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基于多维矩阵的台风灾害链综合风险评估模型及其信息图谱表达

叶金玉  
【摘要】:台风灾害是中国东南沿海的主要自然灾害之一,其复杂的致灾机理及众多的灾害链模式给风险评估造成很大困难。针对目前的台风灾害风险评估在评估模型和结果表达方面存在的问题,本文提出一套基于多维矩阵方法的台风灾害链综合风险评估模型和自然灾害风险信息图谱表达方法,开展一系列方法和实证研究。主要研究内容及结论如下:(1)台风灾害链综合风险评估理论研究。对台风灾害链风险评估中涉及的基本概念进行厘定,归纳并总结目前已有的自然灾害风险评估模式、评估流程和方法;进而构建台风灾害链综合风险系统,创建台风灾害链综合风险评估的理论框架,提出基于多维矩阵的台风灾害链风险评估方法。(2)从大、中、小三级尺度开展基于GIS和多维矩阵的台风灾害链综合风险评估模型的方法与实证研究。在大尺度方面,以福建省为研究区,根据台风的移动路径、孕灾环境和承灾体特征,分析福建省台风灾害链的成灾机制及其影响特征,结合前人的研究成果,构建福建省台风灾害链模式;根据台风的移动路径进行情景设定,从致灾因子、孕灾环境和承灾体这三方面进行台风灾害链的风险分析;将基于指标体系的风险评估方法和基于多维矩阵的灾害链风险评估模型有机结合,开展大尺度台风灾害链的综合风险评估。在中尺度方面,以厦门市为研究区,在分析其台风灾害致灾因子、孕灾环境和承灾体特征的基础上,开展基于人口和土地利用类型的中尺度台风-暴雨灾害链的综合风险评估研究;在小尺度方面,以厦门市茂林溪流域为研究区,在分析历史台风暴雨、孕灾环境及山洪灾害特征的基础上进行情景模拟,获得各情景下的山洪淹没水深与淹没范围;根据灾害链系统特征及研究区特点,确定承灾体脆弱性及损失评估方法,在此基础上开展小尺度台风-暴雨-山洪灾害链综合风险评估。这三级尺度的方法与实证研究表明,基于多维矩阵的灾害链风险评估方法不仅能实现台风灾害链的综合风险评估,还能实现单项致灾因子及单类别承灾体的风险评估,使风险评估结果的表达具有灵活性及多样化特点,可为不同机构或部门提供相应的灾害风险信息,进而为个性化减灾预案的定制提供针对性强的决策支持。(3)台风灾害链综合风险信息图谱表达研究。针对现有风险评估结果常规表达方式存在的问题,基于地学信息图谱理论,建立了自然灾害风险信息图谱的理论框架。以大尺度台风灾害链综合风险评估结果为例,从征兆图谱、诊断图谱和实施图谱这三方面对福建省台风灾害链综合风险信息图谱类型进行概括与提炼;进而引入思维导图和多视图功能以探讨台风灾害链综合风险信息图谱的多维动态可视化表达方法。结果表明:思维导图方法能清晰地展现台风灾害链综合风险指标的层次结构,从而有利于用户挖掘、分析及重构各种风险信息及其之间的逻辑关系;而采用多视图的可视化方式,则可增强自然灾害综合风险信息图谱知识地图的多维、动态、互操作等的效果,从而更为高效地对风险格局的空间规律进行解析。


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