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基于地貌信息熵与滑坡物源的芦山地震区泥石流危险性评价

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地震地质 2015年第3期37卷 880-892页

作者：刘丽娜许冲陈剑中国地质大学(北京) 工程技术学院北京100083 中国地震局地质研究所活动构造与火山重点实验室北京100029

地貌信息熵是判断地貌发育演化阶段的量化指标,常用以表示流域地貌面的受侵蚀程度,是地形地貌因子的反映。以GIS技术为操作平台,利用芦山地震滑坡体积作为泥石流物质来源数据,采用地貌信息熵方法,对55条泥石流沟进行了基于滑坡物源的泥... 详细信息

地貌信息熵是判断地貌发育演化阶段的量化指标,常用以表示流域地貌面的受侵蚀程度,是地形地貌因子的反映。以GIS技术为操作平台,利用芦山地震滑坡体积作为泥石流物质来源数据,采用地貌信息熵方法,对55条泥石流沟进行了基于滑坡物源的泥石流危险性区划研究,期望能为即将来临的雨季做好泥石流危险区规划和防灾工程部署提供参考。研究结果表明：研究区泥石流沟谷流域地貌信息熵值变化范围为0.003 2-0.938 1,沟谷地貌演化从幼年期至老年期均有分布;泥石流危险区面积自极高危险区至极低危险区基本呈现递减趋势,80.77%研究区面积的泥石流沟谷比较活跃,处于幼年期—壮年期的泥石流沟谷增加了泥石流发生的危险性;泥石流沟谷流域斜坡物质响应率变化范围为0-133.24mm,低度和极低度物源敏感区面积共占研究区沟谷流域面积的72.93%,表明近3/4的泥石流沟谷流域对滑坡物源不敏感;基于滑坡物源的泥石流危险性评价结果表明,2/5以上的泥石流沟谷流域处于中度及以上危险区,泥石流活动较为活跃。

关键词：地理信息系统芦山地震滑坡地貌信息熵泥石流危险性评价

地貌信息熵在地震后泥石流危险性评价中的应用

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山地学报 2013年第1期31卷 83-91页

作者：王钧欧国强杨顺季宪军陆桂红中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所中国科学院大学

地貌信息熵可以表示流域地貌面受侵蚀的程度,是判断地貌发育演化阶段的量化指标之一。基于流域系统地貌信息熵的原理和方法,采用GIS技术和Matlab、SPSS软件,对"5·12"汶川地震后都江堰市深溪沟流域内41个子流域的面积-高程积分值和地貌... 详细信息

地貌信息熵可以表示流域地貌面受侵蚀的程度,是判断地貌发育演化阶段的量化指标之一。基于流域系统地貌信息熵的原理和方法,采用GIS技术和Matlab、SPSS软件,对"5·12"汶川地震后都江堰市深溪沟流域内41个子流域的面积-高程积分值和地貌信息熵进行计算,研究了各个子流域的地貌发育演化基本特征和泥石流发育情况,并将分析结果和地震后野外实际调查的成果进行了对比研究,结果表明:在烈度为Ⅺ的都江堰深溪沟地震重灾区,地震引发的大量崩塌、滑坡导致松散固体物质广泛堆积于沟道内,不仅为泥石流提供丰富的物源,而且使沟道局部的地貌发生了突变,但通过"地貌信息熵"这种方法无法表达丰富物源的变化和沟道地貌的突变,因此,根据地貌信息熵判断地震后泥石流的危险性具有一定的局限性。为了使地震区泥石流危险性评价的结果更加真实、可靠与可信,必须结合流域的实际情况,对地貌信息熵判定的危险性结果进行综合分析与修正,或者通过多种评价方法进行对比论证和分析。

关键词：泥石流面积-高程积分地貌信息熵危险性评价

基于地貌信息熵的天山公路冰川泥石流危险性评价

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冰川冻土 2019年第2期41卷 400-406页

作者：谢涛尹前锋高贺郭峰林达明中国地质大学(北京)工程技术学院北京100083 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 交通运输部公路科学研究院北京100083

冰川泥石流广泛分布于我国西部地区,特殊的地貌条件对泥石流的发育有着重要影响。地貌信息熵理论是量化地貌发育阶段的指标,针对冰川地貌条件,探讨了地貌信息熵理论在冰川地貌条件下的应用,并提出了相应的修正系数。选取天山公路沿线13... 详细信息

冰川泥石流广泛分布于我国西部地区,特殊的地貌条件对泥石流的发育有着重要影响。地貌信息熵理论是量化地貌发育阶段的指标,针对冰川地貌条件,探讨了地貌信息熵理论在冰川地貌条件下的应用,并提出了相应的修正系数。选取天山公路沿线13条泥石流沟,基于ArcGIS平台,进行了危险性评价。结果表明,修正后的地貌信息熵值能较好地判断冰川泥石流的危险程度。

关键词：天山公路冰川泥石流地貌信息熵危险性评价

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祁连山北麓地貌信息熵与山体演化阶段分析

干旱区地理 2006年第1期29卷 88-93页

作者：孙然好张百平潘保田王义祥中国科学院地理科学与资源研究所、资源环境信息系统国家重点实验室北京100101 兰州大学西部环境教育部重点实验室甘肃兰州730000

利用定量化的手段分析地貌演化的阶段和趋势,是地貌学研究领域的一个重大的理论课题。在地理信息系统软件ArcGIS和ArcView的支持下,利用数字高程模型提取祁连山北麓的河网和流域。利用Strahler积分计算了各个流域的地貌信息熵,按照主夷... 详细信息

利用定量化的手段分析地貌演化的阶段和趋势,是地貌学研究领域的一个重大的理论课题。在地理信息系统软件ArcGIS和ArcView的支持下,利用数字高程模型提取祁连山北麓的河网和流域。利用Strahler积分计算了各个流域的地貌信息熵,按照主夷平面的高度将祁连山北麓的各个流域分为不同的部分,它们具有不同的地貌信息熵值。结果显示,祁连山地区正在进入戴维斯侵蚀旋回的幼年期阶段。

关键词：地貌演化侵蚀旋回地貌信息熵

耦合地貌信息熵和流域单元物质响应率的泥石流危险性评价

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科学技术与工程 2017年第16期17卷 21-27页

作者：王钧宫清华袁少雄熊海仙广东省地理空间信息技术与应用重点实验室广州510070 广州地理研究所广州510070

以粤西高州马贵河流域为靶区,通过地貌信息熵法分析了流域地貌发育演化阶段和泥石流沟谷危险性;提出了流域单元物质响应率的概念,并结合遥感影像解译得到的松散物质分布,探讨了泥石流沟谷的物源敏感性;在此基础上,将地貌信息熵值和流域... 详细信息

以粤西高州马贵河流域为靶区,通过地貌信息熵法分析了流域地貌发育演化阶段和泥石流沟谷危险性;提出了流域单元物质响应率的概念,并结合遥感影像解译得到的松散物质分布,探讨了泥石流沟谷的物源敏感性;在此基础上,将地貌信息熵值和流域单元物质响应率进行耦合,开展地形和物源复合作用下的泥石流危险性评价研究。结果表明:研究区地貌信息熵值的变化范围为0.139 8~0.878 7;沟谷地貌演化从幼年期至老年期均有分布,59.07%的研究区面积处于幼年期-壮年期,泥石流沟谷比较活跃、危险性大;单元物质响应率的变化范围为0~0.171 6,54.60%的沟谷对物源较敏感;基于地貌信息熵值和流域单元物质响应率耦合的泥石流危险性评价结果表明,42.79%的泥石流沟谷处于中等及以上危险区域,泥石流危险性较大。对比分析发现评价结果和实际情况较为吻合,评价结果合理,优于上述两种方法单独评价的结果。该成果可以为马贵河流域防灾减灾、经济建设布局等提供依据,具有重要的工程实际意义和应用价值。

关键词：泥石流危险性评价地貌信息熵流域单元物质响应率物源敏感性

基于流域系统地貌信息熵的贺斯格乌拉露天矿区稳定性评价

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水土保持通报 2023年第5期43卷 141-147页

作者：赵水霞王文君吴英杰刘艳萍李玮全强庄帅中国水利水电科学研究院内蒙古阴山北麓草原生态水文国家野外科学观测研究站北京100038 水利部牧区水利科学研究所内蒙古呼和浩特010020

[目的]开展露天矿区稳定性评价,为矿区地貌重塑、生态环境修复及水土流失监测等提供技术支撑。[方法]以流域系统地貌信息熵为评价指标,基于ArcHydro水文模型及流域自相似原理,对露天矿区及周边未扰动区地貌形态稳定性进行评价,探究矿区... 详细信息

[目的]开展露天矿区稳定性评价,为矿区地貌重塑、生态环境修复及水土流失监测等提供技术支撑。[方法]以流域系统地貌信息熵为评价指标,基于ArcHydro水文模型及流域自相似原理,对露天矿区及周边未扰动区地貌形态稳定性进行评价,探究矿区水土流失风险及其侵蚀强度。[结果]受矿区剥离、采掘、运输及排弃等一系列工艺的影响,内蒙古贺斯格乌拉露天矿区现状地貌信息熵多集中在0.105~0.145,流域地貌系统发育多为幼年期或壮年偏幼年期,流域侵蚀风险较高;原始地貌及未扰动区地貌信息熵多大于0.40,为稳定的壮年期或老年期,地势平缓,土壤侵蚀模数较小。[结论]以贺斯格乌拉露天煤矿为例,受矿区原始地貌、矿区开采顺序及排土场位置等影响,水土流失风险呈现由南向北逐渐递增的趋势特征,可以作为露天矿区地貌重塑及生态环境修复的依据。

关键词：地貌信息熵矿区流域系统侵蚀风险地貌重塑

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基于流域系统的地貌信息熵泥石流敏感性评价

中国水土保持 2011年第1期 55-57页

作者：李雅辉杨武年杨鑫刘汉湖唐川成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室/遥感与GIS研究所四川成都610059

基于流域系统地貌信息熵原理和计算方法,采用GIS技术,计算岷江流域汶川县境内209个子流域系统的地貌信息熵值,并结合其他诱发因子进行泥石流敏感性分区,将泥石流敏感性划分为高、偏高、中等、偏低和低5个区间。研究结果表明:汶川县209... 详细信息

基于流域系统地貌信息熵原理和计算方法,采用GIS技术,计算岷江流域汶川县境内209个子流域系统的地貌信息熵值,并结合其他诱发因子进行泥石流敏感性分区,将泥石流敏感性划分为高、偏高、中等、偏低和低5个区间。研究结果表明:汶川县209个子流域中仅有7条子流域敏感性高,63条子流域敏感性偏高,69条子流域敏感性中等,54条子流域敏感性偏低,16条子流域敏感性低。

关键词：泥石流地貌信息熵敏感性评价汶川县

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基于地貌信息熵的震区泥石流活动性定量研究

基于地貌信息熵的震区泥石流活动性定量研究

作者：帖宇成都理工大学

学位级别：硕士

“5.12”汶川大地震极大地扰动了该区原本就较为脆弱的地质环境,在山区诱发了56000万多处山体滑坡,这些滑坡和崩塌给泥石流提供了丰富的松散物源,同时也使得强震区泥石流的降雨阈值下降。如今“5.12”汶川大地震已过去13年,但强震区泥... 详细信息

“5.12”汶川大地震极大地扰动了该区原本就较为脆弱的地质环境,在山区诱发了56000万多处山体滑坡,这些滑坡和崩塌给泥石流提供了丰富的松散物源,同时也使得强震区泥石流的降雨阈值下降。如今“5.12”汶川大地震已过去13年,但强震区泥石流仍保持在一个较为活跃的状态,如何预测评价强震区泥石流的活动性仍是当前的重要课题。大量研究表示,强震区泥石流活动性与地形地貌、水文条件、崩滑体物源息息相关。目前已有模型多是以单因子作为控制变量或以单次案例构建评价模型来分析泥石流活动性,需要考虑多因子动态进行泥石流活动性预测评价研究,因此,为建立具有普适性、可靠性及科学性的强震区泥石流活动性评价模型。本文将强震区流域中的崩滑体物源、地貌信息熵及降雨指数相结合,通过回归分析,建立能够客观反映强震区泥石流实际活动状态的评价体系,为预测强震区泥石流暴发以及强震区防治工程规划工作提供合理的科学依据。针对上述问题,本文选取汶川县、绵竹清平乡两个具有不同物源条件、地质环境及降雨条件的典型强震区作为研究区域,收集了研究区长周期的崩滑体物源、降雨数据及流域地形地貌定量化参数作为数据,对强震区泥石流活动性演化特征以及震后流域泥石流活动规律进行了研究,主要研究成果如下:(1)通过计算研究区35条泥石流流域的地貌信息熵,发现研究区流域的地貌演化阶段差异性较大:研究区4条流域处于壮年期早期;17条流域处于壮年期中期;12条流域处于壮年期末期,2条流域处于老年期。该结果表明研究区流域地貌发育较为成熟,流域地貌演化阶段主要为壮年期且无幼年期,为震后暴发泥石流提供有利的地形条件。(2)通过分析研究区35条典型泥石流流域的6期高精度的崩滑物源解译结果,发现在特殊外部条件刺激下,研究区流域有一定的崩滑体物源产生,但研究区崩滑体物源总体仍呈减少的趋势。同时,发现在不同相对主沟道距离上的崩滑体物源供给能力具有一定差异,相对主沟道距离比值在0.1-0.4范围内的崩滑体物源活动性相较于其他范围更高。通过分析崩滑体物源演化规律,将崩滑体物源空间分布与崩滑体物源参与程度相结合,最终通过计算崩滑体物源相对空间分布得到可实际参与泥石流活动的崩滑体物源体积及密度。(3)在基于前人研究基础上,对研究区的实际泥石流活动性进行整理分析,将其与提取的影响因子数据相结合,根据流域不同泥石流活动性的地貌信息熵特征值及崩滑体物源密度值构建泥石流活动性判别模型。(4)通过拟合泥石流活动性判别模型与相应的降雨指数比值,建立了强震区泥石流活动性预测评价模型,其公式概化为:Z=(61.92×H-37.93×H+6.5)×0.2925×(I/I)式中H为地貌信息熵;I为2010年的降雨指数;Z为20nn年的崩滑体物源密度临界线(m/m);I为20nn年的降雨指数。检验结果显示,本模型与其他评价模型相比,在对强震区泥石流活动性进行评价时其结果更为准确,且本评价模型选择了多个地区进行试验及验证,使得本评价模型评具有一定的普适性。(5)建立了研究区12条典型泥石流流域的时间-崩滑体物源密度方程,以3种具有代表性的降雨指数对上述流域进行泥石流活动性预测。通过对比,发现地貌演化阶段处于壮年期中期及末期的流域泥石流活动衰减速率相较于其他演化阶段更慢,为未来泥石流防治工程提供可靠的参考。

关键词：汶川地震地貌信息熵泥石流活动性定量研究

地貌信息熵理论在冲沟沟头活跃度评价中的应用初探

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中国水土保持 2015年第1期 3-7,69页

作者：张宝军熊东红董一帆苏正安杨丹郑学用张素中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室四川成都610041 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所四川成都610041 中国科学院大学北京100049 四川农业大学四川成都611130

冲沟沟头是整个冲沟活跃区中形态变化及侵蚀产沙最为剧烈的部位,其活跃程度决定着整个冲沟的发展方向。尝试运用地貌信息熵理论,基于RTK-GPS技术对冲沟沟头的实地监测数据,对干热河谷区36个冲沟沟头活跃度进行了评价研究。结果表明:研究... 详细信息

冲沟沟头是整个冲沟活跃区中形态变化及侵蚀产沙最为剧烈的部位,其活跃程度决定着整个冲沟的发展方向。尝试运用地貌信息熵理论,基于RTK-GPS技术对冲沟沟头的实地监测数据,对干热河谷区36个冲沟沟头活跃度进行了评价研究。结果表明:研究区36个冲沟沟头在形态发育上均处于活跃期,但分别处于不同程度的侵蚀活跃状态;依据地貌信息熵值可将沟头发育状况划分为4个活跃程度等级,分别为稳定、较稳定、较活跃和活跃,被调查的36个沟头中约有44%处于较活跃或活跃状态,42%处于较稳定状态,仅有14%处于相对稳定状态;沟头发育监测数据验证表明,地貌信息熵理论评价结果与实际情况基本相符,可将其作为冲沟活跃程度评价的一种有效方法。

关键词：冲沟沟头地貌信息熵沟头活跃度干热河谷