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。     

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。     

灾害避难行为的模拟模型研究(Ⅲ)--双人单房情况的避难模拟

研究突发性灾害下的避难行为,有利于提高公众的防灾减灾意识和灾害抵御能力,在当前城市防灾减灾中具有重要的理论和现实意义.利用计算机模拟仿真试验可以多次重复、简单易行的优点,在对现有的计算机仿真模型进行改进的基础上,开展了不可视环境下双人单房任意方向下的灾害避难行为仿真模拟研究.结果表明,在双人单房的情况下,两人分头避难模式优于两人共同避难模式;同时,进一步的扩展模拟还表明,两人在分头避难又相遇后,进行正确交流也是十分有益的,这往往可以缩短发现避难出口的时间.     

小城镇地震数字仿真与应急调度系统的研究

以地理信息系统为平台进行地震灾害研究,建立具有强大空间分析功能的信息系统,将发挥快速、准确的辅助决策作用.本文剖析了小城镇地震应急反应模式存在的弊端,明确了灾害空间的概念,并提出小城镇空间数据库的建库及三维可视化的技术方案.在基础信息数字化和可视化的基础上,开发了小城镇地震数字仿真与应急调度系统,实现了基于地震数字仿真结果,在相关数据库支持下进行地震应急调度决策.实践证明:该系统的运行,有利于小城镇抗震减灾的迅速决策;小城镇空间数据库的建库技术,贴合我国小城镇信息化的现状,技术可行、经济合理.     

区域洪水灾害风险评估体系(Ⅱ)——模型与应用

准确了解区域洪水灾害风险分布状况及规律,对于洪水灾害预警与管理具有重要意义。首先分析了模糊综合评估法的原理,以GIS空间技术为手段,建立了基于GIS的洪水灾害风险评估模型。然后以马来西亚洪水灾害风险评估应用为例,剖析了洪水灾害风险模糊评估的方法及过程,利用该模型计算出洪水灾害风险并制作了洪水灾害风险等级图和风险指数图。结果表明,该模型对于评价洪水灾害风险是行之有效的。     

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．     

某综合楼钢结构抗火安全设计与评估(Ⅱ) --火灾作用下结构的分析及抗火验算

某综合楼为一高层钢结构建筑。试验及对火灾调查表明,由于构件相互作用及荷载传递路径的改变,整体结构中的构件的抗火性能与抗火试验中的简支梁或柱有很大不同。本文采用基于性能化思想的抗火设计方法,对该综合楼进行了整体分析,考虑了构件之间的相互作用,并结合梁产生悬链线效应后的特点,确定出构件的实际受力。据此进行了构件强度及稳定的验算,提高了构件在火灾作用下的安全性。在楼板的抗火设计中,采用较新的科研成果,考虑了薄膜效应的影响,使一部分次梁免于防火保护,降低了防火成本。     

抢险救灾物资保障模拟训练系统分析与设计

计算机模拟训练是增强抢险救灾应急保障能力的重要手段,在联合仿真建模技术的基础上分析并设计了抢险救灾物资保障模拟训练系统。提出了系统功能需求,主要包括物资保障业务、分布交互式协同、模型管理与优化、数据管理、过程推演与保障流程控制等;分析了三层系统结构,基础平台层由指挥系统、导调控制系统、RTI等组成,资源层由模型库、知识库、数据库等组成,应用层则由生活、野营、医疗、工程、装备等五个模拟训练子系统组成;给出了基于联合仿真建模技术的仿真模型设计流程,并完成了基于HLA的分布式系统设计,构建了抢险救灾物资保障的四类联邦成员,设计了FOM与SOM模型,完成了Agent-DEVS联邦模型与RTI的接口。以上研究为开展抢险救灾应急保障模拟训练奠定了基础。     

沿海地区台风灾害系统脆弱性过程诊断与评估以福建省为例——以福建省为例

基于自然灾害系统理论，分析了导致和影响台风灾害系统脆弱性过程的主要因素，并提出了脆弱性的诊断思路。通过分析，建立了台风灾害发生过程和灾害发生以后的脆弱性评估指标体系和评估模型，构建了台风灾害系统脆弱性综合指数模型，并以福建县域为单元，对福建省台风灾害系统脆弱性过程进行评价。研究表明，福建省台风灾害系统脆弱性呈上升趋势，空间上高值区集中分布在沿海地区，有从东部沿海向西部扩展的趋势。反映台风强度和福建人口、经济地区差异显著，建议应该制定区域综合减灾模式，逐步降低脆弱性，提高防御台风灾害能力。     

沿海地区台风灾害系统脆弱性过程诊断与评估——以福建省为例

基于自然灾害系统理论,分析了导致和影响台风灾害系统脆弱性过程的主要因素,并提出了脆弱性的诊断思路。通过分析,建立了台风灾害发生过程和灾害发生以后的脆弱性评估指标体系和评估模型,构建了台风灾害系统脆弱性综合指数模型,并以福建县域为单元,对福建省台风灾害系统脆弱性过程进行评价。研究表明,福建省台风灾害系统脆弱性呈上升趋势,空间上高值区集中分布在沿海地区,有从东部沿海向西部扩展的趋势。反映台风强度和福建人口、经济地区差异显著,建议应该制定区域综合减灾模式,逐步降低脆弱性,提高防御台风灾害能力。     

基于信息扩散与自助法的旱灾风险评估模型──以安徽为例

旱灾风险管理是抗旱减灾的科学手段、干旱及旱灾研究的重要方向,定量评估旱灾风险是旱灾风险管理的核心内容。为降低各种不确定性因素影响下旱灾风险评估结果的误差,提高结果的可靠性,提出运用信息扩散法估计旱灾损失的超越概率,结合自助法的区间估计算法,建立基于信息扩散与自助法的灾害风险评估模型,用不同置信水平下旱灾损失对应超越概率的置信区间来反映旱灾风险。将该模型运用于安徽省农业易旱地区干旱灾害风险评估,计算并确定在置信水平为0.75时安徽省易旱地区的旱灾风险区间评估结果合理、可靠,可为抗旱规划提供科学的决策依据。     

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。     

灾害避难行为的模拟模型研究（II）——单人单房情况的避难模拟

在我们已建立的避难行为模拟的初步模型的基础上,为了检验该模拟模型的实用性,就单人单房避难情况进行了模拟。检验了常见的墙移动,随朵移动、大力向移动等３种避难行为模式的避难效果,文中给出了模拟过程中各种参数的计算和设定方法,模拟结果表明：在较宽阔的房层内避难时,触墙移动是最有效的避难途径,在对单人单房避难模拟进行总结的基础上,本文还探讨了上述模型中存在的主要问题及其进一步完善的可能性。