面對山區(qū)泥石流災(zāi)害的突發(fā)性和夜間發(fā)生的特性,預(yù)警工作始終面臨著重重挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的監(jiān)測手段,例如雨量計、泥位計以及視頻監(jiān)控,雖然在一定程度上能夠發(fā)揮作用,但其局限性也顯而易見。
近年來,基于多普勒原理的微波雷達因其全天候、全天時的監(jiān)測能力而備受矚目。然而,在實際應(yīng)用中,這種雷達技術(shù)卻常常因為環(huán)境因素的微妙變化,如風(fēng)吹草動、落石滾動、溪水漲落等,而產(chǎn)生誤報,這無疑給災(zāi)害預(yù)警帶來了額外的困擾。
為了突破這一技術(shù)瓶頸,中國科學(xué)院成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所的劉雙與胡凱衡課題組攜手奧地利學(xué)者,共同開展了泥石流雷達監(jiān)測技術(shù)的改進研究。這一跨國合作旨在通過科技創(chuàng)新,提升泥石流災(zāi)害的預(yù)警能力。
研究團隊在深入分析環(huán)境因素對雷達監(jiān)測影響的基礎(chǔ)上,結(jié)合大量實地雷達測量數(shù)據(jù)和樣本采集,提出了一種創(chuàng)新的解決方案——基于深度學(xué)習(xí)的多目標(biāo)分類判識方法。這種方法能夠智能地識別并區(qū)分泥石流、落石等不同的災(zāi)害類型,從而大大提高預(yù)警的準(zhǔn)確性。
在研究中,團隊采用了多達12種深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)模型,并結(jié)合遷移學(xué)習(xí)算法,構(gòu)建了一個針對泥石流和落石的多目標(biāo)分類模型。經(jīng)過嚴格的測試和驗證,結(jié)果顯示,大部分深度學(xué)習(xí)模型均能夠出色地完成多目標(biāo)分類任務(wù),其中vgg16、mobilenet_v2和googlenet模型的分類識別準(zhǔn)確率更是高達95.46%,表現(xiàn)尤為突出。
為了進一步提升預(yù)警的準(zhǔn)確性和精度,研究團隊還探索了一種基于多個深度學(xué)習(xí)模型和投票策略相結(jié)合的集合判識方法。這種方法通過綜合多個模型的預(yù)測結(jié)果,進一步優(yōu)化了目標(biāo)分類的準(zhǔn)確性,顯著降低了虛警率,為泥石流的監(jiān)測判識提供了更為可靠的技術(shù)支持。
研究團隊還深入分析了動物活動、車輛往來等人為和自然因素對雷達監(jiān)測的影響,為后續(xù)的監(jiān)測技術(shù)優(yōu)化提供了寶貴的數(shù)據(jù)支持和理論依據(jù)。這一研究成果不僅為泥石流災(zāi)害的預(yù)警工作帶來了新的突破,也為其他自然災(zāi)害的監(jiān)測預(yù)警提供了有益的借鑒和參考。
隨著科技的不斷進步和創(chuàng)新,相信未來泥石流等自然災(zāi)害的預(yù)警能力將得到進一步提升,為人們的生命財產(chǎn)安全提供更加堅實的保障。