濱海城市自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與控制方法的基礎(chǔ)研究.pdf

1、如今全球遭受到的自然災(zāi)害的強(qiáng)度和頻率不斷增加，干旱、洪水、颶風(fēng)、地震和海嘯等災(zāi)害給人類社會(huì)帶來的損失不斷加劇。城市則是受自然災(zāi)害影響最大的區(qū)域，而在所有城市中濱海城市更是人口、財(cái)富、技術(shù)聚集的核心區(qū)域，是自然災(zāi)害易發(fā)和頻發(fā)的區(qū)域。全方面地對(duì)濱海城市自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與風(fēng)險(xiǎn)控制方法進(jìn)行研究顯得尤為必要。因此，本文以濱海城市自然災(zāi)害為研究對(duì)象展開了災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與風(fēng)險(xiǎn)控制方法的基礎(chǔ)性研究，主要研究?jī)?nèi)容包括了如下幾個(gè)方面：
　?。?）對(duì)濱海

2、城市自然災(zāi)害等級(jí)界定方法進(jìn)行了研究，提出了基于模式識(shí)別理論的多指標(biāo)濱海城市自然災(zāi)害等級(jí)界定算法，它是一種多指標(biāo)下的模式分類方法。通過研究發(fā)現(xiàn)基于多指標(biāo)的濱海城市自然災(zāi)害等級(jí)的界定實(shí)際上可以簡(jiǎn)化成為一個(gè)多輸入單輸出的模式判別問題。因此，本文建立了線性模式判別函數(shù)對(duì)濱海城市災(zāi)害等級(jí)進(jìn)行劃分。在線性判別函數(shù)系數(shù)的確定上，結(jié)合增量固定算法編制了相關(guān)的計(jì)算機(jī)程序模塊，以濱海城市常見的風(fēng)暴潮災(zāi)害數(shù)據(jù)為例，實(shí)現(xiàn)了判別函數(shù)系數(shù)的快速計(jì)算，達(dá)到對(duì)濱海城市

3、自然災(zāi)害級(jí)別的快速界定，說明了該算法的可用性。
　?。?）對(duì)濱海城市自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)的方法進(jìn)行了研究。本文通過研究發(fā)現(xiàn)自然災(zāi)害本身具有混沌的特征，而混沌理論能夠很好地解釋自然災(zāi)害所表現(xiàn)出的混沌現(xiàn)象，同時(shí)對(duì)災(zāi)害未來的發(fā)展規(guī)律進(jìn)行預(yù)測(cè)。因此，本文提出了基于混沌理論的自然災(zāi)害預(yù)測(cè)模型。通過研究表明，混沌理論在自然災(zāi)害的預(yù)測(cè)方面是可行的，可以取得較為理想的結(jié)果。與此同時(shí)，在自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)預(yù)測(cè)方面，本文提出了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多指標(biāo)濱海城市自

4、然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)預(yù)測(cè)模型。以風(fēng)暴潮災(zāi)害為例，建立了三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自然災(zāi)害致災(zāi)等級(jí)預(yù)測(cè)模型，編制了分析程序并進(jìn)行了預(yù)測(cè)計(jì)算，通過實(shí)例分析證明在通過主成因識(shí)別法對(duì)風(fēng)暴潮致災(zāi)的主要因素進(jìn)行識(shí)別的基礎(chǔ)上，神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)模型能夠較為精確地預(yù)測(cè)出自然災(zāi)害的災(zāi)害等級(jí)，預(yù)測(cè)效果較好。
　?。?）對(duì)濱海城市自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的定量化評(píng)估方法進(jìn)行了研究。本文以風(fēng)暴潮災(zāi)害與地震災(zāi)害為例進(jìn)行了災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)定量化評(píng)估方法研究，構(gòu)建了定量化評(píng)估模型。在風(fēng)暴潮災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的定

5、量化評(píng)估模型中，討論了單一承災(zāi)體和行業(yè)承災(zāi)體的損失率計(jì)算模型，并通過潮災(zāi)損失定量統(tǒng)計(jì)模型對(duì)濱海城市的潮災(zāi)損失進(jìn)行了匯總統(tǒng)計(jì)。在地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的定量化評(píng)估模型中，提出了基于烈度的單體建筑物損失評(píng)估的震害影響因子法和基于歷史災(zāi)情數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的群體建筑物損失評(píng)估方法，最后按照震害損失定量統(tǒng)計(jì)模型對(duì)震害損失進(jìn)行了匯總統(tǒng)計(jì)。
　?。?）對(duì)濱海城市自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)空間可視化評(píng)估方法進(jìn)行了研究。本文運(yùn)用GIS技術(shù)針對(duì)特定災(zāi)害進(jìn)行了可視化的模擬，并在對(duì)研究

6、區(qū)域進(jìn)行了評(píng)價(jià)單元?jiǎng)澐值幕A(chǔ)上評(píng)估了災(zāi)害的損失，同樣以風(fēng)暴潮災(zāi)害與地震災(zāi)害為例進(jìn)行了災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)可視化評(píng)估方法的研究。在風(fēng)暴潮災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的可視化評(píng)估過程中，本文利用GIS中的網(wǎng)格計(jì)算模型模擬了風(fēng)暴潮的影響范圍與范圍內(nèi)的水深分布情況，結(jié)合潮災(zāi)定量化評(píng)估模型，編程實(shí)現(xiàn)了風(fēng)暴潮災(zāi)害損失評(píng)估模塊，并進(jìn)行了潮災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)可視化評(píng)估的實(shí)例分析。在地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的可視化評(píng)估中，本文查閱了研究區(qū)的地震烈度衰減模型利用 GIS技術(shù)繪制出了地震的影響范圍，并根據(jù)震害損失

7、定量統(tǒng)計(jì)模型對(duì)研究區(qū)的人員傷亡、經(jīng)濟(jì)損失、建筑物破壞情況等進(jìn)行了評(píng)估，編制計(jì)算機(jī)程序模擬出了地震災(zāi)害對(duì)研究區(qū)造成的損失。該方法全面可視化地表現(xiàn)了災(zāi)區(qū)的受災(zāi)情況，達(dá)到了較好的效果。
　?。?）以青島市為例進(jìn)行了濱海城市自然災(zāi)害的可視化模擬和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。以青島市作為研究區(qū)，通過對(duì)青島市歷史上災(zāi)害致災(zāi)因子強(qiáng)度的概率分析得出了區(qū)域未來可能遭受到的災(zāi)害的強(qiáng)度。根據(jù)定量化和可視化評(píng)估方法評(píng)估了青島市未來一旦遭受到風(fēng)暴潮和地震災(zāi)害時(shí)的損失情況，運(yùn)

8、用 GIS技術(shù)對(duì)災(zāi)害影響區(qū)域進(jìn)行了模擬，統(tǒng)計(jì)出了青島市各個(gè)社區(qū)災(zāi)害的損失情況，并在地圖上標(biāo)示出了災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，生成了城市中各類承災(zāi)體的破壞專題圖，評(píng)估效果較為滿意。
　?。?）對(duì)濱海城市自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)控制方法進(jìn)行了研究。本文把構(gòu)建濱海城市自然災(zāi)害預(yù)警與應(yīng)急信息系統(tǒng)作為濱海城市自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)控制的主要手段，并在ArcGIS Server平臺(tái)上討論了系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、功能設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)，并對(duì)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和核心功能的實(shí)現(xiàn)作了相關(guān)的研究