热带海洋学报 ›› 2023, Vol. 42 ›› Issue (5): 17-29.doi: 10.11978/2022092CSTR: 32234.14.2022092
所属专题: 全球变化专题
田城1(), 黎鑫1(
), 杜洋1, 李明1, 谢勇2, 夏际炉3
收稿日期:
2022-04-29
修回日期:
2022-07-12
出版日期:
2023-09-10
发布日期:
2022-07-19
作者简介:
田城(1998—), 男, 湖南省常德市人, 硕士研究生, 从事海洋灾害风险评估研究。email: TCzcyx2021@163.com
基金资助:
TIAN Cheng1(), LI Xin1(
), DU Yang1, LI Ming1, XIE Yong2, XIA Jilu3
Received:
2022-04-29
Revised:
2022-07-12
Online:
2023-09-10
Published:
2022-07-19
Supported by:
摘要:
针对热带气旋灾害的复杂性和不确定性, 文章基于贝叶斯网络和地理信息系统(geographic information system, GIS)提出了一种新的热带气旋灾害风险评估模型。该模型能够从客观历史数据中自动挖掘灾害影响因素间的因果关系, 并以概率形式进行表达和推理, 从而对不确定灾害风险进行评估预测。基于1980—2016年中国东南沿海三省(广东、福建、浙江)的热带气旋灾害历史数据进行风险评估实验, 选取致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体脆弱性3个方面共计12个评估指标作为模型输入, 直接经济损失量化为灾害风险等级作为模型输出, 构建基于贝叶斯网络的风险评估模型。然后利用2017—2021年热带气旋灾害数据进行模型检验, 评估预测的准确率为80.75%。模型预测的极低、低、中、高和极高风险的相对误差分别为27.72%、8.45%、18.58%、16.52%和19.12%, 风险预测值的区划结果在空间形态上与实际灾害损失分布高度一致。此外, 还将评估模型构建方法应用于“莫兰蒂”台风灾害个例的风险评估。结果表明, 模型评估出的灾害高风险和极高风险区域与实际灾情报告基本一致。由此可见, 本研究建立的热带气旋灾害风险评估模型具有较高的准确率和可信度, 为热带气旋灾害风险评估提供了一种新的方法途径和技术支撑。
田城, 黎鑫, 杜洋, 李明, 谢勇, 夏际炉. 基于贝叶斯网络和GIS的热带气旋灾害风险评估[J]. 热带海洋学报, 2023, 42(5): 17-29.
TIAN Cheng, LI Xin, DU Yang, LI Ming, XIE Yong, XIA Jilu. Assessment of tropical cyclone disaster risk based on the Bayesian network and GIS[J]. Journal of Tropical Oceanography, 2023, 42(5): 17-29.
表2
离散指标数据"
划分的区域单元格 | 1 | 2 | 3 | 4 | …… | 4039 | 4040 | 4041 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
最小中心压强 | 1 | 1 | 1 | 2 | …… | 4 | 4 | 4 |
频率 | 1 | 1 | 1 | 0 | …… | 4 | 4 | 4 |
影响持续时间 | 0 | 0 | 0 | 0 | …… | 2 | 4 | 4 |
降水 | 4 | 4 | 4 | 4 | …… | 0 | 0 | 0 |
风速 | 2 | 2 | 2 | 2 | …… | 2 | 1 | 2 |
高程 | 3 | 4 | 3 | 4 | …… | 3 | 3 | 3 |
坡度 | 4 | 4 | 3 | 4 | …… | 3 | 3 | 3 |
土地利用覆盖率 | 1 | 3 | 4 | 4 | …… | 3 | 4 | 0 |
归一化植被指数 | 2 | 0 | 2 | 3 | …… | 1 | 1 | 1 |
海岸线接近距离 | 2 | 2 | 2 | 3 | …… | 4 | 4 | 4 |
GDP | 4 | 4 | 4 | 4 | …… | 4 | 4 | 4 |
人口密度 | 0 | 0 | 0 | 0 | …… | 0 | 0 | 0 |
热带气旋灾害风险 | 3 | 3 | 3 | 3 | …… | 2 | 2 | 2 |
[1] |
包文轩, 宫阿都, 徐澯, 等, 2023. 基于区域灾害系统论的广东省台风灾害风险评估——以“山竹”台风为例[J]. 北京师范大学学报(自然科学版), 59(1): 94-103.
|
|
|
[2] |
陈楷俊, 陈艺仪, 陈菁, 2019. 近30年粤东地区台风灾害风险评估与分析[J]. 水土保持研究, 26(3): 362-366, 372.
|
|
|
[3] |
陈香, 2007. 福建省台风灾害时空变化分析[J]. 灾害学, 22(4): 66-70.
|
|
|
[4] |
高歌, 黄大鹏, 赵珊珊, 2019. 基于信息扩散方法的中国台风灾害年月尺度风险评估[J]. 气象, 45(11): 1600-1610.
|
|
|
[5] |
黎鑫, 洪梅, 王博, 等, 2012. 南海-印度洋海域海洋安全灾害评估与风险区划[J]. 热带海洋学报, 31(6): 121-127.
|
doi: 10.11978/j.issn.1009-5470.2012.06.019 |
|
[6] |
李超超, 田军仓, 申若竹, 2020. 洪涝灾害风险评估研究进展[J]. 灾害学, 35(3): 131-136.
|
|
|
[7] |
李明, 张韧, 洪梅, 2018a. 基于加权贝叶斯网络的海洋灾害风险评估[J]. 海洋通报, 37(2): 121-128.
|
|
|
[8] |
李明, 张韧, 洪梅, 等, 2018b. 基于信息流改进的贝叶斯网络结构学习算法[J]. 系统工程与电子技术, 40(6): 1385-1390.
|
doi: 10.3969/j.issn.1001-506X.2018.06.28 |
|
[9] |
刘合香, 卢耀健, 王萌, 等, 2020. 基于信息扩散技术的华南极端台风灾害风险评估[J]. 热带海洋学报, 39(3): 31-41.
doi: 10.11978/2019071 |
doi: 10.11978/2019071 |
|
[10] |
民政部门户网站, 2022.06.17. 国家减灾委、民政部紧急启动国家Ⅳ级救灾应急响应协助福建省做好“莫兰蒂”台风灾害救灾工作[EB/OL]. [2016-09-16]. http://www.ndrcc.org.cn/yjgz/10466.jhtml (in Chinese).
|
[11] |
潘金兰, 徐庆娟, 刘合香, 2021. 基于AHP-TOPSIS最优组合赋权的台风灾害风险评估[J]. 南宁师范大学学报(自然科学版), 38(1): 60-67.
|
|
|
[12] |
申怀飞, 杨清洁, 魏亿鑫, 等, 2020. 基于GIS的湖南省滑坡灾害风险和损失评估[J]. 水土保持通报, 40(6): 146-152, 329.
|
|
|
[13] |
汤国安, 2019. 地理信息系统教程(第二版)[M]. 北京: 高等教育出版社.
|
|
|
[14] |
王洁, 杨奕杰, 王杰, 等, 2021. 基于近20a历史数据的中国沿海城市台风灾害风险评估[J]. 海洋预报, 38(5): 24-30.
|
|
|
[15] |
王伟, 金贤锋, 2020. 面向国土空间规划的测绘地理信息技术及数据成果服务应用展望[J]. 测绘通报, 12: 58-64.
|
|
|
[16] |
温家洪, 黄蕙, 陈珂, 等, 2012. 基于社区的台风灾害概率风险评估——以上海市杨浦区富禄里居委地区为例[J]. 地理科学, 32(3): 348-355.
doi: 10.13249/j.cnki.sgs.2012.03.348 |
|
|
[17] |
吴斌, 钱业, 王瑞芳, 等, 2021. 全球气候模式对影响西北太平洋台风强度的大尺度环境因子的模拟评估[J]. 干旱气象, 39(3): 466-479.
|
|
|
[18] |
徐庆娟, 潘金兰, 刘合香, 2020. 基于云模型—风险矩阵的华南台风灾害综合等级评估[J]. 气象与减灾研究, 43(3): 161-169.
|
|
|
[19] |
于小兵, 俞显瑞, 吉中会, 等, 2019. 基于信息扩散的东南沿海台风灾害风险评估[J]. 灾害学, 34(1): 73-77.
|
|
|
[20] |
张悦, 李珊珊, 陈灏, 等, 2017. 广东省台风灾害风险综合评估[J]. 热带气象学报, 2017, 33(2): 281-288.
|
|
|
[21] |
周华任, 张晟, 穆松, 等, 2015. 综合评价方法及其军事应用[M]. 北京: 清华大学出版社.
|
|
|
[22] |
朱婧, 陆逸, 李国平, 等, 2017. 基于县级分辨率的福建省台风灾害风险评估[J]. 灾害学, 32(3): 204-209.
|
|
|
[23] |
朱婧, 叶龙彬, 陈德花, 等, 2020. 1614号台风“莫兰蒂”在厦门湾及其周边海域引发风暴潮的数值模拟[J]. 海洋预报, 37(6): 20-30.
|
|
|
[24] |
中国新闻网, 2022.06.17. “莫兰蒂”台风造成浙闽直接经济损失210.73亿元[EB/OL]. http://news.cri.cn/uc-eco/20160918/660ac9c9-c670-1ba3-a8a2-c93667984aab.html (in Chinese).
|
[25] |
doi: 10.1080/19475705.2020.1753823 |
[26] |
|
[27] |
|
[28] |
|
[29] |
doi: 10.1142/S0218194014500119 |
[30] |
doi: 10.3390/su12104212 |
[31] |
|
[32] |
doi: 10.1016/j.scitotenv.2019.07.132 |
[33] |
doi: 10.1007/s10668-018-0086-2 |
[34] |
doi: 10.1175/2009BAMS2755.1 |
[35] |
doi: 10.3390/jmse9060640 |
[36] |
doi: 10.1007/s11802-021-4631-5 |
[37] |
doi: 10.3390/su13010147 |
[38] |
doi: 10.3390/su132011507 |
[39] |
|
[40] |
doi: 10.3390/geosciences9020058 |
[41] |
doi: 10.1080/13658810600852230 |
[42] |
|
[43] |
doi: 10.1016/j.apm.2011.07.083 |
[44] |
doi: 10.3390/su10103810 |
[45] |
doi: 10.1080/19475705.2019.1685010 |
[46] |
doi: 10.1002/joc.2016.36.issue-4 |
[47] |
doi: 10.1080/19475705.2017.1362040 |
[48] |
|
[1] | 丁依婷, 董帝渤. 基于韧性视角的福建沿海风暴潮风险综合评估研究[J]. 热带海洋学报, 2024, 43(1): 126-136. |
[2] | 陈子燊, 施伟勇, 路剑飞. 波高周期联合分布四种重现水平对比分析*[J]. 热带海洋学报, 2018, 37(4): 18-23. |
[3] | 郝勤伟, 徐向荣, 陈辉, 刘珊, 陈军, 刘双双, 应光国. 广州市南沙水产养殖区抗生素的残留特性*[J]. 热带海洋学报, 2017, 36(1): 106-113. |
[4] | 张广平, 谢忠, 罗显刚, 张晨晓. 基于WebGIS的海南省台风灾害管理决策辅助系统[J]. 热带海洋学报, 2014, 33(6): 80-87. |
[5] | 黎鑫, 洪梅 王博 张韧 葛珊珊 钱龙霞. 南海-印度洋海域海洋安全灾害评估与风险区划[J]. 热带海洋学报, 2012, 31(6): 121-127. |
Viewed | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Full text 1128
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Abstract 669
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Cited |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Shared | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|