东北地区玉米低温冷害规律研究

以东北地区10 km×10 km的气象要素插值资料以及作物发育期资料为基础,通过计算每个网格点上热量指数和热量指数临界值,得到每个网格点上低温冷害指标值。在此基础上对低温冷害指标进行经验正交分解和小波分析,得到其时空变化规律及多时间尺度特征。玉米冷害3个空间分布型时间系数的分析表明,东北地区玉米低温冷害存在如下规律:第1模态在1971-1992年,呈现准8 a的周期变化规律,第2模态没有呈现很好的周期性规律,第3模态在1963-1974年,呈现准2a的周期变化规律。热量指数变异系数低值区主要分布在平原地区,中值区和高值区主要分布在大兴安岭、小兴安岭、长白山地区以及吉林省白城市沙地,山地和沙地的变异系数要高于平原地区。     

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TM与MODIS遥感数据的农业旱情监测——以河北省为例

以河北省冬小麦种植区域为研究区,基于TM和MOD IS遥感数据,利用植被供水指数法确定了研究区旱情等级。首先,将其与遥感解译获得的冬小麦空间分布图叠加得到受灾冬小麦空间分布图;然后以1 km的距离在受灾冬小麦周围做缓冲区,并与通过人口密度模型获得的人口密度空间分布图叠加,得出受灾人口空间分布;最后基于光能利用率改进模型构建粮食产量回归统计模型,得到粮食产量。目的是从粮食产量和作物受灾影响人口两个方面对农业受干旱影响情况进行遥感监测和定量评价,以期为相关部门制定防灾、抗灾措施提供科学依据。结果表明,2004年研究区:(1)春季受灾面积小,仅占16.4%;(2)旱情较轻,以轻旱为主,占受灾面积的89%;(3)冬小麦种植面积约为23 965.0 km2,受灾面积约606.3 km2,主要位于唐山市和保定市;(4)粮食产量回归统计模型精度达到了87%,冬小麦产量约为11939247 t,单产约为498.8 t/km2。     

基于经验似然比函数模型的降水型滑坡灾害概率风险分析与预测

以湖南郴州地区为例,建立了降水型滑坡历史灾害空间分布、地质和地形等滑坡影响因子空间数据库;基于50×50 m的网格,选取地貌、地层岩性、土壤类型、坡度、坡向、高程等滑坡影响因子,利用经验似然比函数计算出每个网格的滑坡危险度,并进行分级,进而制作出郴州地区滑坡危险度区划图.在此基础上,利用另一组滑坡灾害空间分布数据采取交叉验证法估算每一类危险级别发生滑坡的经验概率.结果表明,应用经验似然比模型进行滑坡灾害概率风险分析评估效果较好.     

基于GIS的芦山地震灾区滑坡灾害风险评价

选择芦山地震灾区为研究区,以滑坡灾害为研究对象,在GIS技术的支持下进行了芦山地震灾区滑坡灾害危险性、易损性和风险评价研究。首先,选择坡向、坡度、地层岩性、断裂带、河流冲刷作用、地震烈度和降水量7个影响因子建立了芦山地震灾区滑坡灾害危险性评价的指标体系,同时提取研究区的人口密度、经济密度、林地覆盖率、建筑覆盖率、道路密度和滑坡灾害影响区6个指标因子建立了滑坡灾害易损性评价的指标体系。然后,分别应用信息量模型和贡献权重迭加模型,进行了芦山地震灾区滑坡灾害危险性评价和易损性评价,进而开展了基于GIS的芦山地震灾区滑坡灾害风险评价,最后应用自然断点法进行了滑坡灾害风险度区划研究。研究结果表明:高风险区和较高风险区面积分别为102.43 km2和3529.65 km2,占全区总面积的0.24%和8.25%,其灾害分布密度分别为20.50个/100 km2和2.38个/100 km2(均大于芦山地震灾区的平均值,尤其是高风险区)。高风险区和较高风险区的分布主要与人类工程活动密切相关,是人类经济活动最为频繁的地区。与实地调研结果对比发现,研究结果基本符合芦山地震灾区的实际情况,可以为芦山地震灾区恢复重建、聚落搬迁和人口分布再调整提供参考。     

未来土地利用变化情景下海南暴雨灾害的社会经济暴露度分析

基于历史气象数据和耦合模式比较计划第五阶段（CMIP5）8个全球气候模式的未来气象模拟结果分析海南地区在不同重现期和不同排放情景下暴雨灾害危险性,并结合未来经济、人口、土地利用数据,进行暴露度研究,为研究区未来建设提供防灾减灾思路和办法。结果表明:①台风对历史暴雨频次的影响明显,贡献率约为26.15%。未来暴雨频次在RCP4.5浓度路径下呈上升趋势,增长速率约为0.16次/10年。20年一遇时,暴雨频次均值约为11次,100年一遇时,均值约为12次;以海口市、琼海市、儋州市、保亭市为高值中心。②在惯性、生态、高速三种社会发展情景下,建设用地分别保持约29.91km2/年、6.85 km2/年、31.72 km2/年的增速。在生态保护发展情景下,林地、草地、水域分别保持2.69 km2/年、0.25 km2/年、2.91 km2/年的增速,而在另外两种情景中都呈减少趋势。未来土地暴露量林地最大,耕地次之。③未来人口和经济暴露度空间分布上表现出一定的共性,呈点状分布,多集中在市区的城镇中心。随着时间的推移,暴露量高值区明显扩大,海口市变化最为明显。经济效应的贡献率达到90%以上,人口效应的占85%以上,气候效应的占比小。④综合暴露度的高值区主要分布在海口市、三亚市等经济发达、人口密集、建设用地占比高的区域,次高值主要分布在沿海地区,内陆地区受人文因素等影响小,暴露度较低。     

基于过程机理的洪灾生命损失评价模型框架初探

21世纪以来接连发生的印度洋海啸、美国卡特里那飓风、孟加拉强热带风暴等一系列与洪水有关的自然灾害,给人类生命和财产造成了巨大损失,说明当今世界低海拔地区的洪灾脆弱性。系统回顾了目前洪灾生命损失评估采用的经验统计法与GIS分带法,发现这些研究方法忽视了造成洪灾生命损失的过程与机理,计算结果存在较大的不确定性;根据洪灾发生的过程及其生命损失的机理构建了一种新的洪灾生命损失评估模型框架。首先采用"人口吸引动态空间化GIS模型"模拟洪水期间典型时段的人口动态空间分布;其次用基于DEM和GIS网格的"环形"洪水淹没算法进行洪水演进过程的数值模拟,获得水深-流速的洪水过程时空场;接着用GIS网络分析和线性规划方法计算灾区成功转移与转移失败的人口数量及空间分布;然后用避难场所人口空间再分配模型,计算成功避难与避难失败的人口数量及空间分布;最后用建筑物倒塌和个体水中不稳的生命损失评估模型,计算用作避难场所的高层建筑物倒塌和困于水中人员的潜在生命损失。     

暴雨灾害人员损失风险快速预评估模型

研究在暴雨灾害致灾因子强度分析、孕灾环境敏感性评估等基础上,把人作为主要的承灾体,用人口密度来评估风险暴露因子;参照北京地区暴雨洪涝的历史灾情资料,建立致灾因子强度(等效日雨量)与人员损失之间的损失系数估算方程;以不同时段外出人员的比率作为时间纠正系数;最后用因子乘积方式建立人员损失风险预评估模型。以"7·21"和"6·23"暴雨为个例,进行了模型的应用及检验分析。"7·21"个例选用的雨量数据是BJ_RUC(24h)预报雨量场,"6·23"选用较为贴近实况的BJ_ANC定量降水估计QPE资料。检验发现模型估算的"7·21"暴雨人员损失总数在数量级别上与实况比较接近,而基于空间网格的人员损失风险预评结果与实际遇难人员发现地点在空间分布上基本一致。尽管"6·23"暴雨的人员损失预评估的总数不足1人,但在局部地区的损失风险仍然较大,个别格点甚至达到0.40人的风险水平。而这次暴雨过程导致了比较严重的城市内涝,实际上也发生了几例比较偶然的人员因灾死亡事故。实例应用表明损失预评估可反映出人员损失的基本情况及风险水平,可用于决策气象服务及预警信息发布的主要依据。     

西安高温热害人口暴露量及其受灾指数预估研究

基于2005-2019年西安市下属气象站气象要素日值数据集中的气温数据,以中国气象局颁布的高温强度等级划分标准,计算了西安市2005-2019年高温频次和高温有效积温。采用辐射传输方程法对Landsat8OLI＿TIRS系列遥感影像进行温度反演,分析了西安市高温热害空间分布特征。利用统计年鉴数据,计算了2010-2019年西安市高温热害人口暴露总量及人口受灾指数。以高温有效积温为致灾危险性指标,人口受灾指数为暴露性指标构建高温热害人口暴露脆弱性曲线。结果表明：2005-2019年西安市共有360个高温日,年均24天,集中分布于6-8月;高温有效积温呈多年波动变化。研究区内地表温度区域分异显著：总体呈北高南低的特征。2010-2019年,西安市高温热害暴露人口总量逐年下降,由545.94万人下降至467.96万人,年平均下降率为1.798%。高温热害暴露人口脆弱性曲线显示：人口热害受灾指数随高温有效积温升高呈线性下降趋势。根据预测结果,西安市高温热害暴露人口到2050年将减少至124.09万人,高温热害人口受灾指数降至0.08。     

基于阻抗特性的甘宁断面静态稳定极限研究

为了研究750/330kV电磁环网解环后甘宁断面静态稳定极限,采用基于阻抗特性的等值建模方法,对甘宁断面进行等值建模简化,计算出各种方式下静态稳定极限,并与静态稳定极限实用方法计算结果进行对比。结果表明:基于阻抗特性的建模方法能够准确模拟实际系统的潮流分布特性,静稳极限的理论计算结果与实用方法仿真结果基本一致。     

基于路网组构的台风风灾风险度评价——以浙江省温州市瓯飞区域围填海规划为例

作为风灾作用的客体和城市的结构要素,城市的路网格局将直接影响台风风险度的大小和分布。以温州瓯飞项目的规划路网为例,对区域的台风风灾风险度进行研究:①基于瓯飞区域地形进行三个代表风向(北风、东北风、东风)的计算流体力学(CFD)模拟,将风速平均值作为致灾因子危险度的依据;②基于规划的路网格局,以空间句法理论中的集成度变量预测区域未来的经济和社会活动格局,并以经济发展和生命线工程为线索对基于路网格局的承灾体易损性进行量化;③通过"危险度×易损性"原则分别就三个风向得出风灾风险度。文中通过CFD模拟来分析不同风向的风灾危险性有助于将危险度模拟和响应措施具体化;利用结合运动经济体理论的空间句法模型可间接得出区域路网格局下的易损性分布;将研究区域划为特定大小的网格并通过Getis Ord G统计可得出风险度指标的空间分布特性,并可暗示风灾响应措施的有利度。     

三峡库区土壤侵蚀遥感定量监测——基于GIS和修正通用土壤流失方程的研究

在GIS技术的支持下,通过遥感技术和野外调查进行信息采集,选用修正的通用土壤流失方程(RUSLE)估算了整个三峡库区的年均土壤侵蚀量,分析了土壤侵蚀的空间分布特征,计算了不同土地利用类型的土壤保持能力,并对库区进行了防治强度预报.结果表明,三峡库区年均土壤侵蚀量为18476.27×104 t/a,平均土壤侵蚀模数为3316.53 t/(km2·a),属于中度侵蚀.库区年均土壤保持量为48427633×104 t/a,其中有林地、其他林地和高中覆盖度草地的年均土壤保持量最大, 水田保持土壤能力最强, 旱地保持土壤能力最小.库区预防强度预报结果为2005年三峡库区需要治理和急需治理的面积占总面积的25.67%,所占比例较大,预防和治理土壤侵蚀的任务比较艰巨.     

地表移动动态实时模拟及可视化

将地表动态沉陷变形过程划分为两个阶段,提出了经验比例系数,以此为基础对地表移动动态基本微分方程式进行修正,解决了原有时间函数模拟曲线与实际情况不符的问题。通过观测站实测数据和改进的时间函数,采用visual C++面向对象可视化编程进行前台处理,采用Access数据库管理系统进行后台管理,利用MFC ODBC类实现前台和后台之间的通讯,建立了基于客户机/服务器模式下的地表移动动态实时观测系统。计算结果表明,该方法能反映地表移动的动态特征,对指导开采设计和选择地面建筑物保护措施具有较大的实用价值。     

降雨作用下考虑膨胀推力的膨胀土边坡稳定性分析

为研究膨胀力作用下膨胀土边坡的稳定性,通过合理假设,在传统剩余滑坡推力法中引入膨胀力项,得出了适用于膨胀土边坡的滑坡稳定性系数计算公式。基于该公式对某膨胀土坡的离心模型降雨试验进行了模拟和计算,通过计算结果和试验结果的对比验证了该法的可行性;同时分析了膨胀力施加与否、不同裂隙分布位置和深度、不同降雨历时和降雨强度下膨胀土边坡的稳定性,得出了安全系数的变化规律。结果表明,降雨条件下考虑膨胀力时膨胀土边坡的安全系数相对于未考虑膨胀力时大幅下降,符合膨胀土边坡降雨破坏的实际情况;裂隙位于坡中时膨胀土边坡较裂隙位于坡顶时更危险;降雨强度和降雨历时也对膨胀土边坡的稳定性造成了影响,但超过一定程度时这种影响会受到限制。该方法为工程中膨胀土边坡稳定性的计算提供了参考。     

利用空间分析建立简化的城市内涝模型

在已有内涝模型的基础上,依据城市的特征对经典模型进行了部分简化,并结合CIS的空间分析功能提出了一个新的城市内涝模型.该模型首先构建城市的地形模型、降雨模型、排水模型和地面特征模型等4个基础分析模型,并利用GIS空间分析划分计算粗单元,然后结合数学算法计算出每个粗单元内的积水深度,最后对粗单元进行平滑合并后最终生成城市内涝积水深度分布图.此外,为了验证模型的实用性,还将该模型运用于具体的分析实例中,实例输出结果充分展示了该模型在城市内涝预测和模拟中的实际效用.     

基于SRTM DEM的月降雨量空间插值研究

在水文模型的实际应用中,常需要根据雨量站观测值来合理地模拟降雨的空间分布。选取清江流域为研究对象,利用ArcGIS地统计模块中的反距离权插值法、径向基插值法、克里格插值法和引入高程、坡度、坡向等地形信息的协克里格插值法对该流域1998年4～9月的月降雨实测值进行空间插值。在插值之前,通过数据探索性分析掌握降雨的空间分布特征,以便提高插值精度。插值结果表明：应用协克里格方法,在考虑高程、坡度、坡向等影响要素的条件下,降雨空间插值效果更优。     

长白山天池火山泥石流堆积物粒度分布及其结构维数

对堆积物的粒度进行分析,可以为研究火山泥石流的形成机制、数值模拟等提供参考数据。为了对长白山天池火山泥石流堆积物进行研究,在二道白河镇附近对长白山天池的古火山泥石流进行了勘察,取了2组共12个火山泥石流堆积物样品。对第1组进行了粒度参数法分析,得到了火山泥石流堆积物的平均粒径、分选系数、偏度和峰度,认为长白山天池火山泥石流堆积物的分选较差,沉积以粗组分为主。基于从第2组6个样品的分析可以推断,长白山天池火山泥石流主要为稀性泥石流,泥石流堆积物粒度分布较不均匀,分选较差,粒度分布接近正态分布。研究表明,粒度参数分析和结构维数计算相结合可以很好地了解火山泥石流堆积物的分选性、粒度分布情况、泥石流的类型等。     

基于随机化Pushover的结构整体抗震可靠度参数分析

为了研究使用随机化Pushover方法进行RC框架结构整体抗震可靠度计算过程中相关参数的适应性,使用Matlab调用SAP2000编制出基于随机化Pushover的结构整体抗震可靠度程序,以一榀11层RC框架结构为例,通过该程序统计出不同参数下结构最大层间位移角的分布情况及整体失效概率,并以大样本实际地震波进行时程分析所统计出的相应结果为基准进行对比。结果表明,在常规参数设置下随机化Pushover方法统计出的最大层间位移角分布情况和结构整体失效概率与大样本时程分析结果有较大差异,然后提出了一种修正方式,有效地减小了两者的差异,并以某算例验证了该修正方式的适用性。     

农业有害生物灾变风险预警技术的探讨

把农业有害生物灾害亦当作自然灾害的一种进行剖析并探讨其灾变风险预警技术,提出依据不同灾变过程中所表现的警源、警兆、警情等不同风险程度的各因素统计指标,精选组成灾变预警指标体系并组建多维预警逻辑模型。通过对警源、警兆、警情中主要生物与非生物因素的定量或定性分级,分析各自对灾变的影响作用,计算灾变风险预警综合指标值,确定农业有害生物灾变预警等级。据此建立了棉铃虫灾变预警与防治辅助决策系统(MLCYJJC-CDROM)并指导控害减灾,预警准确率为89.7％,使灾变警级预警更加符合实际,指导防治更有科学依据。本文还对MLCYJJC-CDROM的系统结构、信息处理与实际应用作了解析与讨论。