheng-yuan. Investigation of a high speed and long run-out rock slide debris flow at Dazhai in Guanling of Guizhou Province[J]. Journal of Engineering Geology, 2010, (4):445~454. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GCDZ201004003.htm
[4]	殷跃平, 刘传正, 陈红旗, 等.2013年1月11日云南镇雄赵家沟特大滑坡灾害研究[J].工程地质学报, 2013, (1):6~15. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GCDZ201301003.htm YIN Yue-ping, LIU Chuan-zheng, CHEN Hong-qi, et al. Investigation on catastrophic landslide of January 11, 2013 at Zhaojiagou, Zhenxiong county, Yunnan Province[J]. Journal of Engineering Geology, 2013, (1):6~15. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GCDZ201301003.htm
[5]	国土资源部. 全国地质灾害通报(2006-2015年)[R]. 2015. Ministry of Land and Resources. The geological disasters of China[R]. 2015.
[6]	梅年峰, 罗学东, 蒋楠, 等.基坑支护方案灰色多目标决策优选模型的建立与应用[J].中南大学学报:自然科学版, 2013, (5):1982~1987. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZNGD201305036.htm MEI Nian-feng, LUO Xue-dong, JIANG Nan, et al.Establishment and application of grey multi-objective decision-making optimization model for foundation pit supporting schemes[J]. Journal of Central South University:Science and Technology, 2013, (5):1982~1987. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZNGD201305036.htm
[7]	陈佳佳, 陈伟清, 刘国献.GM(1, N)模型在工程建筑物变形分析中的应用[J].广西大学学报:自然科学版, 2012, (1):34~40. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GXKZ201201005.htm CHEN Jia-jia, CHEN Wei-qing, LIU Guo-xian. The application of GM (1, N) model to the deformation analysis of buildings[J]. Journal of Guangxi University:Natural Science Editon, 2012, (1):34~40. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GXKZ201201005.htm
[8]	祝彦知, 程楠.基于灰色马尔可夫模型的区域地下水位动态预报[J].岩土工程学报, 2011, (S1):78~82. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YTGC2011S1014.htm ZHU Yan-zhi, CHENG Nan. Dynamic forecast of regional groundwater level based on grey Markov chain model[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 2011, (S1):78~82. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YTGC2011S1014.htm
[9]	谭国金, 王龙林, 程永春.基于灰色系统理论的寒冷地区斜拉桥索力状态预测方法[J].吉林大学学报:工学版, 2011, (S2):170~173. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JLGY2011S2035.htm TAN Guo-jin, WANG Long-lin, CHENG Yong-chun. Prediction method for cable tension state of cable-stayed bridges based on grey system theory in cold areas[J]. Journal of Jilin University:Engineering and Technology Edition, 2011, (S2):170~173. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JLGY2011S2035.htm
[10]	王朝阳, 许强, 范宣梅, 等.灰色新陈代谢GM(1, 1) 模型在滑坡变形预测中的应用[J].水文地质工程地质, 2009, (2):108~111. WANG Zhao-yang, XU Qiang, FAN Xuan-mei, et al.Application of renewal gray GM(1, 1) model to prediction of landslide deformation with two case studies[J]. Hydrogeology & Engineering Geology, 2009, (2):108~111.
[11]	刘思峰, 谢乃明.灰色系统理论及其应用[M].北京:科学出版社, 2013:97~169. LIU Si-feng, XIE Nai-ming.The Grey System theory and its application[M]. Beijing:Science Press, 2013:97~169.