基于D-S证据理论的浅层地下水预测

兵工自动化2014-08OrdnanceIndustryAutomation33(8)·48·doi:10.7690/bgzdh.2014.08.013基于D-S证据理论的浅层地下水预测郭杰1，刘建永1，王怀晓1，张有亮2，王凤山1(1.解放军理工大学野战工程学院，南京210007；2.解放军理工大学指挥信息系统学院，南京210007)摘要：针对地下水探测手段综合运用程度低的问题，对基于D-S证据理论的浅层地下水预测方法进行研究。分析已有水文地质资料和遥感资料，运用三维激光扫描技术、探地雷达技术和高密度电法3种浅层高分辨率探测技术，结合现地水文地质调查对浅层地下水进行综合侦察，并以证据理论为支撑，提出基于多层证据组合递推的浅层地下水综合侦察模式和基于多源信息融合的浅层地下水综合预测方法。结果表明：该方法能解决单一勘测手段的不足，实现多种侦察手段的优势互补与融合运用。关键词：浅层地下水；信息融合；D-S证据理论；预测中图分类号：TP391文献标志码：APredictionofShallowGroundwaterBasedonD-SEvidenceTheoryGuoJie1,LiuJianyong1,WangHuaixiao1,ZhangYouliang2,WangFengshan1(1.CollegeofFieldEngineering,PLAUniversityofScience&Technology,Nanjing210007,China;2.CollegeofCommandInformationSystems,PLAUniversityofScience&Technology,Nanjing210007,China)Abstract:Aimingatlowlevelsofintegrateduseofgroundwaterdetectionmeans,researchthepredictionofshallowgroundwaterbasedonD-Sevidencetheory.Existinghydrogeologicdataandremotesensingdataareanalyzed.Thetechnologybasedonhydrogeologicaldataandremotesensingdata,theintegrateduseof3Dlaserscanningtechnologyisapplied.Combininggroundpenetratingradartechnology,high-densityelectricalmethodinthreeshallowhighresolutiondetectiontechnologytogethertorealizegroundwaterprediction.Resultsshowthatthemethodcansolvethelackofasinglesurveymeanstorealizetheadvantagesofavarietyofcomplementarymeansofreconnaissanceandintegrationuse.Keywords:shallowgroundwater;informationfusion;D-Sevidencetheory;prediction0引言地下水具有水质澄清、水质稳定、分布面广和资源量丰富等优点，而且便于防护伪装、受地域限制少。浅层地下水是指和地表有一定的水力联系，埋藏深度小于50m的地下水。相对于中深层地下水而言，浅层地下水具有2大优势：1)浅层地下水与地形地貌、地表水文植被等关系更密切，可以根据这些地表表征现象，在广区域、大范围内快速、概略获取其分布信息，进而进行局部精确侦察；2)浅层地下水赋存较浅，易于汲取，满足部队快速机动、遂行保障的要求，且便于伪装、隐蔽和防护。因此，浅层地下水是未来战场给水保障的重中之重。近些年，许多学者和科研人员，利用遥感、核磁共振和探地雷达等新技术对地下水探测领域做了大量研究[1-4]。这些不同的技术手段、不同的侦察设备，分别从不同的角度获取地下水的各种特征参数，进而预测地下水情况，各有其优缺点与适用性。如何集各技术手段和设备之所长，实现多种技术手段耦合，利用信息综合处理与优化决策技术，发挥多源信息互补优势，提高地下水侦察的快速性与预测的准确性，是迫切需要研究的一个问题。信息融合技术模拟人的大脑，可以融合来自不同传感器、不同时间、不同类型的信息，发挥多源信息互补优势，以提高决策的准确性。证据理论作为一种信息融合方法，对模糊和不确定信息的融合具有独特优势，用来解决具有很强不确定性的浅层地下水预测，符合事物的客观特征。证据理论由Dempster于1967年提出[5]，后由他的学生