黄冈市地质灾害精细化气象风险预警应用研究

湖北省气象预警以地市州行政单元作为预警单元，黄冈本级气象部门开展的气象风险预警工作主要是区域大范围层次的气象预警，目前气象部门对连续性降水过程的预警较好，对局部地域、短临时间的预警能力存在不足。因此，亟需以更小的区域深入开展地质灾害精细化气象预警攻关，提高风险预警产品质量，通过平台建设完成适用于黄冈地区的地质灾害精细化气象预警系统，从而提高灾害气象预警的精度和可信度。本书以黄冈市地质灾害及其预警为主题，基于黄冈市地质灾害发育现状，围绕地质灾害的变形破坏特征及降雨特征，构建黄冈市地质灾害气象风险预警模型，建设黄冈市地质灾害精细化气象风险预警平台，实现黄冈市地质灾害精细化气象风险预警。

第1章绪论(1) 1.1地质灾害气象预警研究的意义(1) 1.2国内外研究现状(2) 1.2.1地质灾害气象预警研究现状(3) 1.2.2地质灾害气象预警方法研究现状(5) 1.2.3地质灾害气象预警模型研究现状(7) 1.2.4地质灾害气象预警判据研究现状(9) 1.2.5地质灾害气象预警系统研究现状(13) 1.3地质灾害气象预警研究的发展趋势(14) 1.4黄冈市地质灾害气象预警工作现状(15) 第2章黄冈市地质环境与地质灾害(17) 2.1区域地质环境条件分析(17) 2.1.1气象水文条件(17) 2.1.2地形地貌条件(19) 2.1.3地层岩性条件(20) 2.1.4地质构造条件(20) 2.1.5工程地质条件(20) 2.1.6水文地质条件(22) 2.1.7人类工程活动特征(23) 2.2地质灾害分布规律(24) 2.2.1地质灾害主要类型(24) 2.2.2地质灾害分布特征(25) 2.3地质灾害发育特征(29) 2.3.1受降雨作用地质灾害发育(29) 2.3.2易滑地层内地质灾害发育(30) 2.3.3沿构造带地质灾害发育(30) 2.3.4沿人类工程活动带地质灾害发育(31) 2.4地质灾害形成条件(31) 2.4.1地形地貌与地质灾害(31) 2.4.2岩（土）体类型与地质灾害(32) 2.4.3水与地质灾害(33) 第3章黄冈市地质灾害气象预警分区(35) 3.1区域地质背景分区(35) 3.1.1评价指标的选取与统计分析(35) 3.1.2评价指标量级划分及地质分区(42) 3.2BP神经网络指标权重模型(44) 3.2.1BP神经网络概念(44) 3.2.2BP神经网络算法原理(45) 3.2.3基于Matlab的BP神经网络权重模型构建(45) 3.2.4程序实现与权值结论(46) 3.3潜势度分区与评价(48) 第4章地质灾害气象风险预警模型研究(51) 4.1预警模型技术路线(51) 4.2基于统计分析的逻辑回归模型(51) 4.3气象预警判据研究(56) 4.3.1有效雨量模型(56) 4.3.2临界降雨量判据研究(56) 4.4建立气象预警模型(63) 4.4.1显示统计预警模型(63) 4.4.2气象预警分级(63) 4.5预警模型验证(64) 4.5.1预警模型区划验证(64) 4.5.2预警模型历史验证(73) 第5章气象预警平台开发(79) 5.1系统总体概述(79) 5.1.1运行环境说明(79) 5.1.2系统平台特点分析(80) 5.1.3系统整体架构(80) 5.1.4系统功能模块(81) 5.1.5其他(83) 5.2后端系统服务(84) 5.2.1空间数据库(84) 5.2.2系统目录管理(90) 5.2.3系统配置文件(90) 5.2.4数据查询服务(91) 5.2.5地图发布服务(91) 5.2.6雨量接入服务(96) 5.2.7雨量栅格面生成服务(97) 5.2.8预警分析服务(98) 5.2.9产品管理服务(98) 5.3前端系统界面(99) 5.3.1图层管理(99) 5.3.2雨量数据管理(99) 5.3.3气象预警分析(104) 5.3.4历史预警查询(105) 5.3.5预警参数设置(107) 5.3.6预警产品管理(108) 5.3.7预警信息发布(108) 5.3.8会商记录管理(109) 5.3.9权限管理(110) 第6章气象预警产品发布与效果评价(112) 6.1气象预警业务流程(112) 6.2预警产品发布管理(113) 6.2.1预警会商联动机制(113) 6.2.2气象预警发布流程(113) 6.3预警效果评价指标与方法(114) 6.3.1预警准确率评价(114) 6.3.2基于命中率、漏报率、空报率三指标的预警效果评价(114) 6.4预警试运行期间效果评价(115) 6.4.1初期预警模型预警效果评价(115) 6.4.2修正后预警模型预警效果评价(119) 6.4.3预警模型在不同时间段的预警效果评价(122) 6.5预警模型精细化程度(122) 第7章思考与展望(123) 7.1应用研究结论(123) 7.1.1结论(123) 7.1.2运行情况(124) 7.1.3存在的问题与思考(124) 7.2应用研究方向(126) 7.2.1三代预警模型综合运用(126) 7.2.2基于天空地一体化的“三查”体系(126) 7.2.3精细化气象风险预警(127) 7.2.4人工智能（AI）开发应用(128) 7.2.5地质灾害风险防控技术(129) 7.2.6建立三维GIS监测预警系统(131) 7.3展望(131) 主要参考文献(133)