基于多维矩阵的台风灾害链综合风险评估模型及其信息图谱表达

发布时间：2020-10-17 23:57

　　 台风灾害是中国东南沿海的主要自然灾害之一,其复杂的致灾机理及众多的灾害链模式给风险评估造成很大困难。针对目前的台风灾害风险评估在评估模型和结果表达方面存在的问题,本文提出一套基于多维矩阵方法的台风灾害链综合风险评估模型和自然灾害风险信息图谱表达方法,开展一系列方法和实证研究。主要研究内容及结论如下：(1)台风灾害链综合风险评估理论研究。对台风灾害链风险评估中涉及的基本概念进行厘定,归纳并总结目前已有的自然灾害风险评估模式、评估流程和方法；进而构建台风灾害链综合风险系统,创建台风灾害链综合风险评估的理论框架,提出基于多维矩阵的台风灾害链风险评估方法。(2)从大、中、小三级尺度开展基于GIS和多维矩阵的台风灾害链综合风险评估模型的方法与实证研究。在大尺度方面,以福建省为研究区,根据台风的移动路径、孕灾环境和承灾体特征,分析福建省台风灾害链的成灾机制及其影响特征,结合前人的研究成果,构建福建省台风灾害链模式；根据台风的移动路径进行情景设定,从致灾因子、孕灾环境和承灾体这三方面进行台风灾害链的风险分析；将基于指标体系的风险评估方法和基于多维矩阵的灾害链风险评估模型有机结合,开展大尺度台风灾害链的综合风险评估。在中尺度方面,以厦门市为研究区,在分析其台风灾害致灾因子、孕灾环境和承灾体特征的基础上,开展基于人口和土地利用类型的中尺度台风-暴雨灾害链的综合风险评估研究；在小尺度方面,以厦门市茂林溪流域为研究区,在分析历史台风暴雨、孕灾环境及山洪灾害特征的基础上进行情景模拟,获得各情景下的山洪淹没水深与淹没范围；根据灾害链系统特征及研究区特点,确定承灾体脆弱性及损失评估方法,在此基础上开展小尺度台风-暴雨-山洪灾害链综合风险评估。这三级尺度的方法与实证研究表明,基于多维矩阵的灾害链风险评估方法不仅能实现台风灾害链的综合风险评估,还能实现单项致灾因子及单类别承灾体的风险评估,使风险评估结果的表达具有灵活性及多样化特点,可为不同机构或部门提供相应的灾害风险信息,进而为个性化减灾预案的定制提供针对性强的决策支持。(3)台风灾害链综合风险信息图谱表达研究。针对现有风险评估结果常规表达方式存在的问题,基于地学信息图谱理论,建立了自然灾害风险信息图谱的理论框架。以大尺度台风灾害链综合风险评估结果为例,从征兆图谱、诊断图谱和实施图谱这三方面对福建省台风灾害链综合风险信息图谱类型进行概括与提炼；进而引入思维导图和多视图功能以探讨台风灾害链综合风险信息图谱的多维动态可视化表达方法。结果表明：思维导图方法能清晰地展现台风灾害链综合风险指标的层次结构,从而有利于用户挖掘、分析及重构各种风险信息及其之间的逻辑关系；而采用多视图的可视化方式,则可增强自然灾害综合风险信息图谱知识地图的多维、动态、互操作等的效果,从而更为高效地对风险格局的空间规律进行解析。
【学位单位】：福建师范大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2015
【中图分类】：P444;P429
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
中文文摘
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
        1.1.1 选题依据
        1.1.2 研究意义
        1.1.3 立题背景
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 台风灾害致灾因子研究
        1.2.2 台风灾害损失评估
        1.2.3 台风灾害风险评估
        1.2.4 台风灾害风险信息图谱
        1.2.5 存在问题
    1.3 研究内容与技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
第二章 台风灾害链综合风险评估的理论与方法
    2.1 台风灾害链风险评估的基本概念
        2.1.1 台风与台风灾害链
        2.1.2 灾害系统论与风险评估
    2.2 台风灾害链综合风险评估的理论体系
        2.2.1 台风灾害链风险系统的特征
        2.2.2 台风灾害链综合风险评估的框架
        2.2.3 台风灾害链风险分析的内容
        2.2.4 台风灾害链综合风险评估的内容
    2.3 台风灾害链综合风险评估的空间尺度
        2.3.1 风险评估空间尺度的划分标准
        2.3.2 风险评估的空间尺度效应
    2.4 台风灾害链综合风险评估的方法
        2.4.1 现有的台风灾害链综合风险评估方法
        2.4.2 基于多维矩阵的台风灾害链综合风险评估方法
        2.4.3 台风灾害链综合风险评估的流程
    2.5 本章小结
第三章 研究区概况及基础数据
    3.1 研究区概况
        3.1.1 福建省概况
        3.1.2 厦门市概况
        3.1.3 茂林溪流域概况
    3.2 台风灾害链的基础数据库构建
        3.2.1 历史台风灾害背景数据库
        3.2.2 台风灾害地面本底数据库
    3.3 本章小结
第四章 大尺度台风灾害链综合风险评估——以福建省为例
    4.1 台风灾害链的特征分析
        4.1.1 台风灾害链的成灾机制
        4.1.2 主要台风灾害链类型
        4.1.3 台风灾害链的时空分布特征
    4.2 台风灾害链的综合风险评估方法及指标体系
        4.2.1 台风灾害链的综合风险评估方法
        4.2.2 台风灾害链综合风险评估的指标体系
    4.3 台风灾害链的风险分析
        4.3.1 台风灾害链的致灾因子危险性分析
        4.3.2 台风灾害链的孕灾环境敏感性分析
        4.3.3 台风灾害链的承灾体脆弱性分析
    4.4 台风灾害链的综合风险评估
        4.4.1 单项致灾因子对单类别承灾体的风险评估
        4.4.2 单项致灾因子的综合风险评估
        4.4.3 单类别承灾体的综合风险评估
        4.4.4 综合风险评估
    4.5 本章小结
第五章 中尺度台风-暴雨灾害链的综合风险评估——以厦门市为例
    5.1 台风灾害链的特征分析
        5.1.1 台风灾害链的成灾机制
        5.1.2 主要台风灾害链类型
        5.1.3 不同移动路径下的台风灾害链特征
    5.2 台风-暴雨灾害链的综合风险评估方法及指标体系
        5.2.1 台风-暴雨灾害链的综合风险评估方法
        5.2.2 台风-暴雨灾害链综合风险评估的指标体系
    5.3 台风-暴雨灾害链的风险分析
        5.3.1 台风-暴雨灾害链的致灾危险性分析
        5.3.2 台风-暴雨灾害链的孕灾环境敏感性分析
        5.3.3 台风-暴雨灾害链的承灾体脆弱性分析
    5.4 台风-暴雨灾害链的综合风险评估
        5.4.1 单类别承灾体的综合风险评估
        5.4.2 综合风险评估
    5.5 本章小结
第六章 小尺度台风-暴雨-山洪灾害链综合风险评估——以茂林溪流域为例
    6.1 台风-暴雨频率分析
        6.1.1 最大日降雨量频率分析
        6.1.2 短历时暴雨频率分析
    6.2 暴雨-山洪灾害过程的情景模拟
        6.2.1 情景设置
        6.2.2 降雨-径流过程模拟
        6.2.3 山洪灾害淹没模拟
    6.3 台风-暴雨-山洪灾害链的综合风险评估
        6.3.1 风险分析
        6.3.2 综合风险评估
    6.4 本章小结
第七章 台风灾害链的综合风险信息图谱表达
    7.1 自然灾害风险信息图谱概述
        7.1.1 自然灾害风险信息图谱的基本概念
        7.1.2 自然灾害风险信息图谱的理论框架
        7.1.3 自然灾害风险信息图谱的主要特征
    7.2 台风灾害链综合风险信息图谱类型的概括与提炼
        7.2.1 台风灾害链的综合风险征兆图谱
        7.2.2 台风灾害链的综合风险诊断图谱
        7.2.3 台风灾害链的综合风险实施图谱
    7.3 台风灾害链综合风险信息图谱的多维动态可视化表达
        7.3.1 基于思维导图的综合风险信息图谱组织管理
        7.3.2 综合风险信息图谱的多视图及视图同步
        7.3.3 综合风险信息图谱的多维动态可视化实现
    7.4 本章小结
第八章 结论与展望
    8.1 主要结论
    8.2 主要创新点
    8.3 问题与展望
参考文献
攻读学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
个人简历

【引证文献】

本文编号：2845479