[发明专利]自适应泥石流预警方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种泥石流预警方法，尤其涉及一种预测结果越来越准确的自适应泥石流预警方法。

背景技术

自20世纪90年代以来，受全球气候变暖的影响，极端气象灾害事件引发的泥石流灾害逐渐成为山区城镇发展的突出问题，严重威胁着周边地区人民的生命财产安全，并已引起政府和相关部门的广泛关注。如果能够对这些地区的气象及水文信息实行有效的监测，并在灾害来临之前及时地预警，则能很大程度减轻灾害带来的损失。这里核心技术是预警模型的研制，这是能够有效提高预警准确率的关键技术。

传统的经验模型是将全国各地区按年均降雨量分为四级分区，分别为：>1200mm，1200mm-800mm，800mm-500mm和<500mm，通过经验对各级分区分别设置可能发生泥石流的10分钟、1小时、24小时时段的临界雨量值（mm）。按照气象局关于蓝黄橙红预警级别的定义，当监测到的雨量数据超过设置的预警阈值时，启动相应级别的预警。这种传统的预警模型能够一定程度上预测到可能发生的灾害，但同时也存在很大的缺陷和不足。一方面，即使是同一分区，在年均降雨量上也存在不同地区的个体差异，同样的雨量，在有的地区可能导致泥石流，在有的地区发生的概率则可能较小，这种按分区设置阈值的方式显得过于粗糙。另一方面，引发泥石流的成因是复杂的，临界雨量只是其中的一个因素。事实上，包括地层岩性、地形地貌、土壤含水量、不同时段最大降雨量等在内的各因素都是导致泥石流发生的潜在原因，并且它们之间呈现较为复杂的关系，因此仅仅依靠临界雨量数据预测泥石流显得证据不足。采用传统经验模型的系统在实际运用中常常表现出漏警和虚警的几率都较大，有时在灾害真正来临之前不能有效预警，延误应急响应预案的实施，或者有时又错误地预警，造成人力资源的浪费和不必要的恐慌。

因此，采用上述传统的经验模型，还不能较为准确和可靠地预测泥石流的发生，离人们的需求还存在相当的差距。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种预测结果越来越准确的自适应泥石流预警方法。

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

本发明所述自适应泥石流预警方法，包括以下步骤：

（1）采集导致泥石流发生的监测数据，设不同的监测数据分别为x₁,x₂，...,x_n，每组监测数据分别判别为ω₁或ω₂，ω₁表示泥石流发生，ω₂表示泥石流不发生，包含所有这些数据的整体为一个特征矢量x，即：

x＝(x₁,x₂,...,x_n)′                        （I）

上式I中，x是一个n维的矢量，x中的x₁,x₂，...,x_n是不同的标量；

（2）设泥石流发生与否的判断函数d(x)：

d(x)＝w′₀x+w_n+1＝w₁x₁+w₂x₂+...+w_nx_n+w_n+1    （II）

上式II中，w₁,w₂，...,w_n分别为与x₁,x₂，...,x_n相对应的权矢量系数，w_n+1为扩展权矢量系数；

（3）判断泥石流是否发生：如果d(x)＞0，则判断为泥石流会发生，如果d(x)≤0，则判断为泥石流不会发生，d(x)＝0为判断界面，其含义为：在一维空间中是一个点，在二维空间中是一条直线，在三维空间中是一个平面，在更高维的空间中是一个抽象的超平面；

（4）根据泥石流是否发生的实际结果，将x重新判别为与实际结果对应的ω₁或ω₂；

（5）将x符号规范化，并扩展为n+1维，得一训练模式；

（6）用步骤（5）所得训练模式对权矢量系数w₁,w₂，...,w_n进行调整并扩展，获得新的权矢量系数，本次泥石流预警结束；