[发明专利]一种泥石流流域系统的泥石流危险性评估方法及装置

权利要求书

1.一种泥石流流域系统的泥石流危险性评估方法，其特征在于，包括：

获取待评估泥石流流域的地形子系统状态变量、固体物源子系统状态变量以及水动力子系统状态变量；

利用所述地形子系统状态变量、所述固体物源子系统状态变量以及所述水动力子系统状态变量，构建泥石流流域系统状态变量，其包括：

构建泥石流流域系统的初始状态函数；

分别获取所述地形子系统状态变量P₁(x₁,t)对于自变量x₁的反函数、所述固体物源子系统状态变量P₂(x₂,t)对于自变量x₂的反函数以及所述水动力子系统状态变量P₃(x₃,t)对于自变量x₃的反函数；

根据所获取的所述地形子系统状态变量P₁(x₁,t)对于自变量x₁的反函数、所述固体物源子系统状态变量P₂(x₂,t)对于自变量x₂的反函数、所述水动力子系统状态变量P₃(x₃,t)对于自变量x₃的反函数以及所述泥石流流域系统的初始状态函数，构建泥石流流域系统状态变量；

其中，所述泥石流流域系统的初始状态函数的公式为：

其中，P(x₁,x₂,x₃)≥0；∫∫∫P(x₁,x₂,x₃)dx₁dx₂dx₃＝1；

其中，所述a是指固体物源面积—高程曲线积分区间的第一端点值；所述b是指固体物源面积—高程曲线积分区间的第二端点值，且ab；所述c₁,c₂,c₃和c₄分别是指x₁,x₂和x₃的线性拟合系数；所述x₁＝f₁(P₁(x₁,t),α)，指地形子系统状态变量对于自变量x₁的反函数；所述x₂＝f₂(P₂(x₂,t),a_n,a_n-1,…,a₀)，指固体物源子系统对于自变量x₂的反函数；所述x₃＝f₃(P₃(x₃,t),b_m,b_m-1,…,b₀)，指水动力子系统对于自变量x₃的反函数；所述t是指时间；I(x₁,x₂,x₃)为3个反函数x₁＝f₁(P₁(x₁,t),α)、x₂＝f₂(P₂(x₂,t),a_n,a_n-1,…,a₀)、x₃＝f₃(P₃(x₃,t),b_m,b_m-1,…,b₀)的线性拟合函数；α为面积-高程积分曲线的拟合系数；a_n,a_n-1,…,a₀是指固体物源面积-高程积分曲线拟合多项式为n时的n,n-1,…,0次项系数；所述b_m,b_m-1,…,b₀是指水动力-高程积分曲线拟合多项式为m时的m,m-1,…,0次项系数；x₁为地形子系统状态变量P₁(x₁,t)的自变量；x₂为固体物源子系统状态变量P₂(x₂,t)的自变量；x₃为水动力子系统状态变量P₃(x₃,t)的自变量；

利用所构建的泥石流流域系统状态变量，构建泥石流流域系统信息熵模型；

利用所构建的泥石流流域系统信息熵模型对所述待评估泥石流流域进行危险性评估；

其中，所述获取待评估泥石流流域的地形子系统状态变量包括：

获取待评估泥石流流域的全流域面积数据、最低高程数据和最高高程数据；

利用所获取的全流域面积数据、最低高程数据和最高高程数据，构建泥石流流域地形子系统状态变量；

其中，所述泥石流流域地形子系统状态变量的公式为：

其中，P₁(x,t)满足：P₁(x,t)≥0；

其中，所述P₁(x,t)是指所述泥石流流域地形子系统状态变量；所述f(x,t)是指所述面积-高程曲线函数；所述是指面积-高程曲线函数积分值；

其中，所述获取待评估泥石流流域的固体物源子系统状态变量包括：

获取待评估泥石流流域的全流域面积数据、固体物源面积数据、最低高程数据和最高高程数据；

利用所获取的全流域面积数据、固体物源面积数据、最低高程数据和最高高程数据，构建泥石流流域固体物源子系统状态变量；

其中，所述泥石流流域固体物源子系统状态变量的公式为：

其中，P₂(x,t)满足：P₂(x,t)≥0；

其中，所述P₂(x,t)是指所述泥石流流域固体物源子系统状态变量，所述g(x,t)是指所述固体物源面积-高程曲线函数；所述是指固体物源面积-高程曲线函数积分值；

其中，所述获取待评估泥石流流域的水动力子系统状态变量包括：

获取待评估泥石流流域的最低高程数据、最高高程数据、N个等高线数据以及每个等高线处的水动力数据；

利用所获取的最低高程数据、最高高程数据、N个等高线数据以及每个等高线处的水动力数据，构建泥石流流域水动力子系统状态变量；

其中，所述泥石流流域水动力子系统状态变量的公式为：

其中，P₃(x,t)满足：P₃(x,t)≥0；

其中，所述P₃(x,t)是指泥石流流域水动力子系统状态变量，所述h(x,t)是指所述水动力-高程曲线函数；所述是指水动力-高程曲线函数积分值；

其中，所述泥石流流域系统状态变量的公式为：

其中，P(x₁,x₂,x₃,t)满足：①P(x₁,x₂,x₃,t)≥0；②∫∫∫P(x₁,x₂,x₃,t)dx₁dx₂dx₃＝1；

其中，所述f₁是指地形子系统状态变量P₁(x₁,t)关于自变量x₁的反函数；所述f₂是指固体物源子系统状态变量P₂(x₂,t)关于自变量x₂的反函数；所述f₃是指水动力子系统状态变量P₃(x₃,t)分关于自变量x₃的反函数；

其中，所述泥石流流域系统信息熵模型的公式为：

H(t)＝∫∫∫P(x₁,x₂,x₃,t)lnP(x₁,x₂,x₃,t)dx₁dx₂dx₃；

其中，所述H(t)是指泥石流流域系统信息熵模型。