基于三维粒子系统的雪灾模拟与实时绘制方法

利用遥感影像反演积雪的范围与雪深是当前的主流方法之一,但是由于卫星影像获取的时效性约束,存在难以表示积雪动态信息、模型通用性弱、对遥感资料质量依赖程度高等问题。三维粒子系统作为一种优秀的不规则模糊物体模拟方法,可以大大提高自然现象三维场景的真实感。本文提出了一种基于三维例子系统的雪灾模拟与实时绘制方法,将降雪的物理属性及几何属性转化为雪粒子属性,并以物理引擎为基础,建立基于三维粒子系统的积雪模型和融雪模型,模拟降雪过程并计算积雪范围和积雪深度,真实再现雪灾场景和发展趋势,方法简单、可操作且约束较少。实验表明,该方法的模拟结果与实际灾情具有较强的一致性,算法具有可靠性,并能再现三维雪灾场景,具有实时性和逼真性。     

基于多源信息的人口分布格网化方法研究

格网化人口分布数据比行政单元人口密度数据更易直观表达人口的真实分布状况。本文面向人口格网化管理的区域发展需求,以延安市为研究对象,基于增强居民地空间分布及其内部结构信息的理念,利用乡镇界线和乡镇级人口统计数据为输入控制单元,以土地利用数据、居民点信息、DEM、夜晚灯光数据等多源信息为指示因子,采用多元回归建模方法获得了延安市2010年100 m格网人口分布数据。结果表明,本文采用的人口格网化建模方法最终模型选用变量数少,决定系数（R²）达到0.872。最终模型在用于验证的24个乡镇中,有18个乡镇的估计人口数与统计值误差绝对值小于10%。分析认为,该建模策略结果可信,多源的人口分布指示信息在人口格网化方法上明显优于单独的土地利用数据方法。本文获得的100 m格网延安市人口数据格网化结果,显著增强了人口空间分布的细节信息,对于县市一级的人口数据格网化具有借鉴意义。     

基于多源数据的夜间经济时空分布格局研究方法

夜间经济是一个城市经济发展和消费水平的重要表征。目前国内外研究者对夜间经济的研究多停留在理论层面,或基于市场调研和问卷调查的小范围精细化研究。本文融合多源数据为夜间经济提供了新的视角,相较于传统的调查数据,具有更加快速、高效、广泛的特点,适合于夜间经济大范围研究。本文基于夜间灯光、POI、OD流等多源数据,采用DBSCAN、K-Means++等空间聚类算法和研究供需关系的盈亏法,分别从消费者角度和商户角度识别厦门市夜间活动热点区域和夜间服务设施分布区域,分析厦门市夜间经济时空分布格局及相关性。研究表明:① 厦门市夜间活动在空间上呈多环状分布并向四周递减,夜间活动热点区域分布受假期的影响因地而异;② 厦门市部分区域已有服务设施未能很好地服务于夜间经济,现有的照明、夜景等夜间灯光基础设施存在供给不足之处;③ 居住人口密度与夜间活动密度呈中度正相关,研究结果具有有效性,夜间服务设施盈亏值及数量、夜间灯光与夜间活动密度呈中、弱度相关,并且餐饮设施更加依赖于夜间灯光。最后,为厦门市未来夜间经济建设提出了根据不同的消费人群和心理提供不同的夜间服务、加强夜间灯光基础设施建设以及市场扶持的举措。研究结论对促进社会就业、增强基础设施使用率有积极意义,同时也能够为城市夜间经济发展和政策制定提供参考。     

交通地理信息系统中的时空动态分段模型研究

动态分段技术是交通地理信息系统(GIS-T)中一项重要的线性要素动态显示与分析技术,该文提出了一种时空动态分段模型,使动态分段系统的组成成分融入时态因素,并将属性的时态信息作为属性信息表的字段存储,通过时态地理信息系统技术完成物理段的时态变化。利用统一建模语言(UML)的类图设计方式开发了物理模型,描述了时空动态分段模型中对象之间的关系,并定义了必要的属性和操作;同时基于线性参照系统(LRS)表达空间实体的方法,概括了模型中所涉及到的主要拓扑关系。实验表明,时空动态分段模型弥补其他模型将时空参考分为时间参考和空间参考所产生的不足,而且更明确地将多重属性和物理实体有机结合起来。     

基于LSTM的城市道路交通速度预测

交通预测对于交通智能管控具有重要的作用,实时准确的交通速度预测是相关研究领域中亟待解决的问题。传统预测方法难以应对日益复杂的交通数据,深度学习作为一种以数据为导向的新技术,在交通预测领域得到了广泛应用。综合利用城市道路交通的时空关联特征,搭建基于长短期记忆(LSTM)的城市道路交通速度预测模型,模型在时间特征上考虑了近历史时刻和远历史时刻的速度信息,以及待预测时刻的时刻值;在空间特征上集成了目标路段的上下游路段速度信息。基于武汉市出租车GPS数据和高德开放交通数据,开展数据处理与路段速度预测实验,分析预测模型参数与特征对预测结果的影响,并通过与传统方法的对比验证模型的有效性。     

短时交通预测的动态出行信息服务协同工作平台

目前,国内城市出行信息服务平台和网络地图平台主要提供静态信息服务,城市交通动态特征难以得到真实反映,对以时间和费用为主要准则的公众出行缺乏实用价值。本文提出了历史数据推理和微观交通仿真相结合,进行短时交通预测以服务公众出行的一种新方法设计了实时交通信息处理与发布服务器、GIS应用服务器与数据库管理系统三者协同工作的体系结构实现了顾及短时预测交通状况的公众出行路径规划过程,并作了验证。因此,为公众动态出行信息服务和动态网络电子地图的实现,提供了一个可行的解决方案。     

高温热浪风险评估研究综述

在全球气候变化大背景下,极端高温事件发生频率及强度明显增多。据相关气象数据统计,若任由灾害肆虐,越来越多的人将死于全球热效应、疟疾、登革热和其他热相关疾病。本文根据近年来国内外学者研究进展,梳理了高温热浪风险评估的基本步骤,讨论了高温热浪风险评估的风险性框架,提出未来可利用遥感技术构建高温热浪风险的空间评估体系,将孕灾环境的暴露度、危险性、系统脆弱性及适应性相结合,综合构建风险评估体系。针对评估因子的选择进行论述,探讨了图层叠置法、主观赋权法、客观赋权法及组合赋权法等多种确定各指标权重的方法,分析比较了不同方法的利弊,将H-AHP与图层叠置结合的方法与简单的加减、乘除法进行对比,论述其在综合评价模型构建中的优势,并针对高温热浪风险等级的划分方法进行了对比,论述了不同方法适用的不同情况及其优势,为未来建立合理高温热浪灾害风险评估体系提供了方法参考,为进一步了解高温热浪危害,建立高温热浪监测、评估、报告制度,进一步完善建立高温热浪灾害预警体系提供有利依据。     

基于多源时空大数据的城市规划评估研究——以温州市为例

与传统数据调查技术相比,时空大数据具有高采样率、大数据量、连续性和实时性等特点,为城市规划实施过程中的动态评估提供了全新的“智慧规划”技术手段。首先,从城市评估实施评估的理论和实践展开回顾;其次,借鉴本体论方法,在城市规划实施评估应用领域范畴,梳理多源时空大数据,提出“价值取向—评估内容—指标—模型—数据”实证分析逻辑;最后,以温州市为案例,介绍多源时空大数据在温州市规划评估应用实践的技术路线,实施评估内容包括人口规模、协调发展、空间布局、公共服务设施效能、交通设施效能等5个领域。相关研究成果可参考作为国土空间规划实施评估的一个子集。     

融合多源数据的水源保护区火险评估

水源涵养林对保障城市用水质量有重要作用,但目前研究水源保护区的火险评估模型较少,且相关驱动因素分析匮乏。针对上述问题,从地形、植被、气象和人为因素4个维度出发,构建水源保护区的火险评价指标体系,同时结合层次分析法定权构建火险预警模型。以深圳市铁岗-石岩水源保护为例,对该区域2015年4月、8月、10月、12月份的火险进行评估,根据评估结果分析研究区火险指数时空分布特征,并引入主成分分析模型分析水源保护区火险发生驱动因素。得出结论:①火险指数分布时空差异明显,呈现季节性变化和区域性变化。②水源保护区火险发生的主要驱动因素是离构筑物(发电站、高压电塔)距离、离道路距离、地表覆盖类型这3个因子。     

基于信息流的风险评估系统的研究与实现

利用基于信息流的风险评估模型和方法针对信息系统安全风险进行风险量化和估计,采用多级模糊综合评判的方法,设计并实现了基于信息流的风险评估系统。实验表明,所设计的风险评估系统能用于各种信息系统的安全性评估,为组织实现自己的安全策略提供参考。     

模糊层次综合法在区域雷电灾害风险评估中的应用

针对雷电灾害事故发生的随机性、复杂性和不确定性等特点,以及在雷电风险评估过程中存在的主观性,通过层次分析法确定风险因素权重,并运用模糊综合评估法,建立一种区域雷电风险的模糊综合评估模型。以某国际会展中心为例的评估结果表明,方法在区域雷电灾害风险评估分析中具有较好的针对性、准确性和实用性。     

城市内涝灾害模拟与灾情风险评估研究进展

随着我国城市化建设进程的加快,城市水系和绿地面积不断缩减,地表硬质化现象持续加重,城市扩张所带来的问题正日益凸显,尤其是汛期强降雨导致的内涝灾害日渐成为亟需解决的城市顽疾。城市内涝灾害模拟及风险评估是推进城市内涝灾害管理,减少内涝灾害损失的有效途径。本文在综合近年来国内外相关研究的基础上,从城市内涝产生机理、模型及风险评估的角度对城市内涝的研究进行了详细阐述。在模型方面重点介绍了两种应用广泛的雨洪模拟模型:SCS和SWMM模型,对两者的优缺点进行了分析,同时简单归纳了其他雨洪模型。在灾情风险评估方法方面,重点介绍了基于历史灾情数理统计、遥感图像和GIS技术耦合分析和基于指标体系评估等的风险评估方法,并对比分析了各自的优缺点及适用范围。最后对城市内涝模型及风险评估的未来发展方向进行了展望,提出集成多模型耦合的城市雨洪模拟模型以及多学科联合的灾害风险评估研究将成为今后的发展趋势。     

关中平原清代霜雪灾害特点与周期研究

通过对关中平原清代历史文献资料的搜集、整理和小波分析,对该区清代霜雪灾害等级、周期及其成因进行了研究,并恢复了该区清代霜雪灾害发生时的最低气温.结果表明:关中平原清代共发生霜雪灾害34次,其中轻度、中度、重度霜雪灾害分别为2、20、12次;关中平原清代霜雪灾害可分为3个阶段,1644~1733年为第1阶段,1734~1823年为第2阶段,1824~1912年为第3阶段;第1和第3阶段为霜雪灾害多发阶段,以中度和重度灾害为主,第2阶段为霜雪灾害少发阶段,以轻度和中度灾害为主;小波分析表明,关中平原清代霜雪灾害的发生存在不同的时间周期规律,其周期主要有9~15年、13年、34年左右和40年左右;降雪或寒流引起的气温骤降至0℃以下是造成关中平原清代霜雪灾害的主要原因;关中平原清代轻度和中度霜雪灾害的气温范围为-6.4℃~-1℃,重度的气温范围一般为-19℃~-17℃;关中平原清代共发生3次寒冷气候事件,分别为1690~1692年、1861~1865年和1893~1895年.     

倾斜摄影技术在灾后建筑物损毁评估巾的应用分析

在分析了常规遥感技术在建筑物损毁评估应用中存在不足的基础上,介绍了最近几年发展起来的倾斜摄影技术的基本原理、数据获取和信息提取的情况,概述了倾斜摄影技术在建筑物损毁评估中的应用现状.提出倾斜摄影技术用于建筑物损毁评估可以从人工目视解译、房屋倾斜程度计算、房屋立面裂缝提取三个角度开展,并分别概述了这些方法的主要处理流程.最后针对倾斜摄影用于建筑物损毁评估面临的困难,对未倾斜摄影技术应用在建筑物损毁评估精度方面的前景进行了展望.     

全国山洪灾害防治县房屋损毁风险评估及原因探究

中国山洪灾害造成的经济损失在各类灾害损失中所占比重日趋增大,其中房屋损毁是造成经济损失和人员伤亡的重要因素。本文以房屋为研究对象,基于全国山洪灾害调查评价提供的数据,分析房屋暴露量的时空分布特征,构建山洪灾害房屋损毁风险评估模型,对房屋损毁风险进行分析及原因探究。结果表明：① 中国山洪灾害防治县以一层住宅为主,占比达50%以上的防治县分布范围大致与中国第二、三阶梯分界线一致;砖混结构仍为迄今为止中国山区农村运用最为广泛的房屋结构类型,其次为砖木结构,再次为钢混结构和其它结构;② 中国山洪灾害防治县房屋脆弱性呈现西北高、东南低的整体空间格局;房屋损毁风险呈现东部高、西部低的空间分布特征,且损毁风险较高的地区呈带状或集聚状态分布。损毁风险很高的地区集中于辽东半岛、山东半岛、海南岛及东南沿海地带,且在燕山-太行山区呈现沿东北-西南方向的条带状分布,损毁风险较高的地区主要分布于太行山区及长江中下游地区;③ 房屋类型对山洪灾害房屋损毁风险贡献度较高的地区主要为山东省、山西省及河北省;山洪强度对房屋损毁风险贡献率较高的地区主要呈3条条带状分布：燕山-太行山分布带、浙闽滨海丘陵分布带、两广滨海分布带。     

基于厦门港的海上交通事故地理空间分布及风险预测研究

利用海上交通事故空间分布特征进行安全分析是海上交通安全管理的重要组成部分。本文使用厦门港2008—2020年的海上交通事故数据,经过事故数据空间分布特征提取、分析及预测等流程,最终得到厦门水域海上交通事故潜在危险区域。本文首先使用原始事故数据在GIS软件中进行空间定位,形成事故点的可视化空间分布图,然后使用核密度分析法鉴别海上交通事故多发区域,再利用空间自相关分析法,得到该区域事故空间的分布特征和具体的聚集点,最后使用该分布特征、对目标水域数据进行标准化网格切分,并利用机器学习算法对潜在事故风险区域进行预测。本文在核密度分析结果中发现：就事故频度而言,厦门湾和西海域交通事故频度较高。在空间自相关分析的结果中表明：就空间分布特征而言,厦门港的空间分布出现聚集特征且为空间正相关模式,且就事故具体的空间聚集点而言,厦门湾和西海域仍是事故高发的中心区域。而最后的厦门湾及周边水域风险预测模型显示：潜在事故风险区域多位于沿海和河口交汇区域。本文研究结果表明在基于地理空间数据分布特征提取和网格化分析的基础上,结合机器学习方法（随机森林）,对于海上交通事故的预测具有良好的效果。     

基于GIS的贫困地区降雨诱发型地质灾害风险评估————以湖北省恩施州为例

湖北省恩施土家族苗族自治州(简称恩施州)地处中国14个集中连片特困区之一的武陵山区内,州内少数民族聚居多,贫困人口分布广,地质灾害频发,"因灾致贫,因灾返贫"现象较为突出.本文根据灾害系统学原理和灾害风险分析理论,综合考虑恩施州降雨诱发型地质灾害的致灾因子,孕灾环境和承灾体,构建了降雨诱发型地质灾害风险评价指标体系,基于灾害系统学原理的风险评估模型,对该区的降雨诱发型地质灾害风险进行评估.主要结论如下:(1)降雨诱发型地质灾害的诱发因子为强降雨,恩施州降水丰沛,恩施市中部与鹤峰县东南部属于致灾因子高危险性区域;(2)选取地形地貌,基础地质,水文条件,人类工程活动等孕灾环境要素,耦合信息量法和层次分析法,构建恩施州孕灾环境敏感性评价指标体系,结果表明恩施州孕灾环境敏感性较高,高区域主要分布在巴东县,恩施市和鹤峰县;(3)选取工程建筑,居民人口,社会经济,耕地等承灾体进行脆弱性评估,结果表明承灾体脆弱性较高区域与人口集中地区在空间上重合,利川市和来凤县有更多的高脆弱性区域;(4)综上可知,恩施州的降雨诱发型地质灾害风险总体较高,其较高,高风险区域主要分布在巴东县和恩施市.     

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。     

粗糙集在洪水风险评估中的应用

针对洪水灾害事故的随机性,复杂性和不确定的特点,以及在洪水风险评估选取评估指标过程中存在的主观性,通过采用粗糙集的改进属性约简算法对用于评估的指标集进行约简,从而剔除其中的对最终结果不造成影响的指标,并且利用相对约简建立用于洪水风险评估的层次指标体系,应用模糊层次分析法对该地区的洪水风险进行评估,比单纯的依靠专家打分法更具有科学依据和数据支持。     

信息系统风险评估标准与方法分析

介绍了常用的英国、ISO、中国等3种评估标准,并分析比较了BS7799和CA3标准的不同之处。同时,对信息安全风险评估中另一个重要内容——风险评估方法进行研究,给出了定量、定性、定性与定量相结合、基于“树”的技术、动态系统的技术等评估的方法,分析总结了各种方法的优缺点及其适用场合,为优选评估方案提供了理论依据。最后阐述了信息系统风险评估的发展趋势。