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    復雜臺風氣象環境下洪澇災害風險綜合評估方法及預警信息平臺技術

    技術編號:27538246 閱讀:29 留言:0更新日期:2021-03-03 11:28
    本發明專利技術涉及復雜臺風氣象環境下洪澇災害風險綜合評估方法及預警信息平臺,其特征在于:包括臺風暴雨

    【技術實現步驟摘要】
    復雜臺風氣象環境下洪澇災害風險綜合評估方法及預警信息平臺


    [0001]本專利技術屬于臺風災害風險評估
    ,尤其涉及復雜臺風氣象環境下洪澇災害風險綜合評估方法及預警信息平臺。

    技術介紹

    [0002]臺風是產生于熱帶洋面上的一種強烈的熱帶氣旋,我國作為世界上受臺風災害影響最嚴重的國家之一,歷年來我國東南部沿海地區都會因為臺風災害造成重大的傷亡和經濟損失;臺風登陸后會給沿海地區帶來臺風暴雨、大風以及風暴潮等災害性天氣,而且當臺風深入到內陸或者是重新入海后,都會進一步造成損害。現有臺風洪澇災害風險評估方法通常對臺風的風速、風力進行分析,以達到預警的效果,但濱海城市部分區域存在地形地貌復雜、小流域多以及山塘水庫多的要素情境,會導致這些區域面對臺風更易出現洪澇災害,現有方法無法按照不同要素情境對應進行臺風災害評估。因此,研發能對不同要素情境地區臺風洪澇災害防御提供有力幫助的復雜臺風氣象環境下洪澇災害風險綜合評估方法及預警信息平臺成為了急需解決的技術問題。

    技術實現思路

    [0003]本專利技術為解決上述問題,提供了復雜臺風氣象環境下洪澇災害風險綜合評估方法及預警信息平臺。
    [0004]本專利技術的技術方案,復雜臺風氣象環境下洪澇災害風險綜合評估方法及預警信息平臺,包括臺風暴雨-洪澇災害風險分析、臺風暴雨-洪澇災害風險評價以及預警信息平臺;所述臺風暴雨-洪澇災害風險分析通過得出災害危險性狀況,構建承災體脆弱性程度曲線,確定未來承災物體產生的最大損失值以及在未來不同時間段發生的概率,包括臺風暴雨-洪澇危險性分析、洪澇承災體脆弱性分析、災害損失概率分布以及災害風險情景表征;所述臺風暴雨-洪澇災害風險評價通過風險分析的結果制作災害風險時間分布表以及得出災害影響面積和受災損失評價,包括災害風險分級、災害風險圖集編制以及災害風險情景界定;所述預警信息平臺展示臺風暴雨-洪澇災害風險分析與評估的結果。
    [0005]采用上述方法后,通過臺風暴雨-洪澇災害風險分析與臺風暴雨-洪澇災害風險評價,根據研究區域的自然災害風險因子,包括災害危險性分析、承災體脆弱性分析和災害損失分析,以不同要素情境為對象進行分析,得到災害成因分析成果,同時結合歷史受災詳情,評估得到可能受災損失與應災方法;通過以自然災害風險因子為對象進行分析評估,能針對不同地形地貌區域的臺風災害防御工作提供理論指導和科學依據,并通過預警信息平臺展示。
    [0006]作為本專利技術的進一步改進,所述所述臺風暴雨-洪澇危險性分析包括從歷史災害發生的強度信息記錄獲取數據源以及從“點”和“面”兩個尺度系統分析災害危險性,估計出未來固定時段內發生的災害強度狀況;所述“點”和“面”兩個尺度系統包括“點”域災害危險
    性分析與“面”域災害危險性分析;所述“點”域災害危險性分析針對單個監測點,基于臺風暴雨災害危險性表征為典型重現期條件下過程降雨量值,采用水文學中的“水文頻率分析”思想建立監測站點年最大臺風過程暴雨量一般為日降雨量時間序列,采用Person-III型概率模型計算不同頻率下的監測點臺風暴雨強度值降雨量數值,分析降雨量頻率和強度之間的聯系和典型重現期條件下過程,獲取暴雨危險性分布圖,結合“點”域洪澇災害危險性表征為典型重現期條件下地表淹沒水深徑流深度,臺風暴雨到地表水深的轉換考慮蒸發和下滲因素、下墊面類型植被類型以及地形因素,分別以徑流系數、地表透水面積和坡度加以量化,構建研究區域地表徑流經驗函數,并運用SPSS進行回歸分析和擬合,獲取研究區域徑流系數分布情況;所述“面”域災害危險性分析包括“面”狀尺度指針對臺風暴雨和洪澇危險性進行空間展布以及基本思路地學統計分析和空間柵格運算,通過對臺風暴雨危險性空間展布方法為運用空間插值模塊中的反距離加權和克里格法相結合,獲得典型重現期條件下臺風暴雨過程雨量的空間分布狀況;通過洪澇淹沒水深空間展布基本方法為運用空間柵格運算模塊,分別獲取臺風暴雨日降雨分布、地表透水面積百分比分布和研究區域地形坡度分布柵格圖,參考研究區域土地利用規劃圖,按照研究區域土地利用類型分布圖進行加權賦值,進行空間運算,獲得典型重現期條件下臺風暴雨一洪澇災害危險性分布狀況。
    [0007]采用上述方法后,通過臺風暴雨-洪澇危險性分析,從“點”和“面”兩個尺度系統分析災害危險性,既可以通過“面”域災害危險性分析進行臺風災害防御工作指導,找出洪澇災害危險性高的區域,加強區域整體抗臺防災能力,又可以通過“點”域災害危險性分析找出危險性高的監測點的主要成災原因,進行重點防災能力加強。
    [0008]作為本專利技術的進一步改進,所述洪澇承災體脆弱性分析包括以下步驟,獲取歷史災害發生造成的人員傷亡、經濟損失信息記錄作為基本數據并整合;通過考慮洪澇承災體的類型、可分辨程度以及資料的可獲取性,將洪澇承災體類型依土地利用類型主要分為四類,農業用地、園林用地、林地用地和未利用地;通過頻數頻率一災損程度災損率同危險性分析方法進行承災體洪澇災損率確定,通過相關性分析和回歸分析進行災損率一災害強度關系分析,基于損失等級統計頻數、頻率和累積頻率對于承災體的脆弱程度的表達則需要對災害強度和對應承災體的受損程度對歷史災害造成的承災體損失狀況進行相關分析,并在相關性顯著情況下進行回歸分析,擬合出單一承災體在不同災害強度下的災損程度函數;所述洪澇承災體脆弱性分析還包括承災體脆弱性分布情況分析,通過洪水承災體按照土地利用類型進行分類,矢量化獲取研究區域土地利用類型圖,分類提取不同類型土地空間分布圖,基于柵格相乘運算提取不同土地類型洪水淹沒深度圖,基于歷史災害統計數據計算不同土地類型的災損率一洪水淹沒深度曲線函數,基于空間柵格函數運算計算不同土地類型的災損率,基于柵格相加運算得到不同土地類型災損率空間分布圖提取不同災損率柵格單元數,計算災損率分布面積,通過將災損率進行適當分級,基于柵格重分類獲取承災體災損率等級脆弱性空間分布圖。
    [0009]采用上述方法后,通過分析不同土地類型的承災體,結合歷史災損程度,建立數學模型曲線,得到承災體災損率等級脆弱性空間分布圖;通過這一方法建立承災體災損率等級脆弱性空間分布圖,面對臺風災害能提前對易受災損區域進行保護,減少即將受到的損失。
    [0010]作為本專利技術的進一步改進,所述災害損失概率分布通過計算災害風險為一定區域
    未來一定時間段內某種強度災害發生可能帶來的損失以及這種情況發生的概率;基于數學概率統計基本原理,獲得事件的頻率和概率函數關系,概率數學模型中概率和年超越概率(Annual Exceedance Probability,AEP)的函數關系式為:P=1-(1-AEP)tAEP=F=1/Ri其中,P為概率,AEP為年超越概率,為頻率,F為周期,Ri為時間段,在精度要求不高的情況下,年超越概率在數值上等于頻率,等于回歸周期的倒數,災害損失概率由災害強度頻率推算求得。
    [0011]采用上述方法后,在確定易受災損區域的基礎上,通過計算災害損失發生的概率,依據計算結果調整保護方案,更科學地避免洪澇災害帶來的損失。
    [0012]作為本專利技術的進一步改進本文檔來自技高網
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    【技術保護點】

    【技術特征摘要】
    1.復雜臺風氣象環境下洪澇災害風險綜合評估方法及預警信息平臺,其特征在于:包括臺風暴雨-洪澇災害風險分析、臺風暴雨-洪澇災害風險評價以及預警信息平臺;所述臺風暴雨-洪澇災害風險分析通過得出災害危險性狀況,構建承災體脆弱性程度曲線,確定未來承災物體產生的最大損失值以及在未來不同時間段發生的概率,包括臺風暴雨-洪澇危險性分析、洪澇承災體脆弱性分析、災害損失概率分布以及災害風險情景表征;所述臺風暴雨-洪澇災害風險評價通過風險分析的結果制作災害風險時間分布表以及得出災害影響面積和受災損失評價,包括災害風險分級、災害風險圖集編制以及災害風險情景界定;所述預警信息平臺將臺風暴雨-洪澇災害風險分析與評估的結果進行展示。2.根據權利要求1所述復雜臺風氣象環境下洪澇災害風險綜合評估方法及預警信息平臺,其特征在于:所述所述臺風暴雨-洪澇危險性分析包括從歷史災害發生的強度信息記錄獲取數據源以及從“點”和“面”兩個尺度系統分析災害危險性,估計出未來固定時段內發生的災害強度狀況;所述“點”和“面”兩個尺度系統包括“點”域災害危險性分析與“面”域災害危險性分析;所述“點”域災害危險性分析針對單個監測點,基于臺風暴雨災害危險性表征為典型重現期條件下過程降雨量值,采用水文學中的“水文頻率分析”思想建立監測站點年最大臺風過程暴雨量一般為日降雨量時間序列,采用Person-III型概率模型計算不同頻率下的監測點臺風暴雨強度值降雨量數值,分析降雨量頻率和強度之間的聯系和典型重現期條件下過程,獲取暴雨危險性分布圖,結合“點”域洪澇災害危險性表征為典型重現期條件下地表淹沒水深徑流深度,臺風暴雨到地表水深的轉換考慮蒸發和下滲因素、下墊面類型植被類型以及地形因素,分別以徑流系數、地表透水面積和坡度加以量化,構建研究區域地表徑流經驗函數,并運用SPSS進行回歸分析和擬合,獲取研究區域徑流系數分布情況;所述“面”域災害危險性分析包括“面”狀尺度指針對臺風暴雨和洪澇危險性進行空間展布以及基本思路地學統計分析和空間柵格運算,通過對臺風暴雨危險性空間展布方法為運用空間插值模塊中的反距離加權和克里格法相結合,獲得典型重現期條件下臺風暴雨過程雨量的空間分布狀況;通過洪澇淹沒水深空間展布基本方法為運用空間柵格運算模塊,分別獲取臺風暴雨日降雨分布、地表透水面積百分比分布和研究區域地形坡度分布柵格圖,參考研究區域土地利用規劃圖,按照研究區域土地利用類型分布圖進行加權賦值,進行空間運算,獲得典型重現期條件下臺風暴雨一洪澇災害危險性分布狀況。3.根據權利要求1所述復雜臺風氣象環境下洪澇災害風險綜合評估方法及預警信息平臺,其特征在于:所述洪澇承災體脆弱性分析包括以下步驟,獲取歷史災害發生造成的人員傷亡、經濟損失信息記錄作為基本數據并整合;通過考慮洪澇承災體的類型、可分辨程度以及資料的可獲取性,將洪澇承災體類型依土地利用類型主要分為四類,農業用地、園林用地、林地用地和未利用地;通過頻數頻率一災損程度災損率同危險性分析方法進行承災體洪澇災損率確定,通過相關性分析和回歸分析進行災損率一災害強度關系分析,基于損失等級統計頻數、頻率和累積頻率對于承災體的脆弱程度的表達則需要對災害強度和對應承災體的受損程度對歷史災害造成的承災體損失狀況進行相關分析,并在相關性顯著情況下進行回歸分析,擬合出單一承災體在不同災害強度下的災損程度函數;所述洪澇承災體脆弱性分析還包括承災體脆弱性分布情況分析,通過洪水承災體按照土地利用類型進行分類,矢量化獲取研究區域土地利用類型圖,分類提取不同類型土地空間分布圖,基于柵格相乘運算提取不同土地類型洪水淹沒深度圖,基于歷史災害統計數據計算不同土地類型的災
    損率一洪水淹沒深度曲線函數,基于空間柵格函數運算計算不同土地類型的災損率,基于柵格相加運算得到不同土地類型災損率空間分布圖提取不同災損率柵格單元數,計算災損率分布面積,通過將災損率進行適當分級,基于柵格重分類獲取承災體災損率等級脆弱性空間分布圖。4.根據權利要求1所述復雜臺風氣象環境下洪澇災害風險綜合評估方法及預警信息平臺,其特征在于:所述災害損失概率分布通過計算災害風險為一定區域未來一定時間段內某種強度災害發生可能帶來的損失以及這種情況發生的概率;基于數學概率統計基本原理,獲得事件的頻率和概率函數關系,概率數學模型中概率和年超越概率(Annual Exceedance Probability,AEP)的函數關系式為:P=1-(1-AEP)tAEP=F=1/Ri其中,P為概率,AEP為年超越概率,為頻率,F為周期,Ri為時間段,在精度要求不高的情況下,年超越概率在數值上等于頻率,等于回歸周期的倒數,災害損失概率由災害強度頻率推算求得。5.根據權利要求1所述復雜臺風氣象環境下洪澇災害風險綜合評估方法及預警信息平臺,其特征在于:所述災害風險情景表征考慮時間條件的災害情景風險包括以下三種情況,(1)相同重現期的災害損失在同一時間...

    【專利技術屬性】
    技術研發人員:白楊胡坤霖陳杰徐剛朱安峰章豪蘇宗奎范全龍張軼徐海燕肖延菊謝建
    申請(專利權)人:中南大學浙江安防職業技術學院浙江城安大數據有限公司
    類型:發明
    國別省市:

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