基于時間序列的滑坡監(jiān)測與預報

張煥

摘要：我國國土地形地貌錯綜復雜，并且大多以山地為主，是世界上滑坡等地質災害多發(fā)的國家之一，滑坡也是對人類危害最大的自然災害之一。古今中外，關于滑坡的案例舉不勝舉，成功的不少，失敗的更多。因此滑坡成因監(jiān)測及其預測、預報研究具有十分重要的現實意義 ?；卤O(jiān)測的最終目的是預測，即利用長期積累的觀測資料掌握變化規(guī)律，對地質體的未來性態(tài)做出及時有效的分析和預報。對滑坡觀測數據的處理一直也是各國專家學者研究的重點。

關鍵詞：滑坡監(jiān)測；預報分析 ；時序分析

1滑坡監(jiān)測的方法

目前常用的滑坡監(jiān)測方法主要有宏觀地質監(jiān)測法、簡易監(jiān)測法、設站觀測法、大地精密測量法、儀表監(jiān)測法和自動遙測法等。新技術有基于GPS的滑坡監(jiān)測、合成孔徑雷達干涉測量、激光掃描技術、其他光電技術等。其中， GPS作為現代大地測量中一種重要的技術手段，可以同時測量出三維位移量X， Y和Z，作業(yè)方便簡單且精度高、投入快、易監(jiān)測，可以進行全天候連續(xù)監(jiān)測，同時不受氣候條件的限制。

2時間序列分析

時間序列的含義是指被觀察到的依時間為序排列的數據序列。

它的特點有：（1）現實的、真實的一組數據，而不是數理統(tǒng)計中做實驗得到的。既然是真實的，它就是反映某一現象的統(tǒng)計指標，因而，時間序列背后是某一現象的變化規(guī)律。（2）動態(tài)數據。 時間序列研究實質是通過處理預測目標本身的時間序列數據，獲得事物隨時間過程的演變特性與規(guī)律，進而預測事物的未來發(fā)展。它不研究事物之間相互依存的因果關系。 其假設基礎是慣性原則。即在一定條件下，被預測事物的過去變化趨勢會延續(xù)到未來。暗示著歷史數據存在著某些信息，利用它們可以解釋與預測時間序列的現在和未來。時間序列常用模型：（1）AR模型也稱為自回歸模型。它的預測方式是通過過去的觀測值和現在的干擾值的線性組合預測。簡記為AR（P）。 （2）MA模型也稱為滑動平均模型。它的預測方式是通過過去的干擾值和現在的干擾值的線性組合預測。簡記為MA（q）。 （3）ARMA模型：自回歸模型和滑動平均模型的組合，便構成了用于描述平穩(wěn)隨機過程的自回歸滑動平均模型ARMA。簡記為ARMA（p，q）。

3.算例分析

3.1實例介紹

延安以南經銅川等渭北一帶直至渭河盆地內的臺源邊坡，各種類型的黃土滑坡廠泛發(fā)育。每逢雨澇，大地封凍、解凍時期，各種崩塌、滑坡等災害多有所見。本文使用的數據是延安某處滑坡點1到23期監(jiān)測的下沉位移。

3.2數據處理

對于滑坡產生的位移而言，可以看做是一個隨時間變化的時間序列。通過利用時間序列的分解方法建立出關于滑坡位移預測預報模型，以動態(tài)監(jiān)測滑坡的位移變化。

第一步：創(chuàng)建時間序列

第二步：繪制出自相關圖和偏自相關圖

第三步：模型預測

4結語

利用時間序列建立模型對沉降擬合，并進行預測，沉降曲線的形式及規(guī)律能夠準確的利用時間序列模型進行擬合預測成為可能 。由于應用時間序列分析理論對模型進行定階，本身就是一個比較復雜的過程，再加上測量數據在量測過程中，不可避免地會有些誤差，甚至出現異常值，這都增加了模型定階的困難，通過按照時間序列理論對模型進行了合理的定階，可以對滑坡等進行預報，效果較為理想。

參考文獻：

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