濱海城市自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評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。全方面地對濱海城市自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估與風(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)害為研究對象展開了災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估與風(fēng)險(xiǎn)控制方法的基礎(chǔ)性研究，主要研究內(nèi)容包括了如下幾個(gè)方面：
　?。?）對濱海

2、城市自然災(zāi)害等級界定方法進(jìn)行了研究，提出了基于模式識別理論的多指標(biāo)濱海城市自然災(zāi)害等級界定算法，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)害等級的界定實(shí)際上可以簡化成為一個(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)對濱海城市災(zāi)害等級進(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)到對濱海城市

3、自然災(zāi)害級別的快速界定，說明了該算法的可用性。
　　（2）對濱海城市自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測的方法進(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)對災(zāi)害未來的發(fā)展規(guī)律進(jìn)行預(yù)測。因此，本文提出了基于混沌理論的自然災(zāi)害預(yù)測模型。通過研究表明，混沌理論在自然災(zāi)害的預(yù)測方面是可行的，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)等級預(yù)測方面，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)等級預(yù)測模型。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)等級預(yù)測模型，編制了分析程序并進(jìn)行了預(yù)測計(jì)算，通過實(shí)例分析證明在通過主成因識別法對風(fēng)暴潮致災(zāi)的主要因素進(jìn)行識別的基礎(chǔ)上，神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)模型能夠較為精確地預(yù)測出自然災(zāi)害的災(zāi)害等級，預(yù)測效果較好。
　?。?）對濱海城市自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的定量化評估方法進(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)定量化評估方法研究，構(gòu)建了定量化評估模型。在風(fēng)暴潮災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的定

5、量化評估模型中，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)的定量化評估模型中，提出了基于烈度的單體建筑物損失評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估方法，最后按照震害損失定量統(tǒng)計(jì)模型對震害損失進(jìn)行了匯總統(tǒng)計(jì)。
　?。?）對濱海城市自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)空間可視化評估方法進(jìn)行了研究。本文運(yùn)用GIS技術(shù)針對特定災(zāi)害進(jìn)行了可視化的模擬，并在對研究

6、區(qū)域進(jìn)行了評價(jià)單元?jiǎng)澐值幕A(chǔ)上評估了災(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)可視化評估方法的研究。在風(fēng)暴潮災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的可視化評估過程中，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)定量化評估模型，編程實(shí)現(xiàn)了風(fēng)暴潮災(zāi)害損失評估模塊，并進(jìn)行了潮災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)可視化評估的實(shí)例分析。在地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的可視化評估中，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)行了評估，編制計(jì)算機(jī)程序模擬出了地震災(zāi)害對研究區(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)評估。以青島市作為研究區(qū)，通過對青島市歷史上災(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)定量化和可視化評估方法評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，評估效果較為滿意。
　?。?）對濱海城市自然災(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