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1模型的建立

在進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性評(píng)估的時(shí)候，由于在這一過(guò)程涉及到的因素特別多，變量特別多，而單就一個(gè)因素考慮又不能充分反映這一情況。各個(gè)因素的作用強(qiáng)烈與否，影響大小又是不盡相同的，這就造成了給精確地分析帶來(lái)了很大的難度。本文運(yùn)用模糊綜合評(píng)判和灰色聚類(lèi)兩種方法，結(jié)合各種因素的影響，來(lái)最終確定影響著地質(zhì)災(zāi)害的主要因素，建立了數(shù)學(xué)模型。這一模型能夠因時(shí)因地的對(duì)不同的地區(qū)、不同的環(huán)境進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性綜合評(píng)估。

1.1模糊評(píng)判法

所謂模糊評(píng)判法就是對(duì)影響因素很多的系統(tǒng)進(jìn)行總體評(píng)價(jià)，即對(duì)每個(gè)因素賦予一個(gè)評(píng)判的指標(biāo)，并對(duì)每個(gè)評(píng)判指標(biāo)擇優(yōu)選取。評(píng)價(jià)模型的建立，在本文中采用四級(jí)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，即V={Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ}，參評(píng)要素可以這樣表示U={u1，u2，u3，u4}，然后就要選擇參選的評(píng)價(jià)因素的因子集。通過(guò)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的綜合分析判斷，建立評(píng)價(jià)地質(zhì)災(zāi)害的綜合判斷模型。對(duì)于不易進(jìn)行評(píng)價(jià)的因素，可以采取因子量化的方法。比如地震的影響可以借助地震的級(jí)數(shù)來(lái)代表劇烈的程度和評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。接下來(lái)就是隸屬函數(shù)的確定，為了表示這一概念，一般利用隸屬函數(shù)來(lái)表述。對(duì)于能夠量化的因素通過(guò)建立隸屬函數(shù)來(lái)進(jìn)行判斷。不能直接量化的指標(biāo)可通過(guò)將專(zhuān)家評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì)值用評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)隸屬度集來(lái)量化。在進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害危害性的評(píng)估的時(shí)候，由于各個(gè)因素的影響是不同的，它們的重要程度也不一樣，再把他們結(jié)合到一起進(jìn)行考慮時(shí)就需要設(shè)置不同的權(quán)重。接下來(lái)就是進(jìn)行模糊變換與綜合評(píng)判，一級(jí)綜合評(píng)價(jià)由一級(jí)評(píng)價(jià)結(jié)果組成二級(jí)綜合評(píng)判模糊關(guān)系矩陣，進(jìn)行二級(jí)模糊變換根據(jù)最大隸屬度原則，評(píng)判計(jì)算單元所屬危險(xiǎn)性級(jí)別。二級(jí)模糊變換按最大隸屬原則，隸屬度最大者與評(píng)價(jià)集中Ⅲ對(duì)應(yīng)，即本單元為中危險(xiǎn)性。按上述步驟和方法可依次求出其它單元所屬地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性類(lèi)別，從而可判斷各單元所屬的危險(xiǎn)性等級(jí)。

1.2灰色聚類(lèi)法

對(duì)人類(lèi)的生活環(huán)境的優(yōu)劣進(jìn)行評(píng)判，環(huán)境工程的好壞進(jìn)行評(píng)估以及整個(gè)區(qū)域的發(fā)展進(jìn)行判斷，采用定量的方法必將成為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。近年來(lái)，用灰色系統(tǒng)理論處理環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題作了一些初步嘗試。地質(zhì)環(huán)境是一個(gè)多方面因素共同作用的系統(tǒng)，因此可以認(rèn)為這一系統(tǒng)是灰色的系統(tǒng)，所以可以應(yīng)用灰色系統(tǒng)理論進(jìn)行分析。其分析過(guò)程一般會(huì)分為如下一些步驟：

①給出聚類(lèi)白化數(shù)。在分析地質(zhì)災(zāi)害過(guò)程中對(duì)災(zāi)害等級(jí)劃分時(shí)要先給出聚類(lèi)白化數(shù)。設(shè)定聚類(lèi)對(duì)象、聚類(lèi)指標(biāo)、聚類(lèi)灰數(shù)等參數(shù)。

②確定灰類(lèi)白化函數(shù)。設(shè)定下限權(quán)白化權(quán)函數(shù)。

③求標(biāo)準(zhǔn)聚類(lèi)權(quán)。在這里標(biāo)準(zhǔn)聚類(lèi)權(quán)的概念也就是在對(duì)地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)要對(duì)參數(shù)設(shè)置的權(quán)重因子。

④求聚類(lèi)系數(shù)。用來(lái)判斷任一個(gè)評(píng)價(jià)單元屬哪一等級(jí)即歸屬災(zāi)害等級(jí)。

2評(píng)價(jià)結(jié)果分析

①通過(guò)利用模糊評(píng)判法對(duì)磐石市的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行評(píng)估，磐石市的中部和東部是地質(zhì)環(huán)境危險(xiǎn)等級(jí)較低的地區(qū)，地質(zhì)單元2280km2，占58％；位于磐石市東部的紅旗嶺鎮(zhèn)和北部的煙筒山鎮(zhèn)、明城鎮(zhèn)是危險(xiǎn)程度較為劇中的地區(qū)，地質(zhì)單元1154.5km2，占29％；分布于磐石市東部的富太鎮(zhèn)和東南部的松山鎮(zhèn)是地質(zhì)環(huán)境災(zāi)害發(fā)生危險(xiǎn)等級(jí)最高的地區(qū)，地質(zhì)單元380.5km2，占10％。

②通過(guò)利用灰色聚類(lèi)法對(duì)磐石市的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行評(píng)估，磐石市的中部和東部是地質(zhì)環(huán)境危險(xiǎn)等級(jí)較低的地區(qū)，地質(zhì)單元2300km2，占59％；位于磐石市東部的紅旗嶺鎮(zhèn)和北部的煙筒山鎮(zhèn)、明城鎮(zhèn)是危險(xiǎn)程度較為劇中的地區(qū)，地質(zhì)單元1080.5km2，占29％；分布于磐石市東部的富太鎮(zhèn)和東南部的松山鎮(zhèn)是地質(zhì)環(huán)境災(zāi)害發(fā)生危險(xiǎn)等級(jí)最高的地區(qū)，地質(zhì)單元423.5km2，占10％。

③通過(guò)上面的分析數(shù)據(jù)可以觀察到，二者得到的結(jié)果基本吻合，說(shuō)明二者對(duì)于磐石市的地質(zhì)環(huán)境的危險(xiǎn)性評(píng)估結(jié)果是基本一致，最終得到的結(jié)果還是可靠的。

④通過(guò)評(píng)估結(jié)果可以看到通過(guò)以上兩種方法得到的計(jì)算結(jié)果與磐石市的實(shí)際的情況是符合的，這也說(shuō)明了這兩種方法是可行的。根據(jù)分析的結(jié)果將磐石市的地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域分為四個(gè)區(qū)：危險(xiǎn)程度較低的磐石市的中部和東部，危險(xiǎn)程度中的磐石市東部的紅旗嶺鎮(zhèn)和北部的煙筒山鎮(zhèn)、明城鎮(zhèn)，危險(xiǎn)程度高的磐石市東部的富太鎮(zhèn)和東南部的松山鎮(zhèn)以及無(wú)危險(xiǎn)性的磐石市的西南部。

⑤利用模糊評(píng)估算法以及灰色聚類(lèi)法是可靠的評(píng)估地質(zhì)災(zāi)害的有效方法。利用模糊算法既能夠考慮到各個(gè)因素的綜合影響又能兼顧到定性分析。而應(yīng)用灰色聚類(lèi)算法能夠解決信息不完備系統(tǒng)的優(yōu)越性，可以得出較為準(zhǔn)確、可靠的等級(jí)分類(lèi)。

3結(jié)論

①吉林省磐石市由于本質(zhì)的自然環(huán)境因素較為惡劣加之人類(lèi)活動(dòng)的強(qiáng)烈作用，使得其成為了地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)市區(qū)，主要集中在泥石流、崩塌、滑坡、地裂縫等種類(lèi)的地質(zhì)災(zāi)害。

②利用模糊評(píng)估算法以及灰色聚類(lèi)法是可靠的評(píng)估地質(zhì)災(zāi)害的有效方法。利用模糊算法既能夠考慮到各個(gè)因素的綜合影響又能兼顧到定性分析。而應(yīng)用灰色聚類(lèi)算法能夠解決信息不完備系統(tǒng)的優(yōu)越性，可以得出較為準(zhǔn)確、可靠的等級(jí)分類(lèi)。

③雖然通過(guò)數(shù)據(jù)分析得到的結(jié)果與磐石市的實(shí)際情況較為吻合，但是還是發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)方法在還存在一定的問(wèn)題但還是沒(méi)有完全達(dá)到預(yù)期的定量的效果。這需要今后在繼續(xù)摸索來(lái)完善。

作者：石文龍范柱國(guó)李國(guó)昌楊立剛單位：昆明理工大學(xué)