(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210987777.6 (22)申请日 2022.08.17 (71)申请人 国家海洋环境预报中心 地址 100081 北京市海淀区大慧寺8号 (72)发明人 侯京明　范婷婷　卢伟　高义　 徐志国　王培涛　赵联大　王君成　 (74)专利代理 机构 北京易捷胜知识产权代理有 限公司 1 1613 专利代理师 李会娟 (51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01) G06Q 10/06(2012.01) G06F 17/13(2006.01) G06Q 50/26(2012.01) G01N 21/25(2006.01)G06F 111/10(2020.01) (54)发明名称 一种基于土地利用分类的海啸风险变化分 析方法 (57)摘要 本发明涉及一种基于土地利用分类的海啸 风险变化分析方法， 包括： 针对指定时间段内指 定区域的基本参数和海啸淹没计算模 型， 获取包 括淹没区的海啸淹没危险等级信息； 获取指定时 间点的指定区域的卫星影像数据， 对卫星影像数 据进行预处理； 并根据遥感各波段和多种光谱指 数数据基于机器学习的方法进行土地利用分类， 获得分类结果； 基于预先建立的土地利用分类和 脆弱性等级的对应 关系， 获取指定区域淹没区的 脆弱性分析结果； 根据海啸淹没危险等级信息和 指定区域淹没区的脆弱性分析结果， 获取海啸风 险变化的量化分析结果。 上述方法实现了量化指 定区域的海啸风险变化， 有效防范海啸事件造成 的灾害风险， 可较好的推广使用。 权利要求书2页 说明书12页 附图2页 CN 115293049 A 2022.11.04 CN 115293049 A 1.一种基于 土地利用分类的海啸风险变化分析 方法， 其特 征在于， 包括： S10、 针对指定时间段内指定区域的基本参数和预先构建的基于COMCOT数值计算模型 的海啸淹没计算模型， 获取指定区域的海 啸淹没危险等级信息； 所述海 啸淹没危险等级信 息包括： 分辨 率为20‑30米的淹没区、 淹没区的深度、 海啸流速； S20、 获取指定时间点的指定区域的卫星影像数据， 对所述卫星影像数据进行预处理； 并根据遥感各波段和多种光谱指数数据基于机器学习的方法进行土地利用分类， 获得分类 结果； S30、 基于预先建立的土地利用分类和脆弱性等级的对应关系， 获取指定区域淹没区的 脆弱性分析 结果； S40、 根据海啸淹没危险等级信息和指定区域淹没区的脆弱性分析结果， 获取海啸风险 变化的量 化分析结果。 2.根据权利要求1所述的海啸风险变化分析 方法， 其特 征在于， 指定时间段为2013年至202 2年， 指定区域 为江苏启东市； 指定时间点 为2013年和202 2年。 3.根据权利要求2所述的海啸风险变化分析 方法， 其特 征在于， S10包括： S11、 基于启东市海啸与 地形的非线性信息和COMCOT数值计算模型， 构 建海啸淹没计算 模型的非线性浅水 方程； S12、 基于启东市影响海啸危险等级的参数修 正构建的海啸淹没计算模型； S13、 获取修正后海啸淹没计算模型的计算结果， 并结合海啸淹没区的淹没深度、 海啸 流速、 海啸波流体动力， 获取启东市的海啸淹没危险等级信息 。 4.根据权利要求3所述的海啸风险变化分析 方法， 其特 征在于， S1 1包括： 海啸淹没计算模型的非线性浅水 方程为： 其中， ( ψ,φ)是经度和纬度， (P,Q)分布代表在 经度和纬度方向上的体积通量， η是水面 高度， H表示水深， 是瞬时海底运动， R表示 地球半径， g代 表重力加速度； S12包括： 获取影响海啸危险等级的参数， 该参数包括下述的一项或多项： 不同地物类 型所属的底摩擦系数， 堤 顶高程和天文高潮的平均值、 震源参数； 基于启东市不同地物类型所属的底摩擦系数， 堤顶高程和天文高潮的平均值修正海啸 淹没计算模型的控制文件的信息 。 5.根据权利要求3所述的海啸风险变化分析 方法， 其特 征在于， S20包括： S21、 下载启东市淹没区的2013年 Landsat 8和2022年Landsat 9卫星数据并预处 理； S22， 基于机器学习的方法， 利用已知的样本数据对多个波段和光谱指数的组合方案进 行土地利用分类实验， 根据实验 结果， 选择最优的组合方案对 预处理后的2013年Landsat  8权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115293049 A 2和2022年Landsat 9卫星数据进行土地利用分类， 并获得分类结果； 其中， 2013年landsat8卫星影像选择用波段2、 5、 6和MNDWI指数的组合进行土地利用分 类； 2022年landsat9卫星影像选择用波段4、 5、 6加NDVI指数组合进行土地利用分类。 6.根据权利要求5所述的海啸风险变化分析 方法， 其特 征在于， 对下载的Landsat  8和Landsat  9卫星数据依次经 过辐射定标和大气校正的预处 理； 采用下述公式对下 载的Landsat  8和Landsat  9卫星数据进行辐射定标； R′＝MQ+A 公式(2)中， R ’是未校正太阳角的大气表观反射率， M是波段数据的乘法重缩放因子， A 表示波段数据的加法重缩放因子， Q是经过校准的标准品像素值即下载的Landsat  8和 Landsat 9原始数据， R 1表示反射 率， E是当地太阳仰角。 7.根据权利要求5所述的海啸风险变化分析方法， 其特征在于， S22中的进行土地利用 分类实验， 其 实验中选择随机森林作为监督分类方法， 且采用下述 公式(3)评估不同波 段和 指数组合下土地利用分类结果； 公式(3)中， 其中TP代表正确的预测了正样本， FP代表错误的预测了正样本， FN代表错 误的预测了负样本； Precision是评估分类器不将负样 本标记为正样 本的能力， Recall反映 的是评估分类器查找所有正样本的能力； 精确度和召回率对F1得分的相对贡献是相等的； F1得分的最高值 为1， 最低值 为0； 经过土地利用分类实验之后， 使得2013年landsat8卫星影像选择用波段2、 5、 6和MNDWI 指数的组合进行土地利用分类； 2022年lan dsat9卫星影像选择用波段4、 5、 6加NDVI指数组 合进行土地利用分类。 8.根据权利要求2所述的海啸风险变化分析 方法， 其特 征在于， 所述S40包括： 根据下述公式(4)获取海啸风险变化的量 化分析结果： R0＝H0×V0；    (4) 其中， R0代表海啸风险变化的量化分析结果， H0代表海啸淹没危险等级信息， V0代表淹 没区的脆弱性分析 结果。 9.一种计算设备， 其包括存储器、 处理器， 所述存储器中存储计算程序， 所述处理器执 行所述存储器中存储的计算程序， 具体执行上述权利要求 1至8任一所述的基于土地利用分 类的海啸风险变化分析 方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115293049 A 3