基于随机森林模型的山区铁路线暴雨洪灾风险评估——以朔黄铁路原平段为例

随机森林决策树分裂易受数据集不平衡性及变异性的影响,导致权重分配和预测结果出现偏差。山区洪灾风险评估影响因素众多、数据差异性大,如何降低数据不平衡性以及变异性的影响,直接关系各因素重要性的科学排序以及评价结果的准确性。该文依据流域灾害系统理论,从致灾因子和孕灾环境选取9个风险指标,构建山区铁路洪灾风险评估数据集,在此基础上,分别采用基于Gini指数和Sigmoid函数两种分裂方式的随机森林模型进行对比分析,之后采用最优模型对朔黄铁路原平段沿线洪灾风险进行预测,并利用实地调研结果对预测结果进行验证。研究发现：地形要素(高程、坡度、坡向)与洪灾风险密切相关,孕灾环境作为产生暴雨洪灾风险的内因,在山区铁路洪灾风险评估中起决定性作用;基于Sigmoid函数分裂方式的随机森林模型在分裂过程中可以降低信息不纯度和数据变异性对结果的影响,精度更优,预测结果与实际吻合度较高,方法适用性较强。研究成果可为山区铁路暴雨洪灾风险评估提供方法参考。     

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。     

亚洲典型区域暴雨洪灾风险评价研究

基于洪灾风险基本原理,从暴雨致灾因子危险性、孕灾环境稳定性、承灾体易损性出发,以亚洲东南沿海区域为示范研究区,综合考虑降水、地形、土地利用、植被、河网密度、人口、经济等主要指标,利用定性及定量综合分析方法,对亚洲洪灾进行风险综合评价研究。首先利用地理信息系统的数据处理功能,对相关指标进行归一化数据处理,得到标准化的多源栅格数据;然后基于层次分析法确定各相关指标影响因子权重,构建洪灾综合风险评估模型,最后利用GIS的地图代数功能,得出亚洲典型地区洪灾综合风险等级评价图。结果表明,暴雨洪灾等级高值区主要分布在中国东南部、中国东北部分地区及沿海一带,紧邻孟加拉的印度东部,孟加拉东部及缅甸的东北部地区;中等、较高风险区域主要分布在日本、韩国以及印度北部及西南大部分地区,菲律宾的吕宋岛地区;而在中国西北部大部分地区为中低风险区。     

GIS在中国粮食单产空间变化研究中的应用

依据１９８５与１９９４年两个年份的分县粮食生产统计数据,运用ＧＩＳ为分析手段,从空间变化特征、变化成因及变化趋势三个方面,着重对１９８４年以来我国粮食单产的空间变化进行了定量研究。结果表明：在过去十年里,我国粮食单产增长占绝对优势,其中北方地区增产强度较大、南方地区下滑现象明显;生产条件的改善对北方粮食单产的增长有重要作用,比较利益的驱使导致南方粮食单产下滑。     

基于GIS的城市社区暴雨内涝灾害风险评估

以2008年9月20日上海市浦东、南汇等地区发生的暴雨内涝灾害为例,选取受灾最为严重的川沙镇临园社区作为研究区,从致灾因子评估、脆弱性评估和暴露分析3方面建立了城市社区暴雨内涝的综合灾害风险评估模型.结合遥感影像、实地调查以及各种基础资料数据与GIS技术,对社区暴雨内涝灾害进行情景分析和灾害风险评估,以年均暴雨内涝损失表示研究区的暴雨内涝风险,该研究为城市社区灾害风险规划与管理提供决策依据.     

沿淮湖泊洼地区域暴雨洪涝风险评估

根据自然灾害风险评估基本原理,从暴雨洪涝致灾因子危险性及承灾体易损性出发,以沿淮湖泊洼地区域为示范研究区,综合考虑降水量、径流量、地形与河网密度、土地利用数据、人口及经济数据等指标,利用GIS的数据处理功能,运用标准化方法对相关指标进行标准化处理,得到标准化的多源栅格数据;基于层次分析法确定各影响指标因子权重,采用ARCGIS9.2的ModelBuilder建模工具建立暴雨洪涝灾害风险评估模型;通过地理信息系统的地图代数功能及综合指数法,得出洪水灾害综合风险等级评价图;并利用2003年沿淮湖泊洼地区域暴雨洪涝淹没面积数据验证暴雨灾害综合风险评估结果;统计分析发现,洪涝淹没区有60.66%位于高风险区,33.29%位于中高风险区,6.05%位于中风险区;结果表明,沿淮湖泊洼地区域暴雨洪涝中高风险及高风险区的准确度达93.95%,洪涝灾害风险评估结果基本符合实际情况,风险评估精度较高。模型的建立及风险区划图的制作,对暴雨洪涝灾害宏观决策具有重要的参考价值。     

洪灾风险评价与区划研究进展

洪灾风险评价是洪灾风险管理的首要步骤。洪灾风险区划是在洪灾风险评价基础上的宏 观分区, 有助于更清晰的把握洪灾风险的空间格局与内在规律。文章首先对洪灾风险相关概念进 行了阐述, 试图达到理清和规范的目的。然后对洪灾风险评价常用方法和洪灾风险区划研究进行 了评述。目前主要的洪灾风险评价方法有地貌学方法、水文水力学模型与系统仿真模拟方法、基 于历史灾情数据的方法、基于水灾史料和古洪水调查的方法、遥感与GIS 方法、基于洪灾形成机 制的系统分析方法等。最后对洪灾风险评价与洪灾风险区划研究进行了小结, 并指出了未来在洪 灾风险评价与区划的数据基础、洪灾风险评价的时空尺度、洪灾风险区划的理论与方法、洪灾风 险评价与区划的技术手段等方面的可能发展前景。     

洪灾风险评价与区划研究进展

洪灾风险评价是洪灾风险管理的首要步骤。洪灾风险区划是在洪灾风险评价基础上的宏 观分区, 有助于更清晰的把握洪灾风险的空间格局与内在规律。文章首先对洪灾风险相关概念进 行了阐述, 试图达到理清和规范的目的。然后对洪灾风险评价常用方法和洪灾风险区划研究进行 了评述。目前主要的洪灾风险评价方法有地貌学方法、水文水力学模型与系统仿真模拟方法、基 于历史灾情数据的方法、基于水灾史料和古洪水调查的方法、遥感与GIS 方法、基于洪灾形成机 制的系统分析方法等。最后对洪灾风险评价与洪灾风险区划研究进行了小结, 并指出了未来在洪 灾风险评价与区划的数据基础、洪灾风险评价的时空尺度、洪灾风险区划的理论与方法、洪灾风 险评价与区划的技术手段等方面的可能发展前景。     

GIS在洪灾风险分析中的应用

本文借鉴前人的研究方法,以闽江流域为研究区,通过GIS的空间分析功能,定量化地分析洪水危险性和洪灾风险程度,探讨洪灾风险分析的方法及GIS在该领域应用的可行性.     

1957—2019年山西省暴雨时空分布特征与暴雨灾害风险评估

利用1957—2019年山西省27个气象站点逐日降水数据,使用小波分析等方法对山西省暴雨时空分布特征进行分析,并基于自然灾害理论使用决策分析法（AHP）进行暴雨灾害风险评估。结果表明：（1）从时间尺度上看,山西省暴雨发生时间呈现周期性和季节性;暴雨年际变化存在4 a、9 a、14～15 a和27～28 a 4个时间尺度震荡,且震荡周期在缩短,暴雨发生的频次呈增加趋势;暴雨季节分配不均匀,多集中在夏季且形成暴雨灾害的几率较大,每年6—8月期间累积暴雨日数占全年比重高达85.23%,其中7月占比最大,达到45.18%。（2）从空间尺度上看,暴雨多发生在山西省中南部和海拔较高的山区,整体呈现出由东南向西北递减的规律,地区差异明显;以恒山为界,以南区域强降水发生的概率以及暴雨量普遍要高于北部区域,其中垣曲、五台山、阳城年平均暴雨量在65 mm以上,累积暴雨日数超过60 d。（3）通过对山西省暴雨灾害风险进行评估,发现山西省暴雨灾害综合风险等级空间上呈现出由南向北逐渐递减的趋势,运城盆地东北部属于高风险区,而山西省东北、西北地区则属于低风险区,其余大部分地区属于中风险区和次高风险区。     

洪涝灾害风险监测预警评估综述

随着全球气候变暖,洪涝灾害愈加频繁,灾害风险监测预警评估作为防灾减灾的重要基础成为当前灾害学研究的核心内容之一。本文在总结国内外灾害研究和应用的基础上,阐述了洪涝灾害风险监测预警评估的概念、 内容、评估的基本思路和监测预警的技术方法。本文提出：①应结合中国实际,加强洪涝灾害的基础研究,深入机理层面探索洪涝灾害的孕育、发生机制,以及减少洪涝危险性和承灾体脆弱性分析的不确定性。②以研究技术手段的进步促进洪涝灾害风险监测预警评估的发展,改进传感器性能,提高监测精度;综合多源遥感和各种基础数据;进一步发展“3S”集成技术。     

基于OWA-GIS的巢湖流域洪涝灾害风险评价

随着全球气候变化和城市化进程加快,洪涝灾害的灾情日益严重。在流域风险识别的基础上,从致灾因子、孕灾环境、承灾体和防灾减灾能力4个方面选取评价指标,建立评价指标体系。运用层次分析法确定指标的准则权重,基于有序加权平均法（OWA）计算指标的次序权重;构建OWA-GIS洪涝灾害风险评价模型,对巢湖流域洪涝灾害风险进行评价。研究表明：巢湖流域的东南部洪涝灾害风险较大,特别是庐江、无为、居巢区、和县等地。低风险区主要分布在巢湖流域的西南部、西北部和北部,舒城、肥西、肥东县风险低。随着决策系数的增大,决策者的态度由乐观到悲观,得到的风险值也越来越大。基于OWA-GIS的洪涝灾害风险评价是一种情景分析,评价不同决策态度下的风险状况,可拟定更多的复合情景,预测未来某种自然及经济条件下和不同决策态度下的风险,为区域制定规划和灾害风险管理提供科学依据。     

基于小尺度的城市暴雨内涝灾害情景模拟与风险评估

自然灾害情景模拟与风险评估是灾害研究的核心内容和热点问题之一,但城市自然灾害风险评估至今却缺乏统一的程序与范式。本文选择了城市频发的暴雨内涝灾害为研究对象,结合上海市静安区实证研究,提出了一套基于小尺度的城市暴雨内涝灾害风险评估的思路与方法。基于灾害风险的基本理念,从致灾因子分析、脆弱性分析和暴露分析三方面入手,探讨不同情景下的小尺度城市暴雨内涝灾害情景模拟与风险表达方式;提出了小尺度城市暴雨内涝灾害风险评估宜采用情景模拟和综合分析方法,充分考虑城市的内部地形特征、降水、径流和排水等因素,创建一个基于GIS栅格的城市内涝模型,并基于多种重现期灾害情景,更客观地模拟内涝积水深度和淹没面积;采用多次实地调查获得的内涝损失数据,拟合出居民房屋和室内财产的灾损曲线;利用灾损曲线评估脆弱性、暴露要素和损失,建立超越概率-损失曲线,创建了基于GIS栅格城市暴雨内涝灾害的风险评估模型与范式,为制订城市暴雨内涝灾害风险管理和规划奠定了基础。这亦为进一步开展小尺度城市自然灾害情景模拟和风险评估研究提供了一种新探索。     

渭河下游河流沿线区域洪水灾害风险评价

区域洪水灾害风险评价是洪灾评估和管理的重要内容。依据灾害系统理论,利用G IS方法,综合分析了渭河下游对洪水灾害有影响的降水、地形、水系、过境洪水和防洪工程等自然致灾力和孕灾环境的影响度,以及承灾体遭受不同强度洪水可能损失程度的易损性影响度,运用层次分析法和因子叠加法,从自然和社会属性两个方面对洪灾风险进行了综合评价和分析。结果表明:研究区洪水灾害风险整体上以渭河下游干流为中心逐渐向两边递减,即离主干河流越近,风险越高,反之越低;从行政区划上来看,西安市城区和临潼区基本处于高风险区,而华县、华阴市和潼关县基本处于低风险区。     

基于GIS的洪灾损失评估技术及其应用

该文分析洪灾损失评估方法,论述通过数据输入、数据处理、空间分析和数据输出建立洪灾损失评估的地理信息系统途径,河道及行洪区洪水仿真模拟的计算方法,提出洪灾损失评估的直接经济损失计算法和研究成果法,并以北江大堤为实例,验证该文提出的洪灾损失评估方法。