基于多智能体的洪涝风险动态评估理论模型

随着全球气候变化的加剧和城市化进程的快速发展,洪涝灾害的影响和复杂性日益加剧。洪涝灾害风险评估是一项复杂的系统工程,在防洪减灾工程理论与实践中具有重要意义;作为洪涝灾害风险管理和应急处置的基础和核心,风险评估模型直接影响洪涝灾害风险评估结果的可靠性。洪涝灾害风险是洪涝灾害复杂系统组成部分相互作用的结果,综合考虑洪涝灾害系统的特点以及智能体建模的优势,提出了一种基于多智能体的洪涝风险动态评估理论模型。首先从复杂系统建模的角度出发,对洪涝灾害复杂系统进行分析建模,构建基于多智能体的洪涝灾害风险动态评估框架模型;其次,对所构建的框架模型中单个智能体模型进行研究,分别建立基于反应型的孕灾环境智能体模型和基于慎思型的致灾因子、承灾体和风险分析智能体模型,并对以上单个智能体的流程进行研究;然后以风险分析智能体联盟为例对模型框架中所涉及到4类智能体联盟的内部结构和流程进行分析,对构建的框架模型中涉及到的智能体通信协调和作用规则进行探讨;最后,在Netlogo平台上,基于30 m DEM数据和构建的模型,对淮河流域的暴雨型洪涝孕育发生发展全过程的人口风险进行动态评估。结果表明,构建的模型能有效评估洪涝灾害全过程中人口风险的动态。研究结果对洪涝灾害人口灾情评估、应急救助和应急管理都具有较强的指导意义。     

灾害链风险评估的概念模型——以汶川5·12特大地震为例

大量事实表明,每发生一种重大灾害总会诱发一系列次生灾害,形成破坏力远超单一灾种的灾害链现象.要有效防范灾害链风险,理清其形成过程、构建其评估模型是前提.在梳理国内外链式风险评估概念模型的基础上,结合“5·12”汶川特大地震灾害链案例,初步提出灾害链风险评估的概念模型.①孕灾环境敏感性是致灾因子链发的重要影响因素,决定灾害链风险的链发概率,确定影响孕灾环境敏感性的因素及定量关系是评估关键;②灾害链中承灾体重复受灾导致脆弱性增大,脆弱性变化评估的引入将提高灾害链风险评估结果的精度.本文旨在为完善区域灾害系统理论,进一步推动灾害链风险防范提供依据.     

野火蔓延灾害风险评估研究进展

野火灾害对区域生态系统和全球气候系统造成了严重影响,野火灾害风险评估和火蔓延研究对防火、灭火具有重要意义.本文对国内外可燃物模型、可燃物类型图的制作方法,野火蔓延模型、蔓延的计算机模拟技术和火灾风险评估的最新研究状况和发展趋势进行了综述,并提出对野火灾害风险评价的理论框架.综述分析表明:①基于遥感信息和地面调查数据,建立较完善的可燃物模型,为全球或区域火灾风险评估、火蔓延研究提供有效数据信息成为必然趋势;②利用地球空间信息技术,计算机技术和数学方法解决火灾模拟海量数据问题.实现火行为的实时、动态模拟仿真的监测系统和网络信息发布系统:③结合可燃物模型,蔓延模型评价火灾区域的脆弱性和致灾因子,利用"灾害风险评估"的理论和方法对野火灾害风险进行综合评估.④我国应建立集成化、实用化、多维化、标准化的野火蔓延的模型体系、决策支持系统和国家火险等级系统,为我国野火火灾的预测与防御提供科学依据.     

山洪泥石流风险评估与风险管理理论与方法

山洪泥石流是中国常见的自然灾害,充分认识其形成机制与潜在风险是防灾减灾的关键。本文阐述了山洪泥石流形成机理,以及风险分析与管理的方法和内容,系统认识了地表产流流量激增、土体破坏物质供给激增、沟道堵塞体级联溃决流量放大和动床侵蚀规模增大等4个山洪泥石流的形成过程,介绍了基于动力过程的山洪泥石流风险评估方法和承灾体易损性评估方法,构建了基于灾害动力过程的风险评估与风险制图方法。进而,基于风险评估结果,提出可用于具体灾害点减灾的风险管理内容和风险调控技术、灾害防治的工程与非工程措施与制技术方案。最后,重点讨论了包括灾害风险预测、临灾预案、灾害防治工程方案等内容的风险处置对策,并形成一套基于山洪泥石流动力过程的风险评估与风险管理理论与方法体系。     

暴雨洪水灾害人口损失评估方法研究进展

在气候变化与城市化背景下,暴雨洪水灾害损失风险加剧,给人口生命安全带来极大威胁,评估暴雨洪水灾害的人口损失成为灾害风险研究关注的焦点问题。本文基于灾害系统理论,归纳了基于“致灾因子(H)—承灾体(V)—孕灾环境(E)—人口损失(D)”的暴雨洪水灾害人口损失评估的概念框架;基于现有国内外典型研究,梳理了相应的指标体系和研究方法,以“影响指标—损失指标—分析方法”多维图显示,认为“综合影响因素—人口损失”关系分析是评估暴雨洪水灾害人口损失的核心。目前人口损失的评估方法依据其考虑的要素可划分为：基于“H-D”关系的脆弱性曲线法、基于“H-V-E-D”关系的多要素综合法和刻画过程的灾害系统模拟法等。着重从数据可获取性和方法有效性两方面进行综述,认为单一方法不能满足人口损失风险评估的需求,因此从灾害系统角度出发,从单一要素向多要素综合发展、从指标统计分析向过程动态模拟发展、从单一方法向综合集成方法发展是人口损失及风险定量评估的发展趋势。     

自然灾害风险评估与分级方法论探研——以山西省地震灾害风险为例

自然灾害发生的可能损失一直是灾害风险评估上的难题.本研究以自然灾害风险评估经典模型为基础,提出了新的自然灾害风险评估与风险等级划分方法,利用历史灾情和孕灾环境解决风险评价中致灾因子破坏力与灾害发生的可能,并以山西省地震灾害风险为例进行了定量化评估研究.主要改进在于:确定灾害损失率和环境参数以建立地震灾害可能损失计算模型...     

风沙灾害风险评估研究进展

风沙灾害是气象灾害的重要组成部分,具有影响范围大、季节性强、灾害损失大等特点,已成为中国北方沙区的生态灾难,严重影响人居环境和社会经济的可持续发展。为了评估风沙灾害对中国社会经济的影响,已有学者对中国风沙灾害问题进行了长期研究,但对区域风沙灾害风险系统评估研究相对较少,尚未建立系统的风沙灾害风险评价体系。在综合分析近30年相关文献的基础上,借鉴其他自然灾害评估方法,从风沙灾害风险评估理论内涵、评估指标及评估方法等方面对相关研究进行了全面的分析,指出目前风沙灾害风险评估还存在理论不完善、评估模型不合理、孕灾环境指标量化不细致和指标体系繁杂、风险评估方法单一、指标分级和权重计算的主观性强、社会经济数据不能空间化等问题。因此,未来在风沙灾害评估研究时需借鉴、引入和融合其他自然灾害风险评估理论和技术方法,综合近年来在风沙物理学、风沙地貌学、防沙治沙工程学、沙漠化遥感技术和理论等方面的成果,建立多指标的综合风沙灾害评估模型,为预防区域风沙灾害、降低风沙灾害损失和保障"一带一路"经济发展提供理论依据。     

多灾种风险评估方法述评——基于5份国际权威报告的对比分析

多灾种风险评估是制定综合风险防范战略的基础工作之一,而目前尚缺乏一套通用的多灾种风险评估方法。论文选取全球减少灾害风险评估报告、全球气候风险指数报告、世界风险管理指数报告、世界风险指数和世界自然灾害风险地图集等5份国际权威风险评估报告,从评估目的、评估内容、模型方法、评估结果等方面对比分析可知：(1) 5份报告评估目的各有侧重,其中4份评估报告构建了动态风险评估机制,能够实现评估报告的定期更新发布;(2)以风险要素的综合为表征的多灾种风险评估方法易于推广应用,但需要进一步提升指标可用性,并且采取更直观、易于理解的风险表征方式;(3) 5份报告评估结果中“一带一路”沿线国家(地区)的风险水平略高于全球水平,是全球灾害风险防范的重点;(4)综合来看,5份报告各有自身的优缺点,未来可以结合“多灾种叠加损失”“灾害链损失”等概念丰富多灾种风险评估的模型方法、指标体系与结果表征。     

多灾种综合风险评估软层次模型

在复杂的灾害风险系统中,风险并非简单相加,但目前的研究成果基本是单一灾种简单相加得到的综合风险,缺乏可靠性。因此,此研究基于灾害风险系统理论,引入模糊信息粒化方法和模糊转化函数,利用模糊近似推理理论和方法,建立一个多灾种综合风险评估软层次模型。研究表明该模型的优势：1）不仅考虑了灾害风险系统中的确定性,而且还包括了随机不确定性和模糊不确定性;2）利用模糊信息粒化方法不仅减少了数据的不确定性,而且还包括了一些主观信息,使得评估结果更加接近实际,理论与实际紧密结合,更有利于风险管理者和决策者为减少损失规避风险提供依据;3）通过模糊转化函数将不同灾种得到的不同量纲的量转化同一量纲的量,以便于综合分析和模糊近似推理,获得多灾种综合风险。以云南省丽江地区（市）的地震－洪水灾害为例,验证多灾种综合风险评估软层次模型的实用性,并将其结果与世界银行灾害管理中心和哥伦比亚大学灾害和风险研究中心所建议的风险评估模型（HMU－CHRR模型）的结果进行比较分析,讨论了本研究所建模型在多灾种综合风险评估中的特点。     

泥石流灾害综合风险分析方法及其应用

将挽救个人生命、保障生命安全、避免灾害造成的生命损失而必须投入的成本作为生命风险价值的体现,将用于修复灾害破坏的生态环境而必须投入的成本作为生态环境的风险价值,基于这种新的风险理念和风险价值观,以泥石流灾害为例,提出了综合风险评估的组合模型.模型输入变量涉及泥石流灾害特征、人类经济社会属性、自然生态环境条件共14个指标,模型输出结果为货币化表达的生命风险价值、经济风险价值、生态环境风险价值及综合风险价值4个数值.以汶川地震区都江堰市八一沟泥石流灾害为例,对评估模型进行了初步检验.     

区域地质灾害风险评估模型的初建——以广州市崩塌灾害为例

地质灾害的研究必须基于其自然和社会经济的双重属性特征,并把它作为一项系统工程来研究;风险评估是这系统工程中不可或缺的重中之重内容,也是新世纪地质灾害防灾减灾领域的前沿和热点.鉴于地质灾害风险评估研究现状,初步探讨了区域地质灾害风险评估模型的构建,即基于格网单元的地质灾害危险性评价、基于行政单元的社会经济易损性评价和基于危险度和易损度乘积的区域风险评估.同时以广州市崩塌灾害为例,采用该模型进行评估并取得了良好的效果.     

农业气象灾害风险分析初探

为了从经济效益方面描述农业气象灾害,本文在农业气象灾害风险体系的基础之上定义了风险链以及风险体系两个风险度,并简略地分析农业气象灾害风险的特点和分析方法。同时还阐明了进行农业气象灾害风险决策与风险管理的基本方法．     

A County‐Level Risk Assessment of the Deep Water Horizon Oil Spill in the Gulf of Mexico

This paper undertakes a risk assessment of coastal counties in the Gulf of Mexico impacted by the 2010 Deep Water Horizon oil spill. The study evaluates hazard risk from the perspective of community resilience, social capital, and access to resources. The proposed hazard risk location model re‐specifies risk as a function of hazard, exposure, and coping ability. The model employs an autoregressive function and a threshold analysis to develop a place‐based risk assessment. The results indicate that spatial variation in risk levels coincides with locational differences in social capital across the study area. Geographical proximity to the spill, population density, and unemployment rate are also key factors in determining overall risk. Furthermore, temporal variation in risk levels is determined by exposure to previous hazard events and changes in the business cycle.     

城市山洪灾害多目标评估方法探讨

本文针对目前城市山洪灾害的突出问题, 分析了国内外研究状况和发展趋势; 探讨了城市 山洪灾害多目标评估系统方法,包括山洪灾害泛滥范围的危险区划、城市易损性分析、城市山洪 灾害损失评估和风险评价四个主要内容。关于山洪孕灾环境、致灾因子和承灾体的社会经济状 况, 本研究提出一套基于GIS 的从数据采集→空间属性数据库建立→评价指标体系选择→预测 评价分析→山洪灾害危险性评价与风险区划的技术路线和方法体系。山洪灾害危险区划采用地 貌学和数值模拟方法; 以高分辨率遥感卫星影像为数据源, 分析了城市土地覆盖类型, 应用GIS 进行了山洪灾害损失评估和风险评价。山洪灾害多目标评估可用于指导城市洪泛区不同危险、风 险地带的土地利用规划与决策, 从而达到规避风险和减灾的目的, 并为山洪灾害影响区的居民提 供灾害风险信息, 以作为避难和防洪的依据。     

基于DEA方法的地质灾害风险管理研究——以广州萝岗区崩塌灾害为例

以对地质灾害隐患点进行风险评价和管理为目的,选择灾害易发程度、受威胁人口数、威胁基础设施的数量和等级为评价指标,利用数据包络分析方法(DEA)中的CCR模型对位于广州市萝岗区的崩塌地质灾害隐患点的风险大小进行排序和分组,并对结果的合理性进行验证分析.研究表明,运用DEA方法的CCR模型并选择合理的评价指标对地质灾害风险...     

库区公路岸坡稳定性风险评价基本理论体系

针对目前地质灾害风险分析理论存在的不足,提出了适用于大型线性工程风险分析的线评价的概念。同时,结合对库区公路岸坡这类大型线性工程的稳定性风险研究,提出了库区公路岸坡稳定性风险分析的基本定义,并建立了相应的风险评价理论体系及相关的评价指标体系,从而也补充和完善了目前风险分析理论存在的部分缺陷。     

基于RS和GIS的河西走廊风沙灾害风险评估

河西走廊位于中国西北干旱、半干旱区,受到周边沙漠和戈壁的影响,风沙灾害问题比较严重。依据灾害系统理论,从致灾因子危险性、孕灾环境脆弱性和承灾体易损性3个方面构建区域灾害风险评估体系和评估模型,对河西走廊风沙灾害风险进行评估。结果表明：（1）高风险地区主要分布在河西走廊内部的沙漠区,如酒泉市、玉门市、金塔县、高台县、临泽县以及武威市的北部地区,约占总面积的10.8%;（2）较高风险的地区主要分布在敦煌市、阿克塞哈萨克族自治县和河西走廊的北部,约占总面积的56.5%;（3）低风险地区位于河西走廊的东南部,该区在祁连山的天然屏障下,植被盖度高,雨水丰富;（4）作为风沙灾害的主体和对象,河西走廊的社会经济因素对风沙灾害风险的贡献率较低。而作为风沙灾害的物质基础和动力条件,沙源和风速仍是河西走廊风沙灾害风险的主要诱因;（5）经济发达城市在风沙灾害中具有更高的易损性,应该对城市邻近沙源进行重点防治。     

基于GIS的区县级暴雨洪涝风险评估方法

在全球变暖大背景下,极端灾害性天气事件频繁发生,其中以暴雨洪涝灾害表现最为明显。文章基于灾害系统理论及风险评估原理,利用基础地理数据、气象数据、社会经济数据、历史灾情数据等,分别从致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体易损性、防灾减灾能力4个评价指标,建立基于评价因子的暴雨洪涝风险评估模型,并指出区县级暴雨洪涝风险评估需要解决的重点问题包括数据空间化、气象数据的序列延长、参数的确定等。最后以暴雨洪涝多发地区福建省石狮市（县级市）为研究区,利用GIS技术生成100 m×100 m分辨率的致灾因子危险性空间分布图、孕灾环境敏感性空间分布图、承灾体易损性空间分布图、防灾减灾能力空间分布图、暴雨洪涝风险评估空间分布图。结果显示：风险最高地区主要位于湖滨街道和凤里街道;其次是祥芝镇东部和西部,灵秀镇大部份地区、蚶江镇中南部、宝盖镇中南部和锦尚镇大部分地区;风险较低的地区主要是蚶江镇北部、宝盖镇北部和永宁镇大部分地区。