基于加权贝叶斯网络的海洋灾害风险评估

全球气候变化背景下,海洋灾害的群发性、难以预见性和灾害链效应日显突出,造成的损失逐年上升,开展海洋灾害的风险评估工作至关重要。针对海洋灾害评估中的不确定问题,本文首先基于风险理论剖析了海洋灾害风险的不确定性特征,构建了灾害评估指标体系;然后基于贝叶斯网络模型,提出针对不确定性灾害评估的风险贝叶斯网络,进而基于主客观定权,构建了加权贝叶斯网络评估模型;最后对我国沿海地区海洋灾害开展评估研究。实验表明,该评估模型有效实现海洋灾害的风险评估,具有实际可操作性。     

基于贝叶斯网络的海洋生态环境状况评价——以山东省为例

在海洋开发利用活动日益增多,海洋环境保护压力日益增大的背景下,进行海洋生态环境状况科学评价方法的研究可以为开展海洋生态环境监测评估与海洋生态环境保护政策制定提供科学依据,促进改善海洋生态环境状况。本文首先基于贝叶斯网络基本理论,构建了海洋生态环境状况贝叶斯网络评价模型;再以山东省为例,充分融合专家经验知识与客观数据,从定性与定量两个角度评价了2013—2019年山东省近海生态环境状况,分析了各评价指标间关系及其对近海生态环境状况的影响程度。评价结果表明2013—2019年山东省近海生态环境状况保持一般状态,海洋环境质量与海洋生态灾害类指标对评价结果影响最大,山东省海洋环境保护工作初见成效。研究结果表明该评价模型能有效评价海洋生态环境状况,分析结果对于环境保护政策制定具有一定的借鉴意义。     

构建我国海洋灾害风险评估管理机制初探

针对目前我国海洋灾害评估管理存在的灾害风险意识淡薄、海洋预警预报能力较薄弱、缺少统一的灾害应急指挥决策系统、海洋灾害评估管理模式与急剧扩张的沿海经济规模不相适应、海洋灾害管理法律体系不健全等主要问题,探讨了通过完善组织管理体系、规范海洋灾害预警预报机制、建立减灾防灾法律法规体系、形成科学的灾害风险评估机制、构建海量信息共享平台、开展海洋灾害风险意识教育来构建我国的海洋灾害风险评估管理体系。     

知识不确定条件下的海外保障基地自然风险情景模拟评估

针对海外保障基地面临的自然风险,在风险辨识基础上,构建了风险评价指标体系和海外保障基地自然风险的贝叶斯网络评估模型,并进行了情景模拟下的量化实验评估。针对目前贝叶斯网络评估过程中的群决策和决策偏好问题,引入了犹豫层次分析思想来优化计算指标风险隶属度,改进了评估过程中的客观性和适用性。     

我国海洋灾害的风险预测研究

文章基于近20年来我国的海洋灾害数据分析对比,得出我国沿海区域已成为海洋灾害影响的高危险和高风险区域,并且其威胁程度呈现明显的上升趋势。在此基础上,对海洋灾害的基本特征进行详细的分析,认为其具有开放性与动态性和不确定性与可预测性等基本特征,为海洋灾害的风险预测与管理提供了信心与希望。而后,回顾国内外的风险预测研究历史,总结前人已有的研究成果,认为对待海洋灾害最行之有效的方法就是在海洋资源开发利用规划阶段就考虑到海洋灾害这一问题,从风险管理与控制的角度,编制海洋灾害风险区划图并建立风险管理体系,对保障沿海区域的经济持续、快速、安全健康发展具有重大战略意义和现实意义。     

"海上丝绸之路"沿岸国家海洋综合风险分析与量化评估——以菲律宾为例

在"21世纪海上丝绸之路"重大战略构想的背景下,结合东盟国家对海上丝绸之路的重要作用。本文从海洋经济和海洋环境的角度对东盟国家存在的海洋综合风险进行评估分析,这对我国加强对东盟国家的认识,规避来自海洋方面的风险,更好地与其进行合作具有重要意义。主要针对东盟四国构建了评价海洋综合风险的指标体系;在此基础上,提出了基于改进的投影寻踪方法的海洋综合风险评估模型,以东盟四国中的菲律宾作为代表开展实验验证,最终得到菲律宾的海洋综合风险等级,并依据评级结果对我国与菲律宾的合作提供辅助建议。     

基于生长漂移预测模型的浒苔灾害风险动态评估方法研究

自2008年以来,浒苔大规模爆发生长已经成为黄海海域最严重的海洋生态灾害,对沿海地区社会经济发展构成严重威胁。本文基于生长漂移预测模型对浒苔时空动态发展趋势进行预测,并将预测结果引入到由致险因子危险性和承灾体脆弱性构建的浒苔灾害风险动态评估方法体系中,同时实现具有灾害预警、多源数据处理与存储、可视化展示等功能的灾害风险...     

我国海洋动力灾害研究进展与展望

海洋动力灾害(包括灾害性海浪、风暴潮、海冰、海啸等)是对我国沿海地区造成破坏和损失最大的自然灾害之一。开展海洋动力灾害研究具有重要意义和迫切的国家需求。本文回顾我国建国以来在海洋动力灾害研究方向的主要进展,重点针对近年来我国在海洋动力灾害数值模拟预报以及灾害风险评估等方面的进展进行综述,并在此基础上提出未来的发展展望,希望给海洋防灾减灾科研工作者提供参考。     

基于国家海洋治理和全球气候变化的我国海洋灾害防治

为建立和完善现代化的海洋灾害防治体系,提高我国海洋治理和应对全球气候变化的能力,文章以全球治理和国家治理为背景,在明确致灾因子、承灾体、灾害以及灾害风险和管理等基本概念及其内涵的基础上,分析全球气候变化背景下我国海洋灾害及其风险的特征以及海洋灾害防治的关键性和基础性科学问题,并提出我国构建海洋灾害防治体系的建议。研究结果表明:在全球气候变化的影响下,我国沿海地区的海洋灾害风险复杂多变且有所提升;提出以群-环-域为主体的体系架构,研究全球气候变化与区域海洋的响应和反馈、全球气候变化背景下海洋灾害与风险的特征和规律以及综合海洋灾害风险评估和海洋灾害防治等问题;在我国构建海洋灾害防治体系的过程中,应加强科学研究以及技术和信息支撑、促进区域和全球联动联防以及提高全社会对海洋灾害的认知和防范水平。     

区域海洋减灾能力评估指标体系构建与权重量化

为有效开展防灾减灾,需要充分了解区域海洋减灾能力现状,从而科学确定未来减灾能力建设的优先领域及重点工程。首先梳理了能力评估与灾害管理阶段、能力建设优先领域、能力评估对象与建设主体等要素之间的关系,以及评估指标体系共性设计与区域个性的关系;其次,通过组织部门及地方的相关减灾机构与专家开展多方参与式讨论,综合了海洋、水文、气象、民政、应急、教育及综合减灾等多个领域专家的减灾经验,构建了区域海洋减灾能力评估三级指标体系,包括6个一级指标、21个二级指标及136个三级指标;然后,基于专家问卷(有效问卷69份)及层次分析(AHP)方法,量化了三级指标体系中各指标的权重。区域海洋减灾能力评估三级指标体系及指标权重成果已在相关市县开展了评估试点应用,为未来在全国范围开展区域海洋减灾能力评估奠定了良好基础。     

基于KPCA-RBF模型的风暴潮灾害经济损失预测

作为破坏性最强的海洋灾害,风暴潮灾害每年都给我国沿海地区造成了巨大的经济损失,运用科学的方法模型合理预测风暴潮灾害经济损失对指导沿海地区的防灾减灾工作意义深远。本文基于风暴潮灾害的成灾特点建立了风暴潮灾害直接经济损失预评估指标体系,由于评估指标数据高度非线性,采用核主成分分析（KPCA）对高维非线性数据进行降维优化,并利用径向基函数（RBF）神经网络对降维后的数据进行训练,从而实现对风暴潮灾害直接经济损失的预测。选取广东省1996—2018年的32个风暴潮灾害损失样本对模型进行仿真测试,结果表明,KPCA-RBF预测模型集成了核主成分分析和径向基函数神经网络的优势,预测结果精度高,学习收敛速度快,对风暴潮灾害数据序列有较好的非线性拟合能力。     

基于信息扩散技术的华南极端台风灾害风险评估

利用2005—2016年登陆华南地区的12个极端台风灾害样本, 综合考虑了承灾体脆弱性和防灾减灾能力, 对华南地区进行极端台风灾害风险评估, 步骤如下: 1) 以各指标的灰色关联度为基础, 构造华南极端台风的危险性指数、脆弱性指数和防灾减灾能力指数; 2) 根据灾害风险数学表达式, 以层次分析法确定的系统权重为基础, 构造华南地区极端台风灾害风险指数; 3) 通过二维正态扩散技术构造原始信息矩阵和模糊关系矩阵, 利用因素空间理论进行模糊近似推理, 计算得到由风险指数近似估计直接经济损失指数的风险估计值; 4) 利用超概率评估模型, 对极端台风的直接经济损失率进行超概率评估。结果表明, 构造的风险指数与实际情况较为吻合, 计算得到的风险估计值与直接经济损失指数变化趋势较为一致, 均方误差为0.20, 相关系数为0.78。结果还表明, 由极端台风造成的直接经济损失率为0.1%, 已成为常态风险, 华南地区极端台风灾害的超越概率与直接经济损失率呈现出良好的线性关系。     

基于人类命运共同体的我国海洋防灾减灾体系建设

随着全球气候变化加剧,海洋灾害发生的可能性变得越来越大,为了减少海洋灾害造成的损害后果,以及能够在共同面对海洋灾害风险中承担起大国责任,我国需要建立完善的国内海洋防灾救灾体系与灾害防御国际合作机制。通过阐述海洋灾害防御的国际合作模式,分析当前我国参与的国际合作以及其中存在的问题,进而对如何完善我国海洋灾害防御国际合作机制以及构建具有中国特色的海洋灾害风险管理体制进行探讨,以期得到稳定的海洋环境,更好地构建海洋命运共同体与人类命运共同体。     

连云港海底航道安全海洋环境综合评价

海底航道安全与海洋环境相关,随着海洋调查观测技术的进步,航道观测信息增多,有些信息往往难以定量,如何利用这些资料评估海底航道安全日益重要。本研究在综合分析连云港海底航道安全海洋环境主要影响因素的基础上,基于航道地形环境、航道地质环境、海洋动力环境、极端事件对航道安全的影响程度,建立了连云港海底航道安全海洋环境模糊综合评价模型,运用模糊综合评价法对航道安全海洋环境进行了定量评估,依据评价结果,连云港海底航道安全海洋环境定量评价为2.63,等级介于比较安全与一般危险之间,对航道海洋环境立体监测与安全评价体系建设具有实践意义。     

基于四维灾体模型的浙江省气象灾害损失年景评价

应用浙江省气象灾情统计年鉴资料,运用四维灾体评估模型,对浙江省的气象灾害损失进行科学评估。浙江省2003—2017年灾害损失年景评价分析结果显示,2004年和2005年为气象灾害损失明显偏重年景,进入2010年以来,2013年为年景最差年份;台风灾害损失在每年浙江省气象灾害损失年景评价中具有非常重要的作用,重大台风事件易造成气象灾害偏重或明显偏重的损失年景。评估结果表明,四维灾体模型下的气象灾害评估较为科学客观。     

Object-based classification of cloudy coastal areas using medium-resolution optical and SAR images for vulnerability assessment of marine disaster

Efficient and accurate access to coastal land cover information is of great significance for marine disaster prevention and mitigation.Although the popular and common sensors of land resource satellites provide free and valuable images to map the land cover,coastal areas often encounter significant cloud cover,especially in tropical areas,which makes the classification in those areas non-ideal.To solve this problem,we proposed a framework of combining medium-resolution optical images and synthetic aperture radar(SAR)data with the recently popular object-based image analysis(OBIA)method and used the Landsat Operational Land Imager(OLI)and Phased Array type L-band Synthetic Aperture Radar(PALSAR)images acquired in Singapore in 2017 as a case study.We designed experiments to confirm two critical factors of this framework:one is the segmentation scale that determines the average object size,and the other is the classification feature.Accuracy assessments of the land cover indicated that the optimal segmentation scale was between 40 and 80,and the features of the combination of OLI and SAR resulted in higher accuracy than any individual features,especially in areas with cloud cover.Based on the land cover generated by this framework,we assessed the vulnerability of the marine disasters of Singapore in 2008 and 2017 and found that the high-vulnerability areas mainly located in the southeast and increased by 118.97 km2 over the past decade.To clarify the disaster response plan for different geographical environments,we classified risk based on altitude and distance from shore.The newly increased high-vulnerability regions within 4 km offshore and below 30 m above sea level are at high risk;these regions may need to focus on strengthening disaster prevention construction.This study serves as a typical example of using remote sensing techniques for the vulnerability assessment of marine disasters,especially those in cloudy coastal areas.     

海堤安全风险评估技术研究

我国现行规范体系中,关于堤防工程安全标准的确定,主要根据工程级别确定设计重现期,从而选定工程设计参数。文中提出了依据安全风险评估的结果确定海堤安全风险等级方法。首先,通过对海堤灾害进行风险识别和分析,将洪水灾害和海堤结构自身安全失效作为海堤灾害两种主要形式,建立了海堤灾害故障树。然后,将水文动力条件作为随机变量,从频率分布角度定量计算海堤洪水灾害风险程度和结构安全失效风险,提出了海堤安全风险评价方法。最后,依据规范中关于海堤等级和重现期标准的规定,结合海堤洪灾安全风险和结构自身安全风险的评价结果,确定海堤安全风险等级。文中提出的海堤安全评价技术依据海堤风险定量计算结果,从海堤现状条件满足其设计功能目标有效程度,判定海堤安全等级的级别,是一种相对较新且更科学的方法。该海堤安全风险评估技术为海堤管理和建设提供科学支撑。