基于机器学习方法的上海市暴雨内涝灾情预测模型研究

本文基于区域灾害系统理论,综合考虑致灾因子、暴露度和脆弱性,提出了一套暴雨内涝灾情预测指标体系;在此基础上利用上海市应急联动中心110接报暴雨内涝灾情数据,构建了暴雨内涝灾情预测BP模型(Back Propagation Model)和XGBoost模型(Extreme Gradient Boosting Model),并对比分析了预测模型效果,实现对上海市暴雨过程内涝灾情数量预测;最后对内涝灾情影响等级进行阈值划分,以期为暴雨内涝影响预报与风险预警业务、服务及灾害管理提供技术支撑。结果表明:1)综合考虑致灾因子、暴露度、脆弱性指标且不经主成分分析降维的指标组合作为暴雨内涝灾情预测指标体系时,BP模型和XGBoost模型的预测精度最优;2)全量样本XGBoost模型总体表现最优,暴雨内涝灾情的右偏分布和内涝灾情的异常高值均对XGBoost模型预测误差有不同程度的贡献;3)综合评价法在历史灾情百分位法和模拟灾情百分位法基础上,结合多年业务实践经验和用户对于110灾情的处置承受力对暴雨内涝灾情进行阈值划分,在实际应用中具有一定参考意义。     

我国的主要气象灾害及其经济损失

自然灾害一直伴随着人类社会的生产、生活与发展,气象灾害尤甚,它们给人类社会造成的经济损失十分巨大。根据中国气象局资料统计,在各类自然灾害中,气象灾害大约占到70%以上。我国每年重大气象灾害影响的人口大约达4亿人次,所造成的经济损失大约占到国民生产总值的1%~3%。近半个世纪以来,发生在我国的重大气象灾害,受灾人口常高达数亿人次,造成的直接经济损失高达数千亿元。为此,对包括热带气旋、干旱、洪涝、低温冷冻和雪灾等我国的主要气象灾害及其经济损失的总体概况,进行了总结和归纳,可作为了解和认识我国气象灾害及其经济与社会影响的参考依据。     

中国东部地区暴雨的概率特征——基于泊松分布的统计模拟

借助于Poisson分布研究了中国东部地区暴雨发生的概率特征，并提出了进一步统计模拟的思路。模拟结果表明，我国大范围地区测站夏季暴雨日数的概率基本上都符合Poisson模型，而以往的研究一般仅作了某些测站的验证，而并未从大范围地区测站的概率分布来考察。     

云娜台风灾害特点与浙江省台风灾害初步研究

从云娜台风造成的灾害入手，系统地分析了浙江台风灾害发生的基本特点和规律，主要结论为台风灾害主要表现为罕见的强降水、创纪录的风力、部分地区的洪涝和多发的次生灾害。影响浙江的台风（或热带低压）的时间在5—11月，主要在7—9月，其影响可分为直接影响和间接影响两类。直接影响主要表现为台风暴雨引起洪涝灾害、地质灾害，强风造成房屋倒塌，有时遇到“三碰头”导致严重风暴潮灾害；间接影响主要是在浙江地区产生强降水，进而引发洪涝灾害，诱发地质灾害，沿海地区常会因为东风波或东风系统中的云团“登陆”而产生强降水，并引发洪涝和地质灾害。     

"雪尘暴"灾情形成的多因素灰色关联分析--以2001年初锡林郭勒草原牧区特大"雪尘暴"为例

以2000年12月31日至2001年1月1日发生在内蒙古锡林郭勒草原上的“雪尘暴“为例,应用灰色系统理论的关联分析方法,以“雪尘暴“持续时间、能见度、积雪深度、退化草场比例、NDVI距平、冷季超载比例、畜棚圈面积等14个因子作为比较数列,对“雪尘暴“灾情形成进行了多因素关联分析.研究结果客观、定量地揭示了“雪尘暴“灾情形成与各因素间的相互关系,认为“雪尘暴“灾情的发生是偶然中的必然,其形成是自然因素和人类活动共同作用的结果,其中,人类活动对“雪尘暴“强度的加大起到了促进的作用.     

泥沙灾害链及其在灾害过程规律研究中的应用

泥沙灾害是地球表层的主要灾害之一.泥沙灾害具有链锁式反应机制,在一定条件下构成泥沙灾害链.阐述了泥沙灾害链的概念、特点及类型,并以黄河与长江流域的泥沙灾害为例,对其链式特征进行了深入分析.研究表明,泥沙灾害链是泥沙灾害过程的主要表现形式之一,反映了泥沙灾害中隐含的渐发特征和强次生灾害特征,泥沙灾害链是研究泥沙灾害过程规律和特征的重要基础.     

1950～1997年我国洪涝灾害成灾面积的分形特征研究

运用分形理论对1950～1997年我国洪涝灾害农田成灾面积序列进行了研究。分析结果表明，洪涝灾害系统的变化具有分形特征，农田成灾面积时间序列的平均可预测时间尺度为8～9年；同时运用R／S分析方法对1950～1997年中各时段农田成灾面积的变化趋势进行了测算，测算结果与实际农田成灾面积的变化趋势十分吻合，表明上述方法是进行洪涝灾害系统分形研究的有效途径。     

二要素多部门CGE模型的灾害经济研究

根据一般均衡分析的思想,构建了一个二要素多部门的可计算一般均衡模型,用以分析和计算自然灾害的发生对经济系统的影响,研究结果表明,灾害的三种不同直接经济损失对经济系统的间接影响是不同的,一次具体的自然灾害的经济影响是三种损失后果的综合。     

莱州湾南岸平原古河道及其与海（咸）水入侵关系研究

海（咸）水入侵作为莱州湾南岸平原的一种新的环境灾害,其发生、发展与该区广泛分布的古河道密切相关。本文研究了古河道的分布规律、沉积特征及分期,并重点探讨了其与海（咸）水入侵的密切关系。古河道是该区海（咸）水入侵的主要通道,古河道中海（咸）水入侵速度快、方式多、周期性变化明显,是灾情是严重、入侵变化最复杂的地貌单元;古河道又是防治海（咸）水入侵的天然工程,古河道砂层径流条件好,只要采取措施提高其地下淡     

藏北高原土壤温度异常变化及其与雪灾关系初析

通过对ＧＡＭＥ－Ｔｉｂｅｔ野外工作期间所得藏北高原一个年周期的土壤温度资料的初步分析,发现藏北高原１９９７￣１９９８年冬半年土壤日温差的分布存在明显的异常现象;指出了这种异常现象的发生可能与藏北高原１９９７年冬天的特大雪灾有关。从浅层土壤日温差的异常变化,定性地说明了藏北高原１９９７￣１９９８年冬半年不同地点雪灾的严重程度,但由于受资料的限制,目前尚无法进行定量的评估。