滑坡—堰塞湖灾情无人机应急测绘、分析与险情模拟

基于无人机的应急测绘工作以快速提供描述性的静态地图产品为主,难以有效支撑过程复杂、动态变化的滑坡—堰塞湖灾害链精准应急决策指挥需要.本文在回顾无人机应急测绘现状基础上,针对滑坡—堰塞湖灾害链特点,构建了基于无人机应急测绘数据的滑坡—堰塞湖灾情精准分析与险情动态模拟的指标体系和技术路线,并以金沙江白格滑坡—堰塞湖无人机应...     

论气象灾害综合风险防范模式——2008年中国南方低温雨雪冰冻灾害的反思

2008年初我国南方遭受特大低温雨雪冰冻灾害,并造成了重大损失。基于媒体发布的气象预报信息和灾情数据,从综合风险防范的角度深入分析了此次灾害应急中暴露出的问题,主要包括气象灾害应急社会联动机制不完善、电力和交通部门应急响应滞后、气象灾害综合风险影响评估缺位、政府与民众之间的风险沟通不足等;同时提出了气象灾害综合风险链的概念,认为气象灾害作为致灾因子可能引发一系列灾害,在自然和人文因素的相互作用下形成综合风险链,具有很大的危害性。最后,从灾害过程的角度构建了气象灾害综合风险防范模式,认为当前特别要加强气象灾害综合风险评估,建立应急处置社会联动机制,风险沟通贯穿整个综合风险防范过程。     

国外城市灾害易损性研究进展

新型城镇化的提出让城市回归到区域协调和持续发展的本质,为城市公共安全和城市管理研究提供契机。通过国外城市灾害易损性研究总结发现：从发展历程可以看出国外城市灾害研究开始较早,认知层次和程度较高;在研究内容和领域上关注发展中国家,强调专题研究,重视区域合作;在研究方法和技术上,积极发挥公众参与,形成自上而下和自下而上相结合的应急管理体制,同时充分利用信息数据方法。在灾害易损性方面,着重在概念内涵和模型范式的研究,在跨领域分析和方法技术方面不断取得突破。基于此,提出国内城市灾害易损性研究需要关注的方向和相关建议。     

基于暴雨内涝灾害情景推演的北京市应急救援方案评估与决策优化

城市自然灾害的情景推演与应急方案的动态预评估是优化应急决策的重要支撑。然而,传统的应急救援方案评估往往基于有限信息进行时间片段式的情景推演并采用应急方案的灾后评估。本文在构建基于内涝水淹模型和多智能体城市路况模型的全链条、多维度灾害情景推演方案的基础上,实施不同应急救援目标导向下多时间刻度的应急救援方案预评估,重点从受损车辆规模和遭受安全威胁人数定量评估基于救援人数、救援时间和救援空间布局原则的应急方案优劣,为灾害情景推演方案和应急决策优化提供了一种新的思路与解决方案。基于救援人数规模的应急方案表明,救援力量将优先布局在风险指数高企的区域,包括北蜂窝路、南蜂窝路、广莲路以及莲花桥等路段。在现实情况中及时参加的救援力量往往有限,此类根据不同救援力量数量的空间指向将对最优的救援决策起到关键作用。同时,研究也应证了救援力量多寡在应急事件处置中的基础性地位。基于救援启动时间的应急方案中得出,最优的救援启动时间在45 min到75 min之间,适时的救援启动可以有效规避过早启动导致的救援空间配置不当和过晚启动导致的救援失效两类问题。不同救援空间布局原则有着迥异的救援力量空间配置特点和最优运用条件。     

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。     

风暴洪水灾害应急疏散方法研究——以浙江省玉环县为例

以浙江省玉环县为例,对超强台风(中心气压为915hPa,最大风速61.2m·s-1)风暴洪水灾害情景下的应急疏散方法进行了系统研究。首先,基于"点-线-面"洪灾避难思想和GIS空间分析技术构建应急疏散网络模型;其次,以疏散总时间最短为目标,并综合考虑避灾容量、交通拥堵、公平分配、资源节约等因素,求解最佳疏散路径;最后,根据疏散过程动态模拟结果,进一步优化路径选择,并编制应急疏散专题预案。结果表明:如果遭受915hPa超强台风袭击,将玉环县受淹危险区内的人群完全疏散到安全地带平均耗时647s(约11min),最长疏散时间不超过45min,可满足应急避难的实际需求。该疏散预案可为完善城市安全保障系统提供科学参考。     

基于GIS的5.12地震北川县灾害区划研究

5.12汶川特大地震给北川县造成重大灾害损失。根据自然灾害系统理论,从孕灾环境、致灾因子、承灾体和灾情4个方面分别选取相关评价指标,通过GIS空间分析得到了北川县5.12地震灾害敏感度、风险度、脆弱度和灾度分布图,采用1.5 km×1.8 km网格为灾害区划基本单元,在MAPGIS软件中进行叠加分析,根据拟定的区划原则,采用基于空间邻域关系的区域合并方法对北川县地震次生灾害区域分异进行分析并进行灾害程度区划,得到4个灾害类型区:1个极重灾区、4个较重灾区、2个重灾区和2个一般灾区。为北川县的灾后重建规划提供科学依据,为加快北川县灾后重建和县域经济可持续发展服务。     

灾害链灾情累积放大研究方法进展

近年来全球范围内频发的重大自然灾害事件,表明一种灾害引发一系列次生灾害的灾害链现象使得灾情通过累积放大效应而大大超过单一灾种灾情,深入研究灾害链灾情累积放大过程是有效防范巨灾风险的前提.首先,本文梳理了国内外研究中不同视角下对灾害链现象的理解,认为灾害链一般性概念中应当包含孕灾环境、致灾因子链、承灾体以及它们在时间和空间上复杂相互作用关系,只有从地理学的综合性角度出发,才能正确而完整的理解灾害链过程灾情累积放大机制.其次,按研究思路的差异,综述了当前研究灾害链灾情累积放大过程的5 类方法,包括经验地学统计方法、概率模型、复杂网络模型、灾害模拟以及多学科理论方法.从描述灾害链要素在时间和空间上复合作用的角度出发,分别讨论了它们在刻画灾害链灾情放大过程中的优势与不足.选取了影响较大、灾害引发关系典型的地震灾害链与台风灾害链,从灾种维度综述上述几种方法在实际应用中的概况及进展.最后,提出综合多种方法发展与完善灾害链灾情累积放大效应过程的动态模拟是灾害链的研究趋势,其中关键在于模拟灾害链系统各要素的时间与空间上的耦合,研究思路从“静态—描述—解释”向“动态—过程—模拟”的转变是理解灾害链、灾害系统复杂性的重要途径.     

社交媒体数据在自然灾害应急管理中的应用研究综述

社交媒体是灾害应急管理的一个新兴但尚未充分利用的大数据源。然而,社交媒体数据在灾害应急管理中能发挥什么作用,目前国内的研究较少,而国外的研究亦较为分散,相关应用受限。论文对国内外利用社交媒体数据进行灾害管理相关研究进行了综述,归纳出社交媒体数据在灾害应急管理中应用的潜力、优势和问题。结果发现：① 社交媒体数据含有丰富的灾害信息,能够依靠态势感知和信息共享支持灾害预警、实时监测、损失和救助需求评估、协助快速应急响应以及预测可能的灾害风险等灾害管理工作;② 社交媒体数据的优势在于能保证灾害信息的实时性和连续性,进而提供致灾强度图、损失预测和舆情分析等结果服务于灾害应急管理;③ 地理位置信息有限、专业语料库缺乏、信息噪声处理的复杂性等原因使社交媒体数据分析结果精度受限。如何发挥社交媒体数据社会感知的优势,以弥补传统观测调查手段的不足,更加科学应对灾害应急,仍需要在社交媒体数据处理及多源数据融合分析技术方面取得突破。     

有限理性视角下游客暴雨灾害风险感知评价——以南宫山景区为例

以南宫山景区游客为研究对象,应用主成分分析法从灾害知识、防减灾态度、防减灾行为及有限理性4个方面构建暴雨灾害风险感知评价三级指标体系;运用微积分与高斯拟合函数通过Matlab编程进行感知理性评判;采用指数模型建立风险感知指数,对游客暴雨灾害风险感知的可信度、感知能力进行定量评价并提出对策。结果表明:南宫山景区游客感知理性度较高,风险感知调查结果可信度高;游客暴雨灾害风险感知能力处于中等水平,其中减灾态度表现最优,减灾行为表现最差。据此提出了景区应完善灾前知识宣传与培训机制、建立暴雨预警系统并制定灾后游客减灾行为规范和应急预案等对策。     

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。     

中国山地灾害研究进展与未来应关注的科学问题

本文首先简要回顾了山地灾害研究与防治方面的新进展：认识了山地灾害的空间分布规律,建立了山洪、泥石流、滑坡危险性评价方法;发展了滑坡稳定性分析的原理和计算方法,建立了泥石流流体应力本构关系、泥石流流速流量和冲击力计算公式、粘性泥石流起动模型,提出了山洪和泥石流规模放大效应;基于降雨和地面成灾环境要素耦合分析,发展了山地灾害气象预报方法;基于对灾害物理特性的认识,研发了一系列灾害监测预警仪器、数字流域平台与智能手机网络相结合的山洪预警系统;发展了灾害治理工程技术,形成了适合欠发达地区特点的灾害治理技术体系。在此基础上,分析了在灾害形成、运动、预测预报、防治技术和风险管理等方面还需要进一步深化研究的问题,提出山地灾害学科今后面临的任务。最后,针对国家减灾需求和学科发展目标,提出灾害对生态的响应机制、气候变化对山地灾害的影响与巨灾预测、水—土耦合的细观结构力学、灾害风险的理论与方法、基于灾害形成理论的机理预报模式、灾害防治技术规程的健全等未来应该关注的科学技术问题。     

基于居民健康的城市高温热浪灾害脆弱性评价——研究进展与框架

随着全球气候变化和城市热岛效应增强,近年来城市高温热浪灾害在世界各地频繁发生,给城市居民健康和社会经济带来了极大的负面影响。目前,国内已有的高温热浪灾害研究大多关注热浪强度、发生频率、持续时间等灾害特征,以城市居民健康作为承灾体的城市高温热浪灾害脆弱性研究尚不多见,相关的评价框架和方法亟待梳理和完善。本文从高温热浪灾害脆弱性的研究主题、脆弱性框架和定量化方法三个方面系统梳理了高温热浪灾害脆弱性国内外研究进展;在广义脆弱性概念框架的基础上完善了基于"暴露—敏感—适应能力"的高温热浪灾害脆弱性评价概念框架,并梳理了相应的指标体系;强调通过自然环境、社会经济、居民感知等多角度的定性、定量数据综合表征城市居民高温热浪灾害脆弱性,以期为高温热浪灾害脆弱性评价提供理论与方法支持,并为规避高温热浪灾害风险、响应高温热浪紧急事件及适应气候变化等提供科学指引。     

珠江三角洲地区风暴潮灾害工程性适应的损益分析

在全球增暖及海平面上升背景下,风暴潮极端事件愈加严重,修筑海防工程是沿海地区应对和适应风暴潮灾害的主要工程性措施。以珠江三角洲为研究区,基于风暴潮历史灾害数据,分析了风暴潮增水与社会经济损失的关联性;提出了定量评价工程性适应风暴潮灾害的经济损益理论关系模型;推算了未来极端事件情景下,珠江三角洲海防工程建设的适应效果。结果表明,珠江三角洲地区风暴潮灾害的灾损率与增水呈显著正相关。海防工程建设高度在1.69~11.85 m内处于收益状态,其中5.22 m时收益最大。基于2030年、2050年以及2100年海平面上升叠加风暴潮情景,将海防工程设防标准定为应对2100年20年一遇风暴潮时的收益最大,标准定为应对2100年100年一遇风暴潮时收益最小。     

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.     

基于WoS和Citespace的应急避难场所知识图谱和进展分析

以近30 年Web of Science 核心数据库收录的2472 篇应急避难场所相关文献为基础,首先统计发文数量时间分布和期刊分布,然后利用Citespace可视化软件,从发文作者、机构、国家、关键词和学科方向5个方面分别进行知识图谱分析。结果表明：近30年来应急避难场所研究发文呈现由缓慢探索、稳步发展向高速发展的阶段;发文期刊主要为自然灾害类、紧急医学类、工程技术类;研究作者群较多,学术交流较为紧密;美国和中国为发文量最多的国家;路易斯安那州立大学和中国科学技术大学是主要的发文机构;从关键词发现应急避难场所目标人群主要围绕灾害救援和社会弱势群体,研究视角从单一问题和事件开始向综合系统演变,研究方法从定性的方法模型转向动力机制和信息系统开发,研究内容则注重多学科交叉和微观尺度、重视案例实证和信息共享和强调应急避难场所管理;学科方向主要为工程学和公共环境与健康两个学科。在建设韧性城市的背景下,可借鉴国际经验来构建中国应急避难场所研究体系和管理。     

地质灾害应急工作中的应急测绘

我国作为世界上地质灾害最为严重的国家之一,急需要建立起一套科学完整的应急测绘体系。本文简要分析了我国应急测绘的现状和存在的问题,并针对如何完善应急测绘体系提出了几点建议。     

基于宽度学习模型的泥石流灾害预报

在泥石流灾害预报模型研究中,科学确定泥石流灾害影响因子及保证模型较高的预报准确率和快速的训练速度是关键问题,也是泥石流灾害预报预警和防灾减灾的重要基础。本研究针对目前泥石流预报模型输入数据维度较大和训练时间较长的问题,采用快速多个主成分并行提取算法(Fast multiple principle components extraction algorithm,FMPCE),选取出6个泥石流灾害影响因子,包括降雨量、山坡坡度、沟床比降、相对高差、土壤含水率和孔隙水压力。基于宽度学习(Broad learning,BL)算法,以泥石流影响因子为输入,泥石流发生概率为输出,构建了泥石流预报模型,并用矩阵随机近似奇异值分解(矩阵随机近似SVD)对模型进行了优化,将优化后宽度学习模型的预报结果与梯度下降法优化的BP神经网络预报模型(GD-BP)、基于支持向量机的预报模型(SVM)、宽度学习预报模型(BL)的结果进行对比,同时,通过输入数据集的扩展,从训练时间上对不同模型进行比较。结果表明,优化宽度学习泥石流灾害预报模型的预报准确率为93.52%,较GD-BP模型、SVM模型和BL模型的预报准确率分别高出1.60%、1.15%和0.03%;优化宽度学习泥石流灾害预报模型的训练时间为0.9039s,较GD-BP模型、SVM模型和BL模型的训练时间分别节省了25.3867 s、17.2620 s和0.8974 s。本研究说明宽度学习算法可以用于对泥石流灾害的发生概率进行预报,同时也可为泥石流预报的实际应用提供新的思路。     

基于格网的青海省干旱灾害综合风险评估

干旱灾害风险评估是执行区域性干旱灾害风险管理的重要举措,是有效实施气象防灾减灾工作的非工程性技术措施。随着气象现代化的逐步实施,干旱灾害风险评估技术和精度的重要性越加凸显。为科学、准确地评估青海省区域干旱的监测精度和干旱灾害风险等级,以青海省为例,采用青海省1961-2010年50个气象站潜在蒸散和降水数据,基于气象灾害风险度评估理论和方法,并根据《青海省地方干旱等级划分标准》,通过干旱灾害风险度模型和ArcGIS空间分析相结合的方法,较为系统地分析了青海省干旱灾害风险时空分布特征及其灾害风险等级。结果表明：近50 a以来,青海境内主要发生了不同程度的冬春季干旱。从时空分布特征来看,轻、中、重度干旱灾害分布和演化趋势基本一致,干旱灾害易发高发区主要分布于柴达木盆地西北部;环青海湖流域和共和盆地以及东部农业区局地处于中等风险水平,其余地区干旱灾害风险水平较低;从市、县、镇区域单元来看,茫崖、花土沟镇、冷湖及格尔木市干旱灾害风险较高,天峻、都兰、乌兰、共和、兴海、同德、贵南、同仁、化隆、循化及唐古拉等地次之,其余地区干旱灾害风险水平较低,青海境内干旱灾害的发生不仅受降水量影响,还与不同类型的下垫面密切相关。     

基于应急疏散智能体模型模拟的城市避难所空间配置——以上海市静安区为例

城市应急避难所的空间配置一直是灾害防治和城市安全研究领域的热点问题。本文以城市居民尽快地,尽少拥挤地到达满足容纳需求的应急避难所为目标,整合遥感影像数据、高精度人口分布数据、交通路网数据和专家知识等数据,综合运用智能体模型和多准则决策方法,对城市避难所空间配置开展研究。本文设计了三类与应急疏散相关的智能体：政府智能体、避难所智能体和居民智能体,来实现应急疏散的模拟,并根据模拟结果支持应急避难所的空间选址和配置。选址方法上运用了多准则决策方法和权重敏感性分析,在选址高适宜区域内选定避难所的新建方案。以新的避难所空间布局和配置为条件,执行新一轮的应急疏散模拟过程,实现选址的循环优化,从而获得最终的避难所空间配置方案。本文以上海市静安区的应急避难所空间配置分析为案例,生成了该区域应急避难所的详细空间配置方案,该方案能帮助居民在尽少拥挤风险下尽快疏散到附近的避难所。本文提出的方法充实了中国城市避难所选址的相关理论与可操作性的技术基础,为其他地区开展避难所的配置工作提供借鉴与参考。