城市自然災(zāi)害定量評估方法及應(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)成為世界各國實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展的重要手段，而災(zāi)害評

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，評價減災(zāi)效益、進(jìn)行減災(zāi)決策的基本依據(jù)，也是制定國土利用、開發(fā)計劃和制定社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展計劃的重要參考資料。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)害的定量化評估作用重大而任務(wù)艱巨。災(zāi)害評估的內(nèi)容如此龐雜，在短暫的博士求學(xué)期間對所有內(nèi)容進(jìn)行研究顯

3、然也是不可能實(shí)現(xiàn)的。因此，本文主要針對當(dāng)前災(zāi)害評估中的一些熱點(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，梳理了國內(nèi)外災(zāi)害評估特別是定量化評估的發(fā)展脈絡(luò)，提出了災(zāi)害評估內(nèi)容的四維模式，其組合構(gòu)成了災(zāi)害評估空間。最后，對定量評估方法及其在災(zāi)害評估中的應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)，為本文將要開

4、展的城市災(zāi)害等級評估和防災(zāi)減災(zāi)能力評估研究打下了方法論基礎(chǔ)。 (2)構(gòu)建了城市自然災(zāi)害等級識別的模糊聚類分析模型。首先厘清了災(zāi)害等級和等級評估的概念。然后，對災(zāi)害評估的內(nèi)容，包括目前研究中使用的災(zāi)害等級的表征方法、災(zāi)害等級評估的指標(biāo)體系、災(zāi)害等級評估的計算方法和等級劃分方法進(jìn)行闡述，指出了目前災(zāi)害等級評估中的不足。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)害等級的模

5、式類，進(jìn)而采用模糊貼近度的方法對待評估樣本進(jìn)行識別，建立了先聚類后識別的災(zāi)害等級評估方法體系。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)害等級的灰色神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)評估模型。與災(zāi)后評價相比，災(zāi)前或?yàn)?zāi)時提前獲得災(zāi)害等級信息將極大提高救災(zāi)時效性，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)因素數(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，對災(zāi)害等級進(jìn)行了預(yù)評估。利用灰色關(guān)聯(lián)度分析法對相關(guān)因素進(jìn)行篩選，可以減少預(yù)測的工作量，提高預(yù)測的精度，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價模型。論文以地震災(zāi)害為例討論了城市社區(qū)防災(zāi)減災(zāi)能力評估方法體系。與建筑物抗震能力評估不同，本文構(gòu)建的城市社區(qū)抗震能力模糊綜合評價模型，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于其抗震能力的影響；利用排序法確定了各個因素的權(quán)重，使用模糊綜合評價方法解決了由于概念模糊性造成的抗震能力等級劃分的困難。利用ArcGIS空間數(shù)據(jù)管理、分析和制圖能力，嵌入模糊綜合評價模型作為模型庫，形成了城市社區(qū)抗震能力快速評價系統(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。通過對城市社區(qū)抗震能力評價，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)能力三級模糊綜合評價模型。其中，城市防震減災(zāi)能力評價指標(biāo)體系的構(gòu)建，指標(biāo)權(quán)重的確定和評價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)過兩輪函詢對選取的評價指標(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)計量作為控制手段，因此與以往的單純的專家會議法相比，提高了指標(biāo)體系的科學(xué)性和可靠度：針對指標(biāo)體系層次性強(qiáng)的特點(diǎn)