城市自然災(zāi)害定量評(píng)估方法及應(yīng)用.pdf

1、追溯歷史，我們不難發(fā)現(xiàn)，人類的發(fā)展史既是一部戰(zhàn)天斗地的歷史，也是一部戰(zhàn)勝自我的歷史。從傳說中的女媧補(bǔ)天到大禹之水，從戰(zhàn)勝非典到抗擊禽流感，人類與災(zāi)害的斗爭(zhēng)從未停止過。城市化水平的不斷提高標(biāo)志著人類文明的日益進(jìn)步，但是大量的事實(shí)也證明了當(dāng)代城市發(fā)展與災(zāi)害存在著互饋關(guān)系，城市化進(jìn)程中的種種失誤加劇了城市災(zāi)害的發(fā)展，反過來災(zāi)害的加劇阻礙了城市的可持續(xù)發(fā)展，人類面臨著新的考驗(yàn)。當(dāng)前，災(zāi)害管理已經(jīng)成為世界各國(guó)實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展的重要手段，而災(zāi)害評(píng)

2、估始終是災(zāi)害管理的重要環(huán)節(jié)，是一切災(zāi)害管理決策的基礎(chǔ)。災(zāi)害評(píng)估是全面反映災(zāi)害，確定減災(zāi)目標(biāo)，優(yōu)化防災(zāi)、抗災(zāi)、救災(zāi)措施，評(píng)價(jià)減災(zāi)效益、進(jìn)行減災(zāi)決策的基本依據(jù)，也是制定國(guó)土利用、開發(fā)計(jì)劃和制定社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展計(jì)劃的重要參考資料。從系統(tǒng)論的觀點(diǎn)來看，城市災(zāi)害評(píng)估具有系統(tǒng)組成的高維特性、系統(tǒng)之間關(guān)聯(lián)復(fù)雜和城市災(zāi)害系統(tǒng)作用的非線性等特點(diǎn)。因此，實(shí)現(xiàn)城市災(zāi)害的定量化評(píng)估作用重大而任務(wù)艱巨。災(zāi)害評(píng)估的內(nèi)容如此龐雜，在短暫的博士求學(xué)期間對(duì)所有內(nèi)容進(jìn)行研究顯

3、然也是不可能實(shí)現(xiàn)的。因此，本文主要針對(duì)當(dāng)前災(zāi)害評(píng)估中的一些熱點(diǎn)和難點(diǎn)問題，以地震和風(fēng)暴潮災(zāi)害為例進(jìn)行了研究，其主要工作內(nèi)容和成果摘要如下： (1)在大量文獻(xiàn)調(diào)查的基礎(chǔ)上，本文論證了城市發(fā)展與災(zāi)害形成的互饋關(guān)系，闡明了災(zāi)害評(píng)估在城市災(zāi)害管理和可持續(xù)發(fā)展中的作用，梳理了國(guó)內(nèi)外災(zāi)害評(píng)估特別是定量化評(píng)估的發(fā)展脈絡(luò)，提出了災(zāi)害評(píng)估內(nèi)容的四維模式，其組合構(gòu)成了災(zāi)害評(píng)估空間。最后，對(duì)定量評(píng)估方法及其在災(zāi)害評(píng)估中的應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)，為本文將要開

4、展的城市災(zāi)害等級(jí)評(píng)估和防災(zāi)減災(zāi)能力評(píng)估研究打下了方法論基礎(chǔ)。 (2)構(gòu)建了城市自然災(zāi)害等級(jí)識(shí)別的模糊聚類分析模型。首先厘清了災(zāi)害等級(jí)和等級(jí)評(píng)估的概念。然后，對(duì)災(zāi)害評(píng)估的內(nèi)容，包括目前研究中使用的災(zāi)害等級(jí)的表征方法、災(zāi)害等級(jí)評(píng)估的指標(biāo)體系、災(zāi)害等級(jí)評(píng)估的計(jì)算方法和等級(jí)劃分方法進(jìn)行闡述，指出了目前災(zāi)害等級(jí)評(píng)估中的不足。在此基礎(chǔ)上，以風(fēng)暴潮災(zāi)害為例，首先利用已有的直接經(jīng)濟(jì)損失、死亡人數(shù)和受災(zāi)面積數(shù)據(jù)，使用模糊聚類方法建立災(zāi)害等級(jí)的模

5、式類，進(jìn)而采用模糊貼近度的方法對(duì)待評(píng)估樣本進(jìn)行識(shí)別，建立了先聚類后識(shí)別的災(zāi)害等級(jí)評(píng)估方法體系。與其他方法相比，該方法體系更符合人們的認(rèn)知過程。最后論文對(duì)該方法的適用性進(jìn)行了討論，指出樣本的大小和區(qū)域性決定了該方法的可靠性和適用范圍。 (3)構(gòu)建了城市災(zāi)害等級(jí)的灰色神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)評(píng)估模型。與災(zāi)后評(píng)價(jià)相比，災(zāi)前或?yàn)?zāi)時(shí)提前獲得災(zāi)害等級(jí)信息將極大提高救災(zāi)時(shí)效性，有助于災(zāi)害救援物資和人員的調(diào)配，減少災(zāi)害損失。本文以風(fēng)暴潮災(zāi)害為例，利用風(fēng)暴潮

6、致災(zāi)因素?cái)?shù)據(jù)為訓(xùn)練樣本，以災(zāi)度為目標(biāo)建立了三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，對(duì)災(zāi)害等級(jí)進(jìn)行了預(yù)評(píng)估。利用灰色關(guān)聯(lián)度分析法對(duì)相關(guān)因素進(jìn)行篩選，可以減少預(yù)測(cè)的工作量，提高預(yù)測(cè)的精度，實(shí)證分析表明該方法是可行的。 (4)構(gòu)建了城市社區(qū)抗震能力的模糊綜合評(píng)價(jià)模型。論文以地震災(zāi)害為例討論了城市社區(qū)防災(zāi)減災(zāi)能力評(píng)估方法體系。與建筑物抗震能力評(píng)估不同，本文構(gòu)建的城市社區(qū)抗震能力模糊綜合評(píng)價(jià)模型，充分考慮了城市社區(qū)多種因素，包括建筑密度、人口密度和一定強(qiáng)

7、度下建筑物的破壞度對(duì)于其抗震能力的影響；利用排序法確定了各個(gè)因素的權(quán)重，使用模糊綜合評(píng)價(jià)方法解決了由于概念模糊性造成的抗震能力等級(jí)劃分的困難。利用ArcGIS空間數(shù)據(jù)管理、分析和制圖能力，嵌入模糊綜合評(píng)價(jià)模型作為模型庫(kù)，形成了城市社區(qū)抗震能力快速評(píng)價(jià)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了決策的信息化與可視化，極大提高了決策的效能。通過對(duì)城市社區(qū)抗震能力評(píng)價(jià)，確定了其空間分布特征，為城市日常防災(zāi)減災(zāi)工作指明了重點(diǎn)，為城市改造特別是抗震規(guī)劃決策提供了科學(xué)依據(jù)。

8、 (5)構(gòu)建了城市防震減災(zāi)能力三級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)模型。其中，城市防震減災(zāi)能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建，指標(biāo)權(quán)重的確定和評(píng)價(jià)方法的選擇是本研究的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在本次研究中，采用了文獻(xiàn)回顧和專家會(huì)議的辦法初步構(gòu)建了指標(biāo)體系的框架，然后利用改進(jìn)的德爾菲法經(jīng)過兩輪函詢對(duì)選取的評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行了進(jìn)一步的篩選。在函詢中，采用均數(shù)、變異系數(shù)、權(quán)威系數(shù)等統(tǒng)計(jì)量作為控制手段，因此與以往的單純的專家會(huì)議法相比，提高了指標(biāo)體系的科學(xué)性和可靠度：針對(duì)指標(biāo)體系層次性強(qiáng)的特點(diǎn)