面向台风事件与灾害影响评估的时空数据管理模式

准确掌握自然灾害致灾因子强度、影响范围以及持续时间等灾害事件与过程信息,是开展区域灾害预警预测、减灾救援以及灾后重建等工作的基础。目前还没有一种通用的时空数据模型,能够对台风等过程性自然灾害事件进行建模。以"201319"号"天兔"台风灾害事件为例,设计了一种基于元组时间标记法的台风灾害事件与过程的多尺度时空数据管理模式,并运用扩展SQL语言,将台风灾害影响区域等灾害事件的过程性信息按不同空间尺度同步存储,为台风灾害事件的历史回溯、数据共享与可视化以及风险区划等提供可靠、高效的过程数据管理方式。     

基于TRIGRS与Scoops3D耦合模型的潜在滑坡稳定性时空动态预测

中巴公路是全球气候变化最为敏感和复杂的地区之一,沿线滑坡灾害十分发育,快速准确地预测公路沿线滑坡时空分布情况对中巴经济走廊建设具有重大意义。本研究选取中巴公路沿线加格洛特-哈维连段作为研究区段,将TRIGRS模型中的降雨入渗模型与考虑斜坡体三维几何特征的Scoops3D斜坡稳定性分析模型进行耦合,动态识别研究区潜在滑坡分布,分析了潜在滑坡的时空分布及动态变化,并对比分析了一维TRIGRS模型与三维耦合模型的预测结果。结果表明：研究区潜在滑坡对降雨条件响应明显,降雨1 h潜在滑坡面积占比(18.44%)约为天然状态下(4.13%)的4.5倍;随时间延续潜在滑坡分布范围逐渐增大,主要分布在加格洛特-吉拉斯段与瑟津-达比尔段;一维TRIGRS模型存在过度预测问题,三维耦合模型显示了更符合实际的滑坡预测结果。相关研究成果可为中巴经济走廊防灾减灾提供理论支撑。     

基于GIS的陕西省地质灾害信息系统设计

GIS技术在灾害研究中的应用日益广泛,GIS强大的空间分析功能和海量数据管理优势为地质灾害数据的管理分析、动态监测、机理模拟、预测预报、辅助决策提供了强有力的支持.本文从陕西地质灾害分析入手,设计了基于GIS的地质灾害信息系统,并对系统目标、系统总体设计、系统功能进行了分析.该系统可为陕西省地质灾害的管理和防治提供科学依据,减少经济损失.     

基于WEBGIS的地震空间减灾信息化平台建设研究

地震已成为威胁人类生命、财产和社会经济发展最严重的自然灾害之一。针对当前地震应急减灾系统灾害信息获取时效性差、自动化和定量化程度低及信息集成共享等方面的不足,通过收集、整理地震灾害时空信息,结合灾区基础地理、多源遥感卫星影像及动态灾情信息,利用面向对象及主题的数据模型设计在线的地震应急减灾时空一体化数据库;提出了构建基于WEBGIS和空间技术的地震减灾信息化平台的总体设计架构、技术体系及功能模块;开发了平台原型系统,初步形成了地震灾害动态监测、灾害评估、灾情信息实时共享以及应急减灾辅助决策的一体化产品,为提高我国地震灾害应急减灾水平提供了借鉴作用。     

可视化灾害数字仿真重构理论及实证研究--灾害本质解析及仿真理论可行性分析

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问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。本文在综述灾害防治手段及相关研究进展的基础上，明确了灾害的定义和特征，论述了灾害的分类与分级方法，研究了孕灾环境、承灾体和致灾因子的成灾模式，提出了灾害空间的涵义。在灾害本质解析的基础上，提出灾害数字仿真重构理论的概念，并论证了理论的可行性，为进一步的研究创造了条件。     

沿河村落山洪灾害危险区等级的定量划分研究

山洪灾害危险区等级的定量划分是沿河村落山洪灾害分析与评估的重要内容,并能为山洪灾害的预警与防治提供科学依据。本文针对甘泉县洛河沿岸村落,根据不同设计频率下的暴雨特征值进行产汇流计算,给出了20%、5%、1%等3个频率下的设计洪水;利用HEC-RAS计算了不同设计洪峰流量下的水面线,通过对比分析沿河村落的居民宅基高程与3种频率洪峰水位,评价了其防洪能力,进而将危险区等级划分为极高危险区(5年一遇)、高危险区(5~20年一遇)、危险区(20~100年一遇)和不危险区(100年一遇)。结果显示,分析评价的56个沿河村落中,极高危险区、高危险区和危险区分别约占3.6%、16.1%和10.7%,且大多分布于干支流交汇口处,而防洪能力较高的不危险区主要位于支流的上游地区。山洪灾害的防治应着重治理干支流交汇口处的区域;根据防洪能力定量划分山洪灾害的危险等级,能够为沿河村落山洪灾害的风险评估及防治提供依据。     

自然灾害风险分析的时空尺度初探

自然灾害风险存在着显著的动态特性,即灾害风险会随时间与空间的变化而呈现出差异。研究自然灾害风险的时空差异是对自然灾害风险研究的进一步深化。其中,时空差异研究的一个重要前提条件是选择恰当的灾害风险分析的时空尺度。广度与粒度是时空尺度的两个孪生指标,时空广度限定了灾害风险评估在时间和空间上的有效范围,而时空粒度则是量度灾害风险时间和空间差异的最小单元。列出了风险时空差异的表达式,深入探讨自然灾害风险的时空尺度,并对我国三种典型的自然灾害(地震、洪涝和台风)风险分析的时空尺度选择进行了讨论,为进一步深入开展自然灾害风险时空差异分析奠定了基础。     

灾害系统视角下的灾害耦合效应探讨

灾害耦合效应是灾害风险科学领域关注的焦点议题，与复杂灾害事件具有密切的联系。该文首先从词源角度阐述了“耦合”的内涵，提出了灾害耦合效应的概念，对比了灾害耦合与灾害叠加的差异，阐述了灾害耦合效应的整体性、有序性、动态性和目的性特征。其次从灾害系统的角度出发，分析了灾害系统结构体系和功能体系及演化过程与灾害耦合效应的联系，提出灾害耦合效应具有灾害形成要素耦合和灾害演化过程耦合，并探讨了两种耦合内在的特征及两者互动作用。再次从复杂灾害事件角度出发，探究了灾害群、灾害链和灾害遭遇与灾害耦合效应的关系，提出灾害演化过程耦合与灾害演化网络视角下的灾害链过程具有一致性，灾害形成要素的耦合与广义的灾害遭遇具有一致性。最后该文提出了加强灾害耦合效应研究与实践的关键点。     

灾害系统模拟技术和方法述评

灾害模拟不仅可以分析各种灾害的动态演变规律,帮助人们识别灾害风险的高低和影响程度,为制定各种防灾减灾措施提供帮助;还可以协助应急预案的制定和相关人员的应急培训.评述了当前灾害系统和灾害应急响应模拟中使用的主要技术和方法,CA方法主要用于模拟各种致灾因子,揭示山崩、火灾等演变规律;MAS主要用于模拟人类系统,反映人们在灾害发生时的认知和反应过程;DES适合各种灾害的突发情景处理,为制定应急预案提供背景和依据;高层次架构和网格平台为大型分布式模拟和利用公共网络提供了可能.未来的灾害模拟将综合各种技术和方法,为综合灾害风险管理提供帮助.     

海洋灾害链及应用

灾害链因体现了灾害系统各要素之间的相互关系,而得到了广泛关注。针对海洋灾害频发、损失严重的问题,以6种海洋灾害为例,开展海洋灾害链构建及应用研究。通过对6种海洋灾害发生发展规律及危害后果的全面梳理,建立了海洋灾害系统评价指标体系,并对致灾因子和承灾体指标进行定性和定量分类。在此基础上,结合对已有研究的分析,分别构建了6种海洋灾害链,同时归纳得到海洋灾害影响特征,建立了综合海洋灾害链。最后探讨了海洋灾害链在海洋灾害应急管理中的具体应用,为海洋灾害防治提供技术支持。     

四论灾害系统研究的理论与实践

作者曾分别于1991,1995和2001年发表了关于灾害研究理论与实践的3篇文章,对灾害系统的性质、动力学机制等进行了探讨.本文在前3篇文章的基础上,从综合灾害风险管理的角度,完善了灾害系统的结构与功能体系,论证了灾情形成过程中恢复力的作用机制,分析了区域开发与安全建设的互馈关系,构建了区域综合减灾的行政管理体系,提出了由政府、企业与社区构成的区域综合减灾范式.研究结果表明,区域灾情形成过程中,脆弱性与恢复力有着明显的区别,脆弱性是区域灾害系统中致灾因子、承灾体和孕灾环境综合作用过程的状态量,它主要取决于区域的经济发达程度与社区安全建设水平;恢复力则是灾害发生后,区域恢复、重建及安全建设与区域发展相互作用的动态量,它主要取决于区域综合灾害风险行政管理能力、政府与企业投入和社会援助水平.区域安全水平与土地利用的时空格局和产业结构关系密切,通过划定区域高风险“红线区“的办法,调整土地利用时空格局和产业结构,有利于建立区域可持续发展的综合减灾范式.针对区域自然灾害系统存在着相互作用、互为因果的灾害链规律,以及灾害系统所具有的结构与功能特征,完善由纵向、横向和政策协调共同组成的一个“三维矩阵式“的区域综合减灾行政管理体系,构建以政府为主导、企业为主体、社区全面参与的区域综合减灾范式.以此促进在发展中提高区域减灾能力,并在一定安全水平下,建设区域可持续发展模式.     

基于情景的自然灾害风险时空差异多维表达框架

时空差异是风险的一种本源特性。自然灾害作为一种自然和社会现象,其风险时空差异的研究有助于微观地认识灾害规律性和风险动态性,为有效防范灾害与规避风险提供强有力的支持。综述了国内外自然灾害风险时空方面的研究,从情景出发构建了具有普适性的自然灾害风险时空差异的多维表达框架,提出了灾害风险时空差异评估技术框架,所提理论和方法可供后续应用研究参考。     

基于层次分析法的城市灾害应急管理指标分析

突发事件原生、次生、衍生和耦合灾害,造成城市灾害复杂化和扩大化,给城市应急管理带来重大挑战.基于应急管理体系的层次性、多样性和模糊性特点,分析了我国当前城市应急管理基本要素,运用层次分析法进行综合评价,得出了当前城市灾害应急管理工作重点是制定应急预案、应急管理与协调以及生命线系统恢复三个要素,并提出了相应建议.     

公路山体崩塌灾害处置技术研究

山体崩塌严重影响公路建设、运营安全。国内外研究集中在山体崩塌发生的成因及机理,对永久治理方面研究较少。针对我国秭归县崩塌灾害,将传统公路隧道进出口明洞理念引入崩塌治理中,提出一种永久治理公路山体崩塌灾害的治理方法:并从受力性能、采光、经济安全等方面进行论证研究,给出了防崩塌明洞的设计方法,为类似公路灾害处置提供参考。     

我国台风灾害救助应急响应的时空分布特征

基于2005 - 2010年历次台风灾害救助应急响应的启动和损失情况,在统计分析响应频次和响应灾情的基础上,研究分析了国家台风灾害救助应急响应的时空分布特征.结果表明,国家台风灾害救助应急响应的时空分布特征大致反映了我国重大台风灾害损失的时空分布特征和我国台风灾害救助工作的发展变化和新思路:①2005 - 2010年,国家共针对24次台风过程启动救助应急响应51次,平均每年8.5次,其中四级、三级响应分别为41次、10次,平均每年6.8次、2.5次,分别占80％和20％.②7-9月国家启动台风应急响应最多,10月、5月和4月偶有分布.③近年重大台风损失2005 - 2006年严重,2007 - 2010年则较轻;国家针对台风灾害启动响应从东南沿海向内陆和北方沿海省份递减.④紧急转移安置人口是启动响应依据最多的指标,且呈现明显的逐年下降趋势,反映了近年来国家对台风灾害救助工作的重视和以“预防为主”的应急管理新思路.     

基于链式理论的单灾种向多灾种演绎

从灾变链角度出发,以灾变链式理论的八种链式形态为依托,基于耗散结构理论,指出自然灾害系统链式响应行为是外部环境复杂输入和自身内部结构关系变化两方面共同作用的结果;构建系统的单灾种模型,并推演出多灾种模型,反映各灾种之间的耦合关系和相互影响,探讨单灾种向多灾种的演化机理.研究表明各灾变链致灾因子所具有的能量是灾变链式阶段的关键,在此基础上提出防灾减灾策略,为单灾种和多灾种灾害的防治提供参考依据.     

基于Web文本的灾害信息挖掘研究进展

Web文本中蕴含着丰富的以自然语言描述的非结构灾害信息和知识。基于Web文本自动提取和构造结构化、综合性灾害信息,是灾害信息领域研究的前沿问题。目前国内外利用Web文本挖掘技术在灾时与灾后的应急响应与救援,灾害的早期预警和风险分析方面进行示范应用;同时在文本灾害信息的语义理解与抽取、文本灾害信息的时空匹配、以及文本灾害信息的不确定性和可靠性评价等关键技术领域迅速展开研究。我国应加强以Web文本为信息源的中文灾害信息挖掘关键技术、软件,以及管理体系的研究,以有效弥补灾害研究与管理过程中灾害数据共享困难,以及可利用的动态实时、综合性灾害数据缺乏的薄弱环节,提升灾害信息服务水平。     

浙江省永嘉县滑坡灾害风险预警研究

永嘉县地处浙江省东南沿海,是该省突发性地质灾害预警预报系统研究及应用示范项目的四个示范县之一.首先对影响永嘉县滑坡灾害发育的主要因素进行了评价分析,提出了基于降雨的时空耦合滑坡灾害风险性预警预报研究的基本思路.基于MAPGIS二次开发系统,选取5个因素14种状态作为预测变量,运用信息-物元模型进行了滑坡灾害易发性空间预测.基于有效降雨量模型建立了区域滑坡灾害的宏观危险性预警预报模型.根据浙江省气象台提供的降雨实时信息,进行了基于降雨的台风期滑坡灾害危险性预警.同时基于人口密度和房屋建筑易损性指数对人口易损性和房屋建筑易损性以乡镇为单元进行了评价,与滑坡灾害危险性预警相结合进行了云娜台风期间永嘉县滑坡灾害风险预警预报,并以8个灾害点的实际分布情况验证了预警结果的准确性.将传统的滑坡灾害危险性预警延伸到滑坡灾害风险预警预报,为政府部门防灾减灾提供了重要依据,使防灾减灾工作的针对性大大增强.     

国家地震应急指挥软件系统研究

通过分析国家地震应急指挥系统的业务特点、数据和应用需求,提出了国家级地震应急指挥软件系统的实现思路和总体功能要求,重点研究了系统实现的总体框架、关键点和主要功能.国家地震应急指挥系统采用面向服务(SOA)的框架结构进行设计和实现,其中涉及到大型数据库技术、GIS WebServcie 技术、网络技术、服务总线技术等;系统的基本功能为针对中国大陆及其周边发生的对中国大陆具有影响的破坏性地震进行触发响应、灾害评估与动态跟踪、辅助决策、信息服务、应急指挥.该系统是中国数字地震观测网络项目的重要组成部分,系统的实现将为地震应急指挥系统的研究和建设提供丰富的理论基础和实践经验,进一步提高我国的地震应急响应能力.     

地震灾害风险要素及汶川震后次生灾害防治与管理的探讨

为系统、全面的认识地震灾害及其影响,从灾害系统论和风险角度出发,将地震灾害风险分为可能性要素和后果性要素,并指出防震减灾的关键在于控制其后果性要素.由于地震有突发性、强破坏性等特点,更易引发诸多次生灾害,致使最终损失可能超过地震直接造成的破坏,因此结合汶川地震实例,进一步探讨了次生灾害的防治与管理工作.