灾害韧性的研究演变及多维度展望

全球日益紧张的人地关系背景下，自然灾害事件的频发导致防灾减灾任务艰巨而迫切，提升灾害响应、防御与适应能力是减轻灾害风险，促进区域可持续发展的重要途径。目前学术界对“Resilience”一词有多种翻译，不利于灾害韧性的深入研究与概念推广。该文通过对“Resilience”的概念进行辨析，认为“韧性”一词最接近原词所表达的内涵，并对韧性发展历史进行了回顾；明晰了灾害韧性的含义。从能力取向、过程取向、结果取向、整合取向四个方面阐述了其内涵，梳理了个人(心理)、基础设施系统、社会-生态系统三个灾害韧性的研究主体及其主要研究方法，从时空特征显现、实践化发展与韧性转型方面对未来灾害韧性的研究进行多维度展望。     

基于历史案例的自然灾害灾情评估方法研究

当某一自然事件被确定为灾害时,在获取有限的灾害数据情况下基于历史相似灾害案例进行快速的灾情评估,是有效进行灾害、灾情分析和抗灾救灾决策的保障。以历史案例灾害的灾害、灾情指标和当前灾害的灾害指标为数据基础,以最小距离法原理建立历史案例与当前灾害的相似度判断模型,设计基于历史案例相似度的自然灾害灾情评估模型,实现基于历史案例的自然灾害灾情评估方法与技术方案,并且以河南2001-2006年的农业干旱历史数据为历史案例,以其2007年农业干旱农作物受旱面积为评估指标,随即选取了一个相似度评估方法对灾情评估方案进行了案例验证,结果显示相对精度为98.45%,可信度较高。基于历史案例的灾情评估方法成本低、效率高、时效性强,且方法简单、约束条件较少、容易实现,在灾情评估方面具有一定的实用价值。     

西方灾害经济学研究的历史回顾

对西方灾害经济学发展的历史作了简要的叙述，对其关心的主要问题作了初步的归纳，并按灾害对经济系统物质方面和制度方面的影响分别对百方灾害经济学研究的历史文献作了综述和评论．     

基于灰色关联度的黑龙江省暴雨事件灾害评估和预评估模型研究

通过对黑龙江省1984-2013年各台站历史暴雨灾害资料的统计分析,采用灰色关联度方法进行灾害等级划分,研究暴雨灾害与气象因子之间的关系,建立了反映暴雨灾害程度的5项单指标及综合评估指数,在此基础上建立了评估和预评估模型,最终实现对暴雨灾害事件的快速评估。利用该评估模型方程对2013-2014年的明显暴雨灾害事件进行评估,结果表明,实况与评估结果基本相符,可以满足决策服务需求。     

可视化灾害数字仿真重构理论及实证研究(Ⅲ)——灾害数字仿真模型组构建

可视化灾害数字仿真重构理论研究，不仅可以实现对灾害空间数据进行有效的集成管理和时空分析，而且为灾害的防治、应急管理和工程论证等提供可靠的依据，是解决灾害实验的危险性和不可重复性的最佳途径。本文提出灾害数字仿真模型建立的原则和步骤，抓住灾害数字仿真的核心共性问题，构建灾害数字仿真模型组：构建灾害危险性分析指标体系，运用非确定性概率方法，建立灾害危险性分析概率模型；首次建立灾害波及范围模型，提出灾害波及范围的仿真流程，提出灾害波及范围理论值与实测值之间对比修正思路；研究了灾害损失形成机制，建立了灾害损失预测模型的框架与数值表达。     

灾害生态学问题研究

灾害生态学是从生态进化的角度上研究灾害问题，其目的在于通过对生态灾害的界定，生态灾害成因分析，来寻求防止或减轻生态灾害的有效途径．文章从灾害与生态进化的关系入手，阐述了研究灾害生态学问题的重要意义，提出了当前灾害生态学研究的主要问题，为灾害生态学的研究提供了一条新的思路。     

三论灾害研究的理论与实践

在作者分别于 1991年发表的《论灾害研究的理论与实践》和 1996年发表的《再论灾害研究的理论与实践》的基础上 ,评述了最近 6年来灾害科学研究的进展 ,提出了灾害科学的基本框架 ,进一步完善了“区域灾害系统论”的理论体系 ,提出了当前灾害科学的主要学术前沿问题。文章并就资源开发与灾情形成机理与动态变化过程进行了综合分析 ,阐述了区域灾害的形成过程 ,进一步从区域可持续发展的角度 ,就建设安全社区 (区域 )提出了“允许灾害风险水平”的区域发展对策。     

灾害与预防

2008年7月美国国家科学院公共事务官员在美国科学协会组织的灾害与预防讨论会上,做了预防与减轻灾害的科学报告,介绍了人类诞生以来就面临着来自大自然和人类社会自身的种种威胁．并与各种灾害进行艰苦斗争的历史。长期以来,科学家针对灾害开展了大量研究,以求认识和了解灾害产生的原因和造成的后果．并探索避免或减轻其危害的有效途径,也取得了很大成果。     

黄河下游历史泥沙灾害的宏观特征及其与流域因素及人类活动的关系(Ⅰ)──历史气候及植被因素的影响

以历史上黄河下游的决溢频率为泥沙灾害的代用指标；研究了黄河下游历史泥沙灾害的宏观特征．研 究表明，气候因素对黄河下游决溢频率有深远的影响．隋唐以前，天然植被尚未遭到显著破坏，当湿润指标 增大时，有利于植被的生长，故黄河下游决溢频率减小．１０世纪以后，二者的关系与此相反，当湿润指标增 大时，决溢频率也增大，反之亦然．每世纪大旱年颁次与每世纪决溢频次之间呈明显正相关，说明目前受到 各方面广泛关注的黄河下游“小水大灾”现象，在历史上已经存在．干旱时期中，河槽萎缩，一旦大水来 临，很容易发生决溢．以华山松树木年轮指数为气温的代用指标，研究了气温变化与决溢频率变化的关系， 结果表明，在５０ａ的尺度上，当气温降低时，决溢频率增大，反之亦然．人类活动是影响黄河下游泥沙灾害 的重要因素．     

基于机器学习方法的浙江省台风灾害风险评估和动态风险预报

利用机器学习方法建立以区县为基本研究单元的浙江省台风灾害风险评估模型,并进一步结合气象预报与实测数据形成覆盖全省、时空连续的台风过程动态风险预报,为科学应急减灾提供决策支持。首先,本研究以浙江省各区县为研究对象,考虑危险性、孕灾环境、暴露性和脆弱性等风险要素选择台风灾害风险评估模型的预测变量;其次,基于10个重大历史灾害的灾损数据(直接经济损失)划分风险等级作为输出变量;最后,采用机器学习模型XGBoost建立台风灾害风险评估模型。同时,以利奇马为例,进一步探索该模型的实战应用潜力,即以气象预报和实测数据为模型驱动,实现浙江省全域各区县台风灾害风险的实时更新预报。     

一种台风灾情综合评估模型及应用

对台风灾情评估提出了一种基于台风灾害案例历史案例分析、综合模糊数学和灰色关联分析的综合评估模型;利用模糊隶属函数将台风灾情原始数据无量纲化,再设定一极重灾为参考序列。根据台风各评估指标与参考序列的距离,计算出关联系数;将关联系数加权平均和定义为灾度,根据灾度值评定台风的灾级。并以广东省台风灾情为例,验证了此模型。     

对灾害研究中几个问题的思考

对灾害研究中有关的几个问题进行了探讨。认为： 灾害学是最重要的自然社会科学; 人文灾害比自然灾害更具毁灭性; 研究人文灾害中的公路交通事故、核战争问题、人口问题、环境污染问题等具有重要的现实意义和深远的历史意义。     

河北省旱涝灾害历史特征研究

通过分析河北省旱涝灾害的历史状况,得出黉灾呈逐年减轻、时灾呈逐年加重的认识,旱灾是河北省的一种主要自然灾害,探讨了该省旱涝灾害的时空分布规律,在时间上具有季节性、持续性和阶段性,在空间上具有地域性,对增强水患意识,防汛抗旱,今后的防灾抗灾提供了科学依据。     

基于GIS的锡林郭勒盟雪灾救助区划

锡林郭勒盟位于内蒙古自治区东部、冷高压前端,冬季寒冷而漫长,极易发生雪灾,几乎每10年就会发生一次雪灾,给人们的生命、财产安全造成了极大的威胁.根据自然灾害理论,构建了锡盟雪灾救助区划评价指标模型.以雪灾历史灾情、人口分布、牲畜分布和第一、二、三产业为危险性指标,以人口分布、GDP分布、道路通达性为救灾能力评价指标,并利用先进的3S技术和计算机存储技术,将各个指标进行空间模拟计算.最后利用层次分析法确定各指标权重,得到了锡林郭勒盟5级救助区划图.根据当地的自然条件和社会经济条件,结合救灾点分布情况,依次制定了各级地区的救助方案,为政府的减灾救灾工作提供决策支持.     

改进的物元可拓模型在台风灾害预评估中的应用

以数值天气预报产品为信息源,选择降水量、降水强度、最大风速、经济易损性作为评价因子,建立了可拓模型,并进行了台风灾前的灾害预测性评估。针对物元可拓法在台风灾害预评估应用中的不足之处(当待评估的数据超出某一指标评价指标范围,其关联度函数就会出现无法计算的情况),对原有模型中经典域的量值作规格化处理和改变关联度计算,以海南岛的台风历史灾害数据为基础,建立了新的评估模型,并将GIS与评估模型结合开展实例应用,结果表明:该方法是可行性。     

基于离散型Hopfield神经网络的台风灾情评估模型

台风灾情评估对防台减灾和救灾工作十分重要,为此,提出并建立了一种基于离散型Hopfield神经网络的评估模型。该模型选取5个评估因子,根据广东省台风灾害历史数据,按灾害等级划分原则制定了评估因子5个等级的划分方法,然后将待分级的台风进行Hopfield编码,建立离散型Hopfield神经网络模型,并用实例对模型进行了验证,分析模型的不足,将评估因子的权重因素引入到模型中,使模型更加合理。     

基于灰色理论的铁路水害危险度计算模型

在分析铁路这一特殊承灾体成灾机理和致灾因子的基础上 ,应用灰色理论和数理统计 ,对铁路环境水害危险度计算模型进行了探讨和构建。分析中 ,以新亚欧大陆桥新疆段 (以下简称为‘陆桥新疆段’) 39年 (195 9～ 1997年 )的水害资料为统计分析数据 ,以水害频次、水害密度和断道时间为铁路环境水害危险度计算和危险性评估指标 ,根据灰色关联分析原理 ,确定出危险性评估中水害密度、断道时间和水害频次的权重依次为 5 ,3,2。然后 ,基于水害密度、水害频次和断道时间 3个指标的内在联系 ,以及权重的大小 ,以沿线 3级车站之间的区段为对比分析单元 ,构建出铁路环境水害危险度计算模型为 :Pfd=dPfHec/ (dPf Hec)。最后 ,应用这一模型对陆桥新疆段水害进行了计算和对比分析 ,发现所得结果与水害实际分布情况符合得较好。     

1780-1819年华北平原水旱灾害社会响应方式的转变

历史时期水旱灾害的社会响应典型案例重建是气候变化影响与适应研究的重要方向。选取1780-1819年间华北平原发生的4次典型水旱灾害(1785、1792、1813年旱灾及1801年水灾),基于清代档案资料和历史气候重建结果提取代用指标,对其灾情严重程度、政府救灾力度和灾民行为进行了量化描述和对比分析,发现:①4次灾害中赈济密度(赈灾物资数/成灾州县数)逐次下降,1813年旱灾中降至不足1785年旱灾的1/6,政府救灾力度遭到严重削弱;②灾民行为日益失控,从1792年旱灾和1801年水灾中的大规模跨区域迁徙,发展到1813年旱灾中大量加入盗匪和起义军,走向暴力。这一转变的发生,是在自然(气候突变、灾害增多)、社会(政府财政危机、人地矛盾激化)不利背景之下,政府与灾民的互动关系日趋消极的结果。     

基于层次分析模型的北京雷电灾害风险评估

城市气象灾害风险评估应用研究选用北京地区近10年的雷电监测资料,以区县行政区域为评估单元,利用层次分析模型评估各区县的雷电灾害风险.模型充分考虑了灾害冲击频次和城市社会经济组成结构等因素,拟定以"灾害历史发生频次、人口密度和人均GDP"等作为评估的主要指标,以此建立风险评估方程,划分风险等级.计算得出的风险估算值变化与该地区近10年中实际的雷电灾害发生频次的区县间的变化趋势大体一致.评估结果表明,北京雷电灾害除与自然闪电的空间分布有一定的关联外,还与下垫面易损特征及"承灾体"分布密切相关.评估结果的正确性也说明了评估方法的合理性.     

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。