面對山區泥石流災害的突發性和夜間發生的特性,預警工作始終面臨著重重挑戰。傳統的監測手段,例如雨量計、泥位計以及視頻監控,雖然在一定程度上能夠發揮作用,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、全天時的監測能力而備受矚目。然而,在實際應用中,這種雷達技術卻常常因為環境因素的微妙變化,如風吹草動、落石滾動、溪水漲落等,而產生誤報,這無疑給災害預警帶來了額外的困擾。
為了突破這一技術瓶頸,中國科學院成都山地災害與環境研究所的劉雙與胡凱衡課題組攜手奧地利學者,共同開展了泥石流雷達監測技術的改進研究。這一跨國合作旨在通過科技創新,提升泥石流災害的預警能力。
研究團隊在深入分析環境因素對雷達監測影響的基礎上,結合大量實地雷達測量數據和樣本采集,提出了一種創新的解決方案——基于深度學習的多目標分類判識方法。這種方法能夠智能地識別并區分泥石流、落石等不同的災害類型,從而大大提高預警的準確性。
在研究中,團隊采用了多達12種深度學習網絡模型,并結合遷移學習算法,構建了一個針對泥石流和落石的多目標分類模型。經過嚴格的測試和驗證,結果顯示,大部分深度學習模型均能夠出色地完成多目標分類任務,其中vgg16、mobilenet_v2和googlenet模型的分類識別準確率更是高達95.46%,表現尤為突出。
為了進一步提升預警的準確性和精度,研究團隊還探索了一種基于多個深度學習模型和投票策略相結合的集合判識方法。這種方法通過綜合多個模型的預測結果,進一步優化了目標分類的準確性,顯著降低了虛警率,為泥石流的監測判識提供了更為可靠的技術支持。
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測的影響,為后續的監測技術優化提供了寶貴的數據支持和理論依據。這一研究成果不僅為泥石流災害的預警工作帶來了新的突破,也為其他自然災害的監測預警提供了有益的借鑒和參考。
隨著科技的不斷進步和創新,相信未來泥石流等自然災害的預警能力將得到進一步提升,為人們的生命財產安全提供更加堅實的保障。