四川省山洪灾害时空分布规律及其影响因素研究

山洪灾害时空分布规律及其影响因素,是灾害时空数据挖掘领域所关注的重点问题。本研究采用1950-2015年四川省历史山洪灾害事件数据,结合地统计、地理探测器、空间分析等方法,系统地分析了四川省1950-2015年历史山洪灾害的时空分布规律及其影响因素。结果表明：① 1950-2015年四川省山洪灾害数量整体呈先稳定后增长的趋势;山洪灾害主要集中在5-9月,7月覆盖率100%。② 县域灾害频次在南-北方向呈递减分布趋势;平均降雨量（历史山洪灾害过程降雨的平均值）在东-西方向呈指数型增长趋势,南-北方向由中部向南北递减。③ 1950s-2010s和5-9月历史累计山洪灾害重心及各标准差椭圆中心集中在四川中部地区,向东北方向移动,累计灾害点空间分布呈西南—东北格局。④ 县域山洪灾害数量及平均降雨量呈空间正自相关。⑤ 地理探测器分析表明自然因素、降雨、人类活动等因素对山洪灾害时空分布影响较大,其中不同降雨指标、高程标准差、坡度是山洪灾害时空分布规律的主要驱动因素。研究结果对查清四川省山洪灾害时空分布特征及小流域山洪监测预警、风险评价、防治区划等提供坚实的理论基础和科技支撑。     

基于有效降雨阈值的澧源镇滑坡灾害危险性分析

以湖南省澧源镇为例,利用证据权模型和灰色关联度模型分别计算了坡度、地层岩性、斜坡形态、土地利用类型、人类工程活动5个因子二级状态证据权值和一级因子权重;综合2种模型确定全区滑坡易发性指数后,完成基于斜坡单元的全区滑坡易发性区划;根据研究区岩土体类型（碎屑岩类、碳酸盐岩夹碎屑岩类、碳酸盐岩类和松散岩土体类）分组研究不同滑坡发生概率下的有效降雨阈值曲线（I-D曲线）。研究降雨时间为3日、有效强度为22.4 mm/d的降雨工况下各岩土体类型滑坡发生的时间概率。综合时间概率和易发性结果得到澧源镇基于有效降雨阈值的滑坡灾害危险性区划图。研究结果表明:澧源镇滑坡灾害高和极高易发区占研究区总面积的25%,主要沿澧河分布;极高危险区和高危险区占研究区总面积的14%,主要分布在澧河北侧。      

基于洪峰模数的山洪灾害雨量预警指标研究

山洪灾害预警是防御山洪的重要非工程措施,雨量预警指标是山洪灾害预警的关键。目前的雨量预警指标计算方法对水文气象资料条件以及模型建模率定都有很高的要求,并不适用于基层防汛人员。因此,本文基于全国山洪灾害调查评价成果数据,提出了一种运用洪峰模数计算雨量预警指标的简便、易用的方法。该方法以小流域洪水计算推理公式为基础,将公式中流量与流域面积的比值用洪峰模数表示,得到基于洪峰模数的临界雨量估算公式,并考虑流域土壤含水量等因素,分析临界雨量变化阈值,最终得到雨量预警指标。本文以云南省绥江县双河小流域为例,计算结果显示不同时段（1 h、3 h、6 h）净雨量和预警时段呈线性关系。降雨损失计算中洼地蓄水和植被截留在不同时段相同,土壤下渗在不同的时段不相同。在此基础上,计算不同土壤含水量条件下,不同时段的雨量预警指标。最后,对临界流量、降雨损失和预警指标进行了合理性分析,结果显示预警指标和调查评价结果及实测降雨都比较接近,计算的预警指标合理。本研究为基层山洪灾害预警提供了一种快速、便捷的预警指标计算方法,为预警指标计算提供技术支持。     

OSDS注册用户空间分布特征及影响因素分析

本文以2005年以来中国科学院遥感与数字地球研究所开放式空间数据共享网站（OSDS）平台的注册用户为研究对象,利用最近邻层次空间聚类方法和地理探测器模型,对各省注册用户量的空间分布特征和差异影响因素进行了分析。分析结果表明,整体上用户空间分布很不均衡,主要集中在东部发达地区和几个在测绘和地理信息科学领域卓有建树的地区,信息、科研和教育是主要影响因素,经济、网络和测绘的单因素影响力较低,而与主要影响因素结合的交互影响得到了提升。因此,多因素共同制约着用户群的空间分布格局和区域不均衡性。应用地理探测器能从宏观上把握遥感学者群体的空间分布特征及其影响因素,其分析结果能够指导数据提供者更有针对性地为用户提供服务,也可为遥感产业调整和空间布局优化提供依据。     

北斗CORS探测的大气可降水量与重庆降雨的关系

通过分析2018年2次典型降雨过程中大气可降水量(precipitable water vapor,PWV)的分布特征及其与实际降水量的关系,探讨PWV在预测降雨中的应用。结果表明,在降雨过程中,PWV的分布与实际降水量具有很好的相关性。PWV对降雨的发生具有一定的指示作用,在降雨发生前6~12 h,PWV开始增加;在降雨发生前1~2 h内PWV迅速上升;当PWV显著增加并保持高值时,预示强降雨的发生。PWV变化越快,降雨概率和降水量就越大。滑动平均处理结果进一步证明,强降雨发生前后,PWV会出现快速聚集和释放的现象,PWV可作为短期临近预报及天气分析等研究和应用的序列资料,为传统气象手段提供有力补充。     

气候变化情景下广东省降雨诱发型滑坡灾害潜在分布及预测

降雨诱发型滑坡灾害导致了人居环境的破坏并带来巨大的经济损失,尤其是在经济高度发达的粤港澳大湾区城市群。因此,急需有关降雨诱发型滑坡灾害分布的影响因素以及未来气候变化情景下潜在分布的研究。本文从气候变化角度出发,基于最大熵（MaxEnt）模型,结合气候、地形、地表覆盖等数据,揭示不同影响因素对当前气候环境下广东省滑坡空间分布的作用,进而阐述了未来气候情景下滑坡的潜在分布。结果表明：① 影响滑坡灾害空间分布的主要因子为最湿季度降雨量、7月降雨量、海拔和4月降雨量;② 当最湿季度降雨量处于593~742 mm、7月降雨量处于139~223 mm、海拔处于81~397 m和4月降雨量处于154~186 mm之间时,滑坡灾害较易发生;③ 受到气候变化的影响,当前密集分布于粤东地区的滑坡灾害高风险区的潜在分布范围和危害性总体呈现扩大趋势。本研究的结果可以为国土空间规划及城市群灾害预防提供科学依据。     

顾及空间集聚程度的中国高温灾害危险性评价

高温危险性评估是高温灾害研究的基础性工作。本研究在传统高温灾害危险性评价的基础上增加了高温空间集聚程度指标,完善了高温危险性的评价角度,考虑了高温灾害群发对高温危险性的增强作用。基于高温日数、高温强度、高温空间集聚程度对1979-2017年中国高温危险性进行了综合评价,并分析了各项指标及其年际变化速率的空间分布特征,提取出高温综合高危区及和各指标同时增强的区域。研究结果表明：① 不考虑高温空间集聚程度会造成内蒙古西部及东北部、山西北部等地的高温危险性被低估,存在4级高温危险性被低估为2级或3级;② 目前高温综合危险性最强的地区分布在新疆天山南部、湖南东部等地,表现为年平均高温日数2036 d,高温强度1.190~2.180 ℃,平均集聚程度13.390~18.710 个;③ 江苏、内蒙古甘肃交界处及四川重庆交界处等地的3项评价指标均逐年显著增强,具体表现为从1979-2017年,年平均高温日数变率0.419~0.740 天/年,高温强度变率0.30~0.42 ℃/10年,平均集聚程度变率0.250~0.390 个/年。今后这些地区可能成为高温综合危险性最高的地区。该高温危险性评价方法有助于提升高温灾害风险评估的准确性,危险性变化趋势结果有助于预估未来高温灾害的高危区。     

指标规范值的灰色聚类法用于水安全评价

传统的灰色聚类法,当指标数较多时,设计白化函数的工作量很大,实际使用不便。为减少白化函数的设计个数并使之规范化,设定适当的指标参照值和指标值的规范变换式,对灰类和白化数进行规范和归类,从而减少工作量提高效率。以山东省水环境安全评价为例,利用基于指标规范值的灰色聚类方法对水安全进行综合评价,并与属性识别理论和TS-SVM模型的结果进行了对比。结果表明:与传统的灰色聚类法相比较,该方法将115个白化函数减少到25个,工作效率提高4倍,是有效的水安全评价分析工具。     

基于修正Green-Ampt模型的降雨诱发区域浅层斜坡失稳灾害分析

由于具有类似的工程地质和水文地质条件, 在高度相关的降雨作用下, 同一个区域中的降雨诱发浅层斜坡失稳灾害常成群出现。在区域尺度预测浅层斜坡失稳灾害对滑坡灾害的防灾减灾工作具有重要的意义。为此, 提出了一种基于力学原理的降雨诱发浅层斜坡失稳灾害预测新模型RARIL。该模型采用修正Green-Ampt模型进行降雨入渗分析, 采用无限体边坡模型进行安全系数计算, 利用可靠度原理考虑区域斜坡稳定性分析中的参数不确定性。该模型具有可考虑降雨诱发浅层斜坡的失稳力学机理、可考虑区域内斜坡土体参数不确定性, 以及计算效率高、易于在GIS平台上实现等优点。案例分析表明, RARIL模型较为准确地预测了2010年8月12日11∶00至2010年8月14日9∶00期间强降雨在四川省汶川县映秀镇附近的303省道K0-K20段沿线区域引发的滑坡灾害, 研究结果证明RARIL模型在预测降雨诱发区域斜坡失稳灾害方面有很好的应用前景。      

湖南省山丘区小流域山洪灾害危险性评价

本文采用信息量模型法研究湖南省山丘区小流域山洪灾害的危险性程度。信息量模型的最大意义是能从影响山洪灾害发生的众多因素中找到“最佳因素组合”。基于湖南省1955-2015年近60年的历史山洪灾害数据,结合地形、下垫面以及降雨条件,利用信息量模型按危险性程度高低划分出湖南省山丘区山洪灾害危险性的分布情况。研究结果表明,湖南省山丘区山洪灾害容易发生在坡度小于10°,高程小于100 m,起伏度小于30 m,土地覆被为人工表面,土壤类型为粘土以及降雨量在1584.3~1662.0 mm之间的区域。湖南省山丘区危险等级较高的地级市有永州市、郴州市、株洲市、岳阳市、娄底市以及长沙东部山区,经过混淆矩阵验证后,通过信息量方法建立的山洪灾害危险性评价模型准确率为75.36%,基本可信。     

GIS空间数据库的更新技术

空间数据库更新是当前GIS研究中急需解决的问题。本文分析了地理信息系统空间数据更新方式、实现的技术方法。研究表明空间分析技术是空间数据更新的基础,空间叠加分析、实体空间关系分析,以及基于实体空间关系的智能捕捉,是实现区域空间要素整体更新和局部要素更新这两种更新方式的最主要的支持技术。     

基于地理探测器的南京市住宅租金空间分异格局及驱动因素研究

以南京市“一主三副”住宅小区为研究单元,运用GIS中的渔网（Fishnet）分析和探索性空间数据分析（ESDA）对“一主三副”住宅租金的空间分布进行模拟和估计,并利用地理探测器模型从住宅小区的区位特征、建筑特征和邻里特征3个方面探究住宅租金空间分异的影响机制。结果表明：① 南京市住宅租金总体呈上升趋势,空间上表现出主城向副城递减的中心外围模式,住宅租金空间结构逐渐由单核向双核发展,且住宅租金存在显著的空间异质性;② 住宅租金呈现出明显的空间正相关性和区域集聚性,热点区自内城核心区至副城趋于弱化,冷热点空间格局呈圈层结构;③ 交通位势和中心位势是对一主三副住宅租金解释力最大的因素,商务配套、金融设施和住宅房龄的解释力次之,特征因素对主城副城租金的影响强度各异。     

基于自适应性分析的移民规划环境容量模型设计

移民安置问题直接关系到建设征地和安置区广大移民群众的生计问题及社会的和谐稳定。移民规划环境容量分析是安置区选择的基础,其直接影响到安置区域的选择是否合适。针对传统环境容量分析中的弊端,基于自适应分析模型结合GIS空间分析,设计了环境容量自适应性算法和生产安置用地分析模型。通过实例分析,验证本文提出的环境容量自适应性分析方法的可行性。     

城市创伤中心空间选址的层次分析模型

针对城市创伤中心空间选址问题,建立包含四大类、八小类影响因素的层次分析模型,邀请不同领域的专家对构造出的判断矩阵综合打分,得出各因素的相应权重后运用到深圳市创伤中心空间选址的实例研究上。模型中所涉及的空间数据均基于网络分析,更贴合实际情况。同时,考虑到深圳市创伤中心的依托医院相对集中这一特殊情况,通过聚类分析划分区域后再使用层次分析模型选址。优化后的结果将改善深圳市创伤医疗救治资源配置、提高创伤救治效率,为创伤救治机构规划部门提供参考意见。     

基于GIS的地质灾害易发区划分与评价研究

分析了地质灾害形成条件、诱发因素,将灾点分布密度、斜坡坡度、斜坡坡型、斜坡坡高、河流冲刷、岩土体条件、人类活动等七个因素作为地质灾害易发程度评价指标,利用层次分析法计算出各评价因子的权重。基于GIS将评价因子进行量化,得到了各评价指标归一化图,根据各评价指标的权重,利用空间叠置分析功能将所有评价指标进行叠加分析计算,得到地质灾害高易发区、中易发区、低易发区和不易发区的分级结果。分级结果极大地方便了地方政府相关部门防灾减灾工作,为地质灾害防治提供了决策依据。     

降雨变化对云县台垂直摆倾斜仪的影响分析

通过分析云县台2013～2016年降雨对垂直摆倾斜仪观测数据的影响发现,在春冬两季,主要受孤立的强降雨影响,当日降雨量达到15 mm以上时,便对倾斜量产生影响;在降雨较集中的夏秋季节,受连续降雨的影响,当日降雨量达到驱动降雨量后,降雨与倾斜量有很好的相关性,而雨季中期关系不明显。由于垂直摆倾斜仪观测值曲线与降雨累积值曲线存在很强的相关性,利用一元线性回归方法对降雨干扰进行剔除,有利于准确提取和识别前兆异常。     

青海互助一次局地强降水天气多普勒雷达回波分析

利用西宁CINRAD/CD多普勒天气雷达资料及自动站观测数据等从影响降水的主要因子方面探讨了2011年7月2日晚青海互助县一次局地强降水的成因,结果表明:多单体强回波带的活动是造成互助短时强降水的主要原因;速度图上强的辐合和逆风区是预报强降水的关键因子;垂直风廓线图上强烈的垂直风切变是不稳定能量积聚的表现,与强降水联系紧密;垂直累计液态含水量(VIL)和回波顶高也能为强降水预报提供有效信息。     

Study on forest fire danger model with remote sensing based on GIS

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＡｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｃｏｍｐｏｎｅｎｔｏｆｔｈｅｇｌｏｂａｌｔｅｒｒｅｓ ｔｒｉａｌｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ ,ｆｏｒｅｓｔｌｉｎｋｓｔｈｅａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ ,ｓｏｉｌａｎｄｗａｔｅｒｔｏｇｅｔｈｅｒｔｈｒｏｕｇｈｉｔｓｐｏｗｅｒｆｕｌｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｆｕｎｃ ｔｉｏｎ .Ｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ,ｏｗｉｎｇｔｏｔｈｅｇｌｏｂａｌｗａｒｍｉｎｇａｎｄｈｕｍａｎｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ,ｆｏｒｅｓｔｆｉｒｅｏｃｃｕｒｍｕｃｈｍｏｒｅｆｒｅｑｕｅｎｔｌｙ .Ｔｈｅａｎｎｕａｌｆ…     

基于GIS技术的永久基本农田划定方法研究

为了探讨永久基本农田划定的有效方式,该文以济南市长清区为例,综合考虑耕地划入永久基本农田的因素,选择了质量等别、连片度、耕地坡度、耕地交通便利性和耕地居民点辐射度5个评价指标因子,运用GIS技术获取评价指标因子得分,根据特尔菲法确定评价指标权重,采用多因素加权分析法对耕地划入永久基本农田进行综合评价,运用GIS空间分析功能输出永久基本农田分布图,并实现了划定永久基本农田。该文研究成果可为县(区)级永久基本农田划定提供借鉴方法和科学依据。