一种滑坡堆积体堵江自动识别方法

本发明涉及灾害识别领域，具体涉及一种滑坡堆积体堵江自动识别方法。

背景技术：

1、滑坡引发的堰塞坝是构成活跃山区典型的地质灾害。虽然滑坡过程本身可能不会对人类或财产造成直接伤害，但滑坡引发的堰塞坝溃坝可能会对下游地区造成重大损害。若要判断滑坡堆积体是否会发堵江实则是判断滑坡堆积体高度和水位之间的关系。因此，迫切需要一种方法去自动判断滑坡堆积体是否发生堵江，这对后续的链式灾害的预防和应急管理具有重要意义。

2、目前国内外对滑坡堵江的评价方法主要都是采用经验统计方法，利用一些简单指标来预测滑坡堆积物的堵塞程度，例如casagli和ermini(geomorphic analysis oflandslide dams in the northern apennine[j]. transactions-japanesegeomorphological union, 1999, 20: 219-249)认为滑坡堵江成坝的形成与其宽度和深度等特征相关，提出了沉积指数（deposition index，bi）。ermini和casagli（geomorphicanalysis of landslide dams in the northern apennine[j]. transactions-japanesegeomorphological union, 1999, 20: 219-249）之后发现滑坡堵江还与集水区面积有关，改进了bi指数，发展了无量纲沉积指数（dimensionless deposition index，dbi）。fan等（analysis of landslide dams induced by the 2008 wenchuan earthquake[j].journal of asian earth sciences, 2012, 57: 25-37）考虑了滑体体积和河谷宽度，提出了形态堵塞指数（morphological obstruction index，moi）方法。王珊珊等（基于河长——坡降指数的滑坡堵江事件自动识别[j]. 工程地质学报, 2017, 25(2): 511-519）利用在山间河谷形成裂点等诸多微地貌特征，进而提出了河长–坡降指数的滑坡堵江识别方法。然而，这些方法忽略了滑坡堆积体的整体形态特征，评价过于简化。liao等（experimental study on the river blockage and landslide dam formation inducedby rock slides[j]. engineering geology, 2019, 261: 105269）提出了一种利用实验模型再现滑坡堵江过程来评估滑坡堆积物堵江能力。由于规模效应的影响，这种做法并未能再现真实滑坡堵江过程。guan等（effects of soil properties and geomorphicparameters on the breach mechanisms of landslide dams and prediction of peakdischarge[j]. acta geotechnica, 2023, 18(10): 5485-5502）综合了现场和模型试验结果来在评价滑坡堆积物堵江能力。虽然一系列试验研究为理解滑坡堆积物堵江机制提供了有价值的见解，但它们往往只适用于特定的地理区域，且存在试验成本高等一系列问题。因此，目前的滑坡堵江识别方法存在各种各样的缺陷。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术存在的不足，提出一种滑坡堆积体堵江自动识别方法。该方法基于滑坡堆积体整体形态和水位之间的关系来判别滑坡堆积体是否会形成堰塞坝。

2、为了达到上述发明目的，本发明采用如下技术方案。

3、本发明所述的一种滑坡堆积体堵江自动识别方法，包括如下步骤：

4、s1、收集滑坡前后的高程数据，获得滑坡堆积体的形态及所有位置的高程信息；

5、s2、框选滑坡堆积体堵江识别区域，并将该区域分割成按矩阵排列的单元；

6、s3、将框选的滑坡堵江识别区域内的每个单元高程与当前水位高程相减，判断堵塞单元和淹没单元，通过计算得到每个位置处功能函数 g( i,  j)来实现判定，功能函数 g( i, j)表达式为：

7、  （1）

8、式中： e0为当前水位高程； i和 j分别为堵江识别区域行号和列号； e ij为某一位置处的高程；当计算得到 g( i,  j)<0时，将其赋值为1，将该区域设定为堵塞区域，当计算得到 g( i,  j)>0时，将其赋值为0，将该区域设定为淹没区域；

9、s4、将框选区域的数字化矩阵结果 g导出，进行自动识别堵江路径：代码自动识别检测方式是：

10、从每一列第一个单元开始检测。每次检测堵塞单元附近是否存在时，若附近存在>2个堵塞单元，则将其全部储存；当最初选择的单元无法找到横跨河流的沉积脊时，则选择另一个阻塞单元，检测单元包括附近上、下、左、右四个方向。并且当检测到多个满足条件的堵塞单元时，选择单元的优先顺序为下、右、左、上；若存在一条横跨河流的沉积脊则判断滑坡发生堵江；若不存在，则从下一列的第一个单元开始检测，直到检测到最后一列都不存在一条沉积脊，则可认为滑坡没有发生堵江。

11、进一步的，步骤s1中所述的滑坡前的高程数据来源于公开的地理数据信息；滑坡后的高程数据主要是通过无人机航测获得。

12、进一步的，步骤s1中所述的滑坡堆积体的形态及所有位置的高程信息是通过滑坡前后的高程数据相减并加上原始高程获得。

13、进一步的，步骤s2中所述的框选滑坡堵江区域以矩形框选为主，矩形框长边分别位于河两岸，两条短边位于滑坡堆积体主体两侧。

14、本发明具有以下有益效果：提出一种基于滑坡堆积体整体形态和当前水位之间关系的滑坡堵江自动识别方法，仅需利用滑坡前后高程影像信息和水位信息即可做到堵江路径的自动搜索从而判断滑坡堆积体是否堵塞河道。此方法收集数据量较少，判别简便且合理，并且不受特定的地理区域限制。

技术特征：

1.一种滑坡堆积体堵江自动识别方法，其特征是包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种滑坡堆积体堵江自动识别方法，其特征是步骤s1中所述的滑坡前的高程数据来源于公开的地理数据信息；滑坡后的高程数据通过无人机航测获得。

3.根据权利要求1所述的一种滑坡堆积体堵江自动识别方法，其特征是步骤s1中所述的滑坡堆积体的形态及所有位置的高程信息是通过滑坡前后的高程数据相减并加上原始高程获得。

4.根据权利要求1所述的一种滑坡堆积体堵江自动识别方法，其特征是步骤s2中所述的框选滑坡堵江区域为矩形框选，矩形框长边分别位于河两岸，两条短边位于滑坡堆积体主体两侧。

技术总结
一种滑坡堆积体堵江自动识别方法，收集滑坡前后的高程数据，获得滑坡堆积体的形态及所有位置的高程信息；框选滑坡堆积体堵江识别区域，并将该区域分割成按矩阵排列的单元；将框选的滑坡堵江识别区域内的每个单元高程与当前水位高程相减，判断堵塞单元和淹没单元：将框选区域的数字化矩阵结果G导出，进行自动识别堵江路径，判断滑坡是否堵江。该发明克服了当前的评价方法，忽略堰塞坝的整体形态特性，只适用于特定的地理区域等缺点，本发明利用滑坡前后高程影像信息和水位信息即可做到堵江路径的自动搜索从而判断滑坡堆积体是否堵塞河道。收集数据量较少，判别简便且合理，不受特定的地理区域限制，可实现性强，适用性广，成本低廉等优点。

技术研发人员：蒋水华,李剑平,常志璐,万建宏,黄劲松
受保护的技术使用者：南昌大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/9