GIS洪水災(zāi)害危險性評價模型及應(yīng)用

將高維降維技術(shù)—投影尋蹤分類模型(ppc)應(yīng)用到洪水災(zāi)情評價方面,在黑龍江省洪水災(zāi)害損失無評價標(biāo)準(zhǔn)或評價標(biāo)準(zhǔn)不適用的情況下,模型利用改進(jìn)的加速遺傳算法(raga)優(yōu)化投影方向,將多維數(shù)據(jù)指標(biāo)轉(zhuǎn)換到低維子空間,通過尋求最優(yōu)投影方向及投影函數(shù)值來實(shí)現(xiàn)對洪水災(zāi)害損失各個指標(biāo)的評價,避免了主觀賦權(quán)的人為干擾,取得了較好效果。

【目的】建立基于現(xiàn)代智能方法的洪水危險性評價模型,進(jìn)一步提高評價精度,為制定區(qū)域防洪規(guī)劃、實(shí)現(xiàn)洪水資源安全利用提供決策依據(jù)?！痉椒ā胯b于可變模糊識別模型相對差異度函數(shù)構(gòu)造困難、計算量大的不足,利用集對分析方法直接構(gòu)造可變模糊識別模型相對差異度函數(shù),進(jìn)而通過確定指標(biāo)權(quán)重,將洪水樣本不同指標(biāo)相對差異度綜合為樣本隸屬度,建立基于集對分析的洪水危險性評價可變模糊識別模型,并將其應(yīng)用于長江下游南京站歷史洪水樣本的等級評價中,實(shí)現(xiàn)對不同洪水樣本危險等級的分類排序?！窘Y(jié)果】實(shí)例應(yīng)用表明,采用基于集對分析的洪水危險性評價可變模糊識別模型確定的洪水樣本危險等級差異明顯、分辨率高,與投影尋蹤方法確定的洪水分類結(jié)果基本一致,有效避免了模型參數(shù)取值的主觀隨意性給評價結(jié)果帶來的不確定性?！窘Y(jié)論】基于集對分析的洪水危險性評價可變模糊識別模型計算過程簡便、可行,結(jié)果穩(wěn)健、可靠,在缺乏標(biāo)準(zhǔn)評價等級資料的復(fù)雜系統(tǒng)綜合評價問題中具有一定的推廣應(yīng)用價值。

介紹了洪水災(zāi)害風(fēng)險評估的方法,即從形成洪水災(zāi)害的機(jī)理出發(fā),首先建立研究區(qū)的洪水危險性評價模型和社會經(jīng)濟(jì)易損性評價模型,然后再建立研究區(qū)的洪水災(zāi)害風(fēng)險評價模型,最后利用地理信息系統(tǒng)(gis)的空間疊加分析法,對研究區(qū)進(jìn)行洪水災(zāi)害風(fēng)險評估。

大氣降水的不規(guī)則運(yùn)動是引發(fā)洪水災(zāi)害的重要因素。通過對\"小洪水、大災(zāi)情\"特性顯著的渭河下游洪泛區(qū)的洪水特性、降水規(guī)律以及二者的關(guān)系進(jìn)行分析,利用插值計算法進(jìn)行降水量和降水變率空間分析,評估并區(qū)劃了研究區(qū)汛期洪災(zāi)風(fēng)險的降水危險性。主要結(jié)論為:①季節(jié)性的強(qiáng)降水過程是引發(fā)渭河下游洪水災(zāi)害的重要因素,連續(xù)暴雨或大范圍暴雨往往帶來洪水災(zāi)害;②汛期降雨量呈現(xiàn)出顯著的南多北少特征,且從東南到西北依次遞減,咸陽、高陵縣、大荔縣西北部降水量偏低,而秦嶺北麓的華縣、華陰及西安市區(qū)降水相對豐富;③汛期降水變率雖然呈現(xiàn)出相間分布的特征,但降水量變化較大的區(qū)域(西安市區(qū)、華縣以及潼關(guān)縣東南部)都集中于南部的秦嶺北麓;④根據(jù)降水量越大,影響度越高,降水變率越大,降水量越不穩(wěn)定,洪水危險性越高的原則,進(jìn)行洪災(zāi)的降水危險性評估與區(qū)劃,結(jié)果顯示降水危險性較高與較低區(qū)域呈環(huán)狀相間分布,危險性較高的區(qū)域更多地分布于渭河干流南岸。

我國是自然災(zāi)害頻繁、影響范圍廣大、經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重的國家。新中國成立以來,經(jīng)過五十多年的治理,全國主要江河流域的防洪形勢有了重大改觀。由于洪水的影響因素眾多,人類對自然界認(rèn)知的局限性,目前尚無法完全從定性和定量的角度預(yù)知洪水發(fā)生的準(zhǔn)確時間和真實(shí)過程;此外由于經(jīng)濟(jì)條件的限制和出于環(huán)境、資源等方面的考慮,洪水災(zāi)害目前還難以全面防范或徹底消除。多年來,隨著我國人口的持續(xù)增長和經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,我國洪澇災(zāi)害損失具有逐年增大的趨勢。因此,增強(qiáng)全民防范洪水災(zāi)害風(fēng)險意識,更好地認(rèn)識自然和利用自然為人類造福,把洪水災(zāi)害的損失降低到最小。

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針對地質(zhì)災(zāi)害危險性分區(qū)評價中存在的量化主觀性強(qiáng)這一問題,在基于gis的信息量模型理論基礎(chǔ)上,結(jié)合眉縣實(shí)際調(diào)研資料,應(yīng)用加權(quán)信息量法建立了研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險性評價模型,選取地形地貌、巖土體類型、地質(zhì)構(gòu)造、水系、降雨和人類工程活動等6個評價因子,計算得出了評價因子的加權(quán)信息量值,利用gis的空間分析功能,得到該縣的地質(zhì)災(zāi)害危險性分區(qū)圖.結(jié)果表明,基于加權(quán)信息量模型的眉縣地質(zhì)災(zāi)害危險性分區(qū)結(jié)果與實(shí)際地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生狀況吻合,因而認(rèn)為該評價方法客觀合理,具有一定的理論與實(shí)用價值.

海原縣洪水災(zāi)害分析及防治對策——海原縣地處寧夏回族自治區(qū)六盤山區(qū)西北麓，屬北溫帶大陸季風(fēng)氣候，干旱少雨，年降水397.2ｍｍ，且大多以暴雨形式出現(xiàn)在7～9月，占全年降水量的73％，年蒸發(fā)量2200ｍｍ。水系以南華山、西華山為中心呈放射狀展布。溝道長年干涸...

為探究公路洪災(zāi)危險性評價等級及其空間分布特征,根據(jù)公路及其環(huán)境的特點(diǎn),從孕災(zāi)環(huán)境和致災(zāi)因子2方面選取9個評價因子,建立公路洪災(zāi)危險性評價指標(biāo)體系,采用最優(yōu)組合賦權(quán)法計算指標(biāo)權(quán)重；結(jié)合地理信息系統(tǒng)(gis)技術(shù)和可變多目標(biāo)模糊優(yōu)選理論,構(gòu)建公路洪災(zāi)危險性空間模糊評價模型；以重慶市巴南區(qū)為應(yīng)用實(shí)例,驗(yàn)證該模型的有效性。結(jié)果表明:運(yùn)用最優(yōu)組合賦權(quán)法確定權(quán)重,可避免單一權(quán)重的片面性,得到的綜合權(quán)重更符合實(shí)際情況；用空間模糊綜合評價模型得到的評估結(jié)果與實(shí)際情況相符。

以河南省登封市地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查為例,在分析地質(zhì)環(huán)境條件的基礎(chǔ)上,總結(jié)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征,確定易發(fā)性分區(qū)評價指標(biāo),并運(yùn)用gis綜合評價模型分析計算,得出的分區(qū)結(jié)果與實(shí)際吻合較好。通過對gis綜合評價模型的研究,可為大區(qū)域內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價提供參考。

以河南省登封市地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查為例,在分析地質(zhì)環(huán)境條件的基礎(chǔ)上,總結(jié)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征,確定易發(fā)性分區(qū)評價指標(biāo),并運(yùn)用gis綜合評價模型分析計算,得出的分區(qū)結(jié)果與實(shí)際吻合較好。通過對gis綜合評價模型的研究,可為大區(qū)域內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價提供參考。

本文以白龍江流域?yàn)檠芯繀^(qū)域,以柵格單元作為評價單元,基于gis和ahp模型對研究區(qū)的泥石流危險性進(jìn)行了評價。評價結(jié)果顯示,在區(qū)域范圍內(nèi),基于ahp模型不僅能夠體現(xiàn)出影響區(qū)域泥石流的綜合特征,而且評價分區(qū)結(jié)果與泥石流實(shí)際分布情況非常吻合。由此可見,在大區(qū)域范圍內(nèi),基于gis和ahp模型的泥石流危險性評價分區(qū)具有良好的可塑性和實(shí)用性,在地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測方面具有重要的作用。

以白龍江流域甘肅省境內(nèi)部分為研究區(qū),在收集資料和野外勘查的基礎(chǔ)上,選取海拔、坡度、滑坡密度、地層巖性、距斷層距離、地震動峰值加速度、平均10min降雨量、距水系距離、歸一化植被指數(shù)(ndvi)、土地利用類型作為泥石流危險性評價因子,對研究區(qū)內(nèi)外動力環(huán)境因子進(jìn)行了分析。在此基礎(chǔ)上,基于gis技術(shù)和ahp模型建立了研究區(qū)泥石流危險性評價模型。評價結(jié)果表明,研究區(qū)內(nèi)泥石流空間分布密度大、空間異質(zhì)性明顯,危險性呈現(xiàn)從西北至東南等級遞增的趨勢,并據(jù)此進(jìn)行了泥石流危險性分區(qū)。

在對思茅區(qū)地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查的基礎(chǔ)上,采用信息量法和模糊綜合評判法分別對地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行危險性分區(qū)評價,并對兩種評價結(jié)果進(jìn)行了對比和綜合分析。研究表明:在大部分地區(qū)兩種評價結(jié)果一致且與實(shí)地調(diào)查結(jié)果吻合度高;地質(zhì)災(zāi)害高度危險區(qū)主要分布在山區(qū)居民集中的溝谷山坡地帶以及交通相對便利的公路沿線地區(qū),低度危險區(qū)主要分布在地勢相對平坦的盆地一帶以及自然保護(hù)區(qū);在局部地區(qū),信息量法評價結(jié)果相對模糊綜合評判結(jié)果與實(shí)地調(diào)查結(jié)果的吻合度更高。

綜合當(dāng)前國內(nèi)外學(xué)者的理論及方法,以災(zāi)害風(fēng)險系統(tǒng)是致災(zāi)因子、孕災(zāi)環(huán)境和承災(zāi)體共同作用的系統(tǒng)為基礎(chǔ),對洞庭湖地區(qū)進(jìn)行洪水災(zāi)害風(fēng)險評估,其中致災(zāi)因子用暴雨及以上降雨的加權(quán)頻次來描述,孕災(zāi)環(huán)境用地形和河網(wǎng)密度來描述,承災(zāi)體脆弱性用內(nèi)在脆弱性和抗災(zāi)救災(zāi)能力來描述。首先,對區(qū)域洪水致災(zāi)因子危險性進(jìn)行評估;其次,對孕災(zāi)環(huán)境危險性進(jìn)行評估;再次,對承災(zāi)體脆弱性進(jìn)行評估;最后,對三者進(jìn)行疊加分析得出洞庭湖地區(qū)洪水災(zāi)害風(fēng)險區(qū)劃圖。其中,沿長江地區(qū)、湘江入湖地區(qū)和澧水河入湖地區(qū)洪水災(zāi)害風(fēng)險高;其次是沿洞庭湖周圍地區(qū)風(fēng)險較高;洞庭湖地區(qū)邊緣風(fēng)險較低。

洪水災(zāi)害是農(nóng)業(yè)的主要災(zāi)害之一,明確洪水災(zāi)害的各種致災(zāi)因子及各因子的權(quán)重有利于加強(qiáng)農(nóng)業(yè)洪水災(zāi)害的防御和管理工作。本文由15位專家運(yùn)用德爾菲法將浙江農(nóng)業(yè)洪水風(fēng)險指標(biāo)分為5類共23個因子,構(gòu)建研究基本模型,并進(jìn)一步運(yùn)用層次分析法對這些因子進(jìn)行了量化的分析。研究結(jié)果表明:氣候因素和農(nóng)業(yè)自身因素對浙江農(nóng)業(yè)洪水風(fēng)險的影響程度較高,梅雨氣候、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)種類和臺風(fēng)暴雨是位居前三位的風(fēng)險指標(biāo)。因此,應(yīng)該從做好針對惡劣天氣的防洪預(yù)案,合理規(guī)劃農(nóng)業(yè)生產(chǎn),加強(qiáng)洪水頻率較高地區(qū)的災(zāi)害管理,提高植被覆蓋率防止水土流失等方面入手,做好農(nóng)業(yè)洪水災(zāi)害防御和風(fēng)險管理工作。

洪水是自然界中常見的災(zāi)害,我國南方地區(qū)洪水頻發(fā),對當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)和社會造成了巨大影響。雖然尚未有一種有效管理洪水的手段,但是可以通過合理的措施將損失最小化。采取何種工程措施,必須參考準(zhǔn)確的洪水要素信息,因此洪水演進(jìn)模型演進(jìn)和仿真顯得十分必要。由于仿真過程中需要許多地理空間數(shù)據(jù),目前一般采用gis技術(shù)輔助洪水演進(jìn)模型仿真。提出了水力學(xué)洪水演進(jìn)模型,包括水面模型、二維洪水仿真模型;并對研究區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格化處理,并利用有限元法對其進(jìn)行仿真研究,得出了研究區(qū)域的水流、水分、淹沒區(qū)域云圖。

基于gis的地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域評價與危險性區(qū)劃系統(tǒng)研究——本文主要介紹了如何將現(xiàn)代地理信息系統(tǒng)(gis)技術(shù)與一些用于多變量預(yù)測評價的數(shù)學(xué)模型有機(jī)地結(jié)合起來，快速高效地進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域評價與危險性區(qū)劃。主要內(nèi)容包括崩滑地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域評價時評價指標(biāo)的選取...

洪水災(zāi)害是當(dāng)今世界上最主要的自然災(zāi)害之一,給社會帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡,科學(xué)地對洪水災(zāi)害進(jìn)行損失評估是防洪減災(zāi)措施的理論基礎(chǔ)和前提。本研究對洪水災(zāi)害損失評估從經(jīng)濟(jì)損失和非經(jīng)濟(jì)損失兩方面進(jìn)行了探討,遵循科學(xué)性、整體性、全面性、可操作性和可比性等原則,采用主客觀綜合分析法并結(jié)合解釋結(jié)構(gòu)模型方法,構(gòu)建了洪水災(zāi)害損失評估指標(biāo)體系,旨在為洪水災(zāi)害損失評估提供理論基礎(chǔ),為洪水災(zāi)害的具體應(yīng)對措施和災(zāi)害補(bǔ)償提供參考依據(jù)。

為量化分析洪水風(fēng)險、準(zhǔn)確評估洪災(zāi)損失,利用最新的數(shù)據(jù)和技術(shù),對已有的美國洪水模型進(jìn)行了改進(jìn),并開發(fā)了新的亞洲洪水模型和法國洪水模型.改進(jìn)后和新開發(fā)的模型可幫助保險公司和資產(chǎn)所有者實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的洪水風(fēng)險量化分析,提高防災(zāi)意識,制定科學(xué)的風(fēng)險管理決策,并將模型提供的數(shù)據(jù)用于承保決定、保險費(fèi)率厘定和再保險購買.

gis具有強(qiáng)大的空間分析能力和數(shù)據(jù)處理能力,可用于對各種地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生概率和可能的致災(zāi)后果進(jìn)行評估,通過開展對多種不同信息的綜合分析,分析空間對象之間的相互關(guān)系,從而揭示地質(zhì)災(zāi)害的演化規(guī)律,為防災(zāi)減災(zāi)工作提供理論依據(jù).以gis在地質(zhì)災(zāi)害中的運(yùn)用現(xiàn)狀為基礎(chǔ),提出一種基于gis的地質(zhì)災(zāi)害危險性區(qū)劃方法,并將該方法用于vulcano火山島的實(shí)例研究中,取得了較好的效果.

針對水庫誘發(fā)地震危險性評價,國標(biāo)gb21075-2007《水庫誘發(fā)地震危險性評價》要求分別采取定性評價、概率評價和綜合評價3種方法進(jìn)行評價。但目前特別在中小型水利水電工程的水庫誘發(fā)地震評價中,仍普遍采用類比法進(jìn)行定性評價,定量和半定量的評價方法很少用。概率評價是一種半定量評價法,概率評價的方法較多,但因常牽涉到高深的數(shù)學(xué)理論知識,廣泛應(yīng)用有一定的難度。筆者認(rèn)為誘震八因子概率統(tǒng)計模型法在水庫誘發(fā)地震危險性概率評價中,具有求解簡單、可操作性強(qiáng)的特點(diǎn),特別適合進(jìn)行水庫誘發(fā)地震危險性的半定量評價。