基于熵权法和TOPSIS模型的城市韧性评估——以长春市为例

随着城市外部环境的不断变化,城市面临的不确定性扰动也在不断增加,为了实现城市可持续发展,提高城市韧性已成为全球共识。因此,该文从社会、生态、基础设施和经济韧性四个层面建立城市韧性评价体系,基于熵权法确定权重,利用TOPSIS模型对长春市2016—2020年的城市韧性进行评价,结果表明：(1)长春市城市韧性水平在2016—2020年间随时间呈增长趋势;(2)长春市城市韧性水平在空间上存在差异,具体表现为“南高北低”;(3)在不同时期,不同层面的韧性对城市韧性的影响不同。最后,基于上述所选取的四个层面提出提高城市韧性的策略,为长春市城市韧性建设提供依据。     

台风灾害社区韧性感知评估研究

居民感知是检验韧性社区建设的主观但直接的工具。文中在界定台风灾害社区韧性感知内涵的基础上,分析了台风灾害社区韧性感知的路径;进一步从社区韧性“能力—过程—目标”三维度内涵构建台风灾害社区韧性感知评估理论框架。该理论框架包含设施稳定感知、响应效率感知、居民参与感知、灾害程度感知、物质建设感知和组织建设感知6个维度,能全面反映台风灾害下居民对社区韧性的感知。然后,采用专家赋权法确定所识别的28个评价指标的权重,形成台风灾害社区韧性感知评价指标体系。最后,选取浙江温岭3个社区作为研究案例进行了实证研究,并基于感知的评价结果,对台风灾害社区韧性的提升提出针对性的建议。     

京津冀城市群防灾韧性时空格局和空间收敛性研究

为探究京津冀城市群防灾韧性的时空演化，基于2010—2020年京津冀城市群13个城市的防灾韧性评估结果，应用Kernel密度估计方法、空间自相关模型、收敛检验法以及Dagum基尼系数法，对不同时期京津冀城市群防灾韧性水平时空动态演进分布格局及地区差异进行分析。结果显示：2010—2020年京津冀城市群防灾韧性水平总体呈现上升趋势；但在发展过程中，各地区间的防灾韧性水平差距也逐渐增大，河北省的防灾韧性水平较低且增长较缓慢，与北京市和天津市有较大差距；区域整体呈现出非均衡发展特征，不存在显著的集聚与收敛特征，未来还需不断加强区域的协调发展。     

江苏省近30年冰雹灾害的时空变化规律

利用江苏省70个气象台站1980-2009年间的冰雹观测资料,分析了江苏省冰雹灾害发生的时空变化特征,并结合Mann-Kendall方法探讨了气候变暖对江苏省冰雹发生趋势的影响。研究表明:(1)江苏省上世纪80年代为降雹多发期,90年代明显减少,本世纪初以来又有明显回升趋势;(2)江苏省一年中降雹多发季为春、夏两季,降雹日约占全年总降雹日数的94.7%;(3)全省降雹空间分布的总体特征是:东部沿海多,西部内陆少;中北部多,南部少;(4)这30 a中发生在江苏省的降雹路径主要有四条;(5)与江苏省冰雹灾情年际不稳定度成正相关的雹日空间变异系数自东北向西南递增;(6)导致这30 a江苏省冰雹时空变化格局的主要成因是全球气候变暖、大气环流背景、局地中小尺度大气动力场、地形起伏和下垫面热力属性等。     

基于VIKOR方法的广东省城市洪涝灾害韧性评估

在全球变暖和城市化的共同影响下，城市洪涝灾害频发，韧性评估是城市灾害风险管理的关键环节。在综合考虑经济、社会、环境、管理四个维度的基础上，选取15个城市洪涝灾害韧性评估指标，采用熵权法和VIKOR方法构建评估模型，对广东省21个地级市的洪涝灾害韧性进行评估。结果表明：广东省洪涝灾害韧性等级分布主要从珠江口两岸城市向四周降低，韧性等级最高的为深圳市，韧性等级最低的为清远市；灾害韧性指数在空间分布上存在显著集聚，其中高-高聚类的城市分布在珠三角地区，而低-低聚类的城市分布在粤北地区；从灾害韧性在灾前、灾中和灾后的变化情况来看，深圳市、清远市、韶关市和揭阳市的变化幅度最小。根据城市灾害韧性敏感性分析提出优化建议，研究结果可以推动城市韧性水平建设。     

应对空气颗粒物污染的高密度城区健康脆弱性评价——以天津市为例

选取天津高密度中心城区为研究对象,运用Modis遥感影像的气溶胶反演,构建空气污染“暴露度-敏感性-适应性”的评价框架,解析承污脆弱性空间分布特征及成因规律。结果表明：暴露度分布整体呈现由中心到外围“圈层递减”的空间格局,高暴露度集中主要分布在“市内六区”;敏感性主要集中在南开、河西、和平三个区域,时空分布格局整体呈现“中心聚集,四区分散”的分布特征。适应性整体呈现“中间高,四周低”的空间分布特征,高值及较高值区分布较为集聚,主要集中在和平、南开、河西、河东等核心区域;低值区分布在北辰、东丽、津南、西青等中心城区外围区域。研究区的承污脆弱性具有空间分异现象,表现出从中心到外围“低-中-低”的分布特征;暴露度等级、敏感性、适应性分别与人口密度及城市路网密度、老年人口及女性人口密度、医疗服务及社会教育经济资源拥有度有关。采用层次聚类分析方法划分不同脆弱情景,针对性提出调整土地结构、确定生态安全距离、控制开发强度、优化绿化系统、调配公共配置、增设应急场所等韧性策略,旨在为空气污染韧性规划与决策提供依据与思路。     

韧性城市视角下地铁系统安全运营评价指标体系

为降低地铁系统安全运营风险,从韧性城市的视角提出了一种针对城市地铁系统安全运营的评价指标体系。该指标体系在解析既有地铁系统评价指标体系基础之上,从地铁系统物理构成要素的五个基本维度出发,沿时间切入韧性的四个基本特征,建立了针对地铁系统韧性这一目标的评价方法,并概述为地铁系统韧性评价的541指标体系(即五个维度、四个特征、一个目标)。运用层次分析法对该体系内各级指标的权重进行计算和比较,结合可拓物元理论构建地铁系统韧性评价模型,并以某市地铁系统为例,利用专家打分法得到的分值进行模型的运用。这一指标体系不仅可有效识别整个地铁系统关键物理要素,并将其与韧性的不同特征建立联系,是韧性城市理论在地铁系统领域的重要拓展,对于指导地铁系统的安全运营具有很好的参考价值和借鉴意义。     

“一带一路”地区百余年地震时空演变特征

本研究基于“一带一路”地区1900-2018年间≥5级地震事件空间数据,采用小波周期与热区识别方法,分析了该地区地震灾害的空间分布格局与时间周期性特征,并识别了地震灾害空间热区及其演变特征。研究表明:(1)1900-2018年,“一带一路”地区地震发生频次表现出波动性上升的“三段式”分布,主要发生在亚欧大陆-喜马拉雅山周围的亚欧板块与印度洋板块的交界处以及俄罗斯东部沿海、印度尼西亚东南部的环太平洋地区;(2)地震频发地区和震级较强地区均具有多时间尺度的周期变化特征,及一定的空间聚集性,并逐渐演变成高发热区和高强热区;(3)中国和印度尼西亚发生频率远高于其他国家,而缅甸、孟加拉、马尔代夫等国发生频次较低,但其震级强度相对较大。研究结果提示我们未来针对“一带一路”地区基础设施的投资应适当规避地震频发地区及未来潜在的高强热区,同时加强国际间减灾防灾合作,从而更好的降低或预防“一带一路”地区基础设施建设的地震灾害风险。     

基于绿色与安全理念的城市韧性评价研究——以呼和浩特市街道为例

以呼和浩特市街道为例，采用熵权与GIS相结合的方法，构建城市绿色与安全韧性评价指标体系，并对33个街道进行韧性评价，其中2/3的街道韧性水平值低于平均值，并存在较大的差异性。在空间上韧性水平较低的街道在研究区西南集聚，高韧性街道从中心往外大致呈“高-低-高”分布格局，研究结果与城市用地扩建方向与时间、功能布局等实际情况比较吻合。最终从街道、市辖区和市级角度提出韧性提升对策建议，对绿色安全城市建设和防灾规划从“多城一策”向“一城一策”转变有重要的参考价值。     

基于Moran' I指数的全国空气质量时空格局分析

本文选取全国31个具有代表性的各省省会城市及直辖市数据,以点代面在大尺度进行空气质量研究。首先对2013—2015年空气污染物进行数据预处理,利用多元线性回归算法建立分析模型筛选出主要空气污染物,观察其时空特征分布。基于莫兰指数分析方法得出污染物的空间相关性与聚集度状况,最后讨论了空气质量影响因子与影响程度。研究表明:(1)长时间序列上东南沿海部分地区及西部地区空气质量一直保持优级,空气质量呈现逐步优化趋势。(2)污染物PM2.5高/高集聚主要存在于河北河南省与山东省三个省份交界处,污染物PM10的高集聚地区主要是华北地区。低/低集聚的现象主要分布在广东省以及部分东南沿海区域。(3)自然因素和社会因素都对于空气污染物的产生有着一定影响,降水与年末人口数对空气质量的影响最为显著。本文研究结果希望为摸清空气质量格局、缓解空气污染程度提供参考。     

宁夏回族自治区干旱致灾危险性时空变化特征

基于宁夏地区22个气象站1971-2011年月降水量和月平均气温资料,综合考虑降水和蒸发,引入标准化降水蒸散指数(SPEI),分析该地区气象干旱变化情况,并在此基础上通过构建SPEI值与干旱等级的加权综合评价模型,评估该地区干旱致灾危险性,剖析其时空变化特征。结果表明:宁夏地区气象干旱呈显著加重趋势,年均SPEI值1972-2011年以0.37·(10a)-1的速率显著减小;该地区气象干旱呈现自南向北逐渐加重的空间分布格局,且干旱加重速度呈现由中部干旱带向南北分别递增的空间变化特征。1972-2011年,宁夏地区干旱致灾危险性呈显著增大趋势,干旱致灾危险性指数近40年减小速率为0.12·(10a)-1;该地区干旱致灾危险性在空间分布上表现为北部引黄灌区高于中南部地区,且危险性的增速呈现中部较缓、南北较快的空间变化特征。     

基于可变模糊算法的塔里木河流域干旱风险评价

采用级差加权法确定了4种干旱指标的权重系数,分析了不同干旱指标对干旱的贡献,同时运用可变模糊法评价了塔河流域各县市的干旱等级并分析了塔河流域的干旱时空演变特征。研究结果表明:(1)级差加权法确定的干旱指标权重系数中综合减产成数的权重系数最大,秋季降水距平权重最小。巴州地区的农业生产受春旱影响最大,和田地区夏旱对农业生产影响最大,塔河流域西南部克州地区、阿克苏地区秋旱对农业生产影响大。(2)天山南坡地区各县市轻度干旱、中度干旱发生频率高,巴州地区特大干旱发生频率高,但阿克苏地区重度干旱和特大干旱发生频率低;昆仑山北坡县市干旱程度变化恰好与天山南坡各县市变化相反。     

沿海农村台风“避难所”的配置合理性评价模型

我国东南沿海农村地区是世界上遭受台风灾害袭击最严重的地区之一。根据实地考察数据与分析资料,通过对台风灾害的全面风险分析与评估,依据应急过程的内在特点和避难所的功能特点,从台风避难场所的规划设计、内部硬件设施、外部软件环境三个方面出发,建立了层次化评价指标体系,应用层次分析法建立配置层次分析模型,确定指标权重,利用模糊综合评价法构建了评价模糊矩阵,进行模糊运算,得出综合评定结果。实例证明了该方法的有效性。     

基于GIS多准则评价与BP神经网络的暴雨洪涝灾害风险辨识--以闽三角地区为例

灾害风险辨识是灾害有效防控的重要环节之一,辨识体系与风险水平之间的非线性复杂关系使研究方法向精细化、智能化转型。闽三角地区是我国重要的沿海经济开放区,独特的“山-海”自然地理格局、起伏破碎的地形、高发的台风暴潮和极端短时降雨特征使其常遭受洪涝灾害侵扰。以闽三角为例,将生态服务价值纳入风险评价体系,构建基于GIS多准则评价与BP神经网络模型的风险辨识方法,旨在完善评价体系的同时,弥补传统评价方法存在的非线性缺陷和主观依赖,并以此为基础,进一步探究该地区风险空间分布规律和空间格局,为灾害风险防控提供思路。结果表明:①基于GIS多准则评价与BP神经网络模型的风险辨识方法能够系统准确的认知暴雨洪涝灾害风险水平与空间分布;②高风险区主要分布在河流沿岸、河口处、湾区,且人口、经济活动较活跃地区,城市化发展快速区与缓慢区相比,更容易遭受洪涝灾害威胁;③洪涝风险以高-高和低-低集聚为主,风险根据空间自相关性特征分为“整体随机”“局部随机-邻域集聚”和“整体集聚”三种类型。最后根据风险特征将闽三角地区高风险分为“厦门集美版块”“泉州湾区版块”“漳州县区版块”,分别提出灾害治理建议。     

地震易发区传统村落空间分布特征及灾害韧性评价

在全球气候变化背景下,我国地震易发区的传统村落正面临来自地震、气象和地质等多维灾害的侵扰。选择四川省地震易发区内179个传统村落为研究对象,围绕灾害韧性理论,从宏观、中观和微观3个尺度构建涵盖了社会、文化、环境、生态、建筑和区位6个维度的传统村落灾害韧性评价框架和指标体系,定量评价了研究区传统村落在不同空间分布下的灾害韧性水平。研究区内传统村落主要沿河(沟)谷地带分布,按地形特征,可分为高原山地区和平原丘陵地区传统村落,两者在地理区位、地形起伏度及集聚程度上皆表现出较大的差异;研究区传统村落灾害韧性整体偏低,且空间差异性显著。高原山地区约83.33%的传统村落处于低或较低的灾害韧性等级,仅在文化和建筑2个维度上的韧性水平高于平原丘陵地区,而平原丘陵地区传统村落在社会、环境、生态和区位4个维度上的韧性水平均高于高原山地区。研究构建了一套针对地震灾害易发区的传统村落灾害韧性评价指标体系,以期为提升传统村落综合防灾减灾能力提供参考。     

基于熵权-正态云模型的城市安全韧性评估研究

为了提升城市安全韧性建设,综合考虑了城市安全韧性内涵及扰动力、吸收/适应力和恢复力等特征,从经济韧性、社会韧性、基础设施韧性和生态环境韧性等4个维度建立城市安全韧性评估指标体系;利用熵权法确定指标权重,并划分韧性评估等级标准,采用正态云模型构建城市安全韧性评估模型。最后,以西安市为例验证模型的有效性。结果表明:城市基础设施和生态环境韧性优于经济和社会韧性,模型验证得到西安市综合安全韧性等级属于Ⅳ级,即较高韧性。     

基于博弈-改进可拓理论的寒冷地区长距离明渠冬季运行安全评价

为有效预防寒冷地区明渠输水过程中渠道冰害的发生,保障冬季灌区农业用水效益,以工程运行经验和前辈的研究成果为基础,指出寒冷地区冬季明渠在冰盖下输水运行可消除诸多问题并归纳总结影响其冬季安全运行的因素,基于WSR理论构建寒冷地区长距离输水明渠冬季运行安全评价指标体系,结合国家现行的规范、技术规程、相关专著等对评价指标进行分等级量化。采用G1法计算各指标的主观权重,利用改进熵权法计算各指标的客观权重,以博弈论思想为指导,运用MATLAB确定各指标的组合权重。针对寒冷地区长距离输水明渠冬季运行特点,结合非对称贴近度建立改进物元可拓模型的寒冷地区长距离输水明渠冬季运行安全评价模型。以引大入秦工程明渠为例,对总干渠、东一干渠、东二干渠明渠段的冬季运行安全状况进行评估,结果与实际相吻合。结果表明:(1)以寒冷地区工程冬季运行经验、前辈研究成果及规范为基础,构建的系统地寒冷地区冬季明渠安全运行的物理-事理-人理三大方面的影响指标体系,为安全评价的合理性奠定了基础;(2)以改进熵权-G1-博弈论主客观相结合的赋权方法计算各指标权重,既具有科学性又具有一定的解释性;(3)以传统物元可拓理论为基础,结合非对称贴进度建立事物多指标特征参数的评价模型,进一步明晰明渠所属安全等级的贴近度。该方法相较于传统可拓法更精确有效,具有一定的科学性和实用性,可为寒冷地区明渠冬季安全管理提供科学的参考。     

城市消防韧性评价指标体系研究

基于城市韧性评价的国内外研究现状,分析了城市消防韧性评价的评价对象及指标体系框架,明确了城市消防韧性的内涵。通过火灾风险评估和城市灾害韧性研究,从宏观城市尺度围绕抵抗、恢复和适应特征深入分析影响城市消防韧性的因素,探讨了城市区域特征、火灾防范水平以及医疗、灭火救援能力等因素对抵抗、恢复特征的影响。在适应特征方面,创新性地引入学习力指标并结合国家消防相关法律法规和创新型城市的建设提出创新力指标,构建了在抵抗力、恢复力和适应力下11个二级指标和42个三级指标的城市消防韧性评价指标体系,以期为城市消防韧性的量化评价方法研究和安全韧性城市建设提供参考依据。     

环北极地区自然灾害多尺度时空格局分析

受全球气候变暖影响剧烈,导致北极地区自然灾害情况加剧,但有关北极地区精细尺度的自然灾害时空格局研究较为缺乏。基于紧急灾难数据库,利用自然灾害数量、死亡人数、总受影响人数及总直接经济损失四个受灾指标,采用时空统计方法,从总体、国别及一级行政区多个尺度研究1980—2020年环北极地区的受灾情况,并通过空间相关性量化不同自然灾害的空间分布特征,结果表明：(1)在1980—2020年间环北极地区的自然灾害数量先增后减,其中,在1990—2009的20年间是六种灾害高发期,均占据41年总灾次的60%以上,在2000年总灾次达到峰值22次。同时,灾害的破坏性愈加强烈,死亡人数和直接经济损失成倍数增加;(2)环北极地区受灾呈两极化,灾害数量和灾害种类与国土面积和海岸线长短紧密相关,俄罗斯与加拿大受灾最为严重,且成灾体量与人口密度高度一致。洪水与风暴灾害是环北极地区最频发的自然灾害,两者占据总灾次的66.9%,滑坡与干旱两者仅7.3%。(3)自然灾害在一级行政区具有显著的“环状”格局和集聚特征,且在时空尺度上具有连续、低频的特点。     

基于证据权重法的呼伦贝尔地区人为草原火险空间预测

应用证据权重法结合GIS空间分析,研究了呼伦贝尔地区人为草原火险。利用证据权重法定量化地分析了与人类活动密切相关的5个因子(乡村人口密度、载畜密度、居民点分布、城镇分布、公路网)与草原火点空间分布的关系,并建立了呼伦贝尔草原火险预测模型,据此在ARCVIEW的WofE扩展模块下生成一幅草原火险预测专题图,并将研究区划分为高、中、低三类风险区。研究表明:(1)呼伦贝尔草原火灾火点的空间分布与人类活动关系密切,尤其是乡村人口密度、公路网与居民点分布这三个因子,权重分别为0.5191,0.1945,0.2864;(2)证据权重法可以客观定量地表现出草原火险与人类活动的关系,因而可为草原火灾风险管理提供决策支持。