基于GIS的洪灾损失评估方法
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洪灾损失评估计算方法 根据灾害对人类生存和发展目标的影响 # 洪灾损 失可分为经济损失和非经济损失等 ! 洪灾 非 经 济 损 失 包 括 受 灾 人 口"受 灾 面 积 "灾 害 的 政 治 社 会 影 响 # 洪灾的生态环境影响等 ! 根据洪灾发展的时间特征 # 洪灾经济损失可分为直接经济损失和间接经济损 失!
% 3& 洪灾过 后 # 原 淹 没 区 内 重 建 恢 复 期 间 农 业 净 产值的减少 ’ 原淹没区与影响区工商企业 在 恢 复 期 间减少的净产值和多增加的年运行费用 ’ 以 及 恢 复 期间用于救灾与恢复生产的各种费用支出 等 ( 时 间 后效性波及损失 )[3]!
GI S 技术 # 成功地建立了国家防洪遥感信息系统 ! !
:)8 ;<= 在灾情评估中的应用子系统 在洪灾损失评
估中 # 要将各种社会经济数据和空间地理 数 据 进 行 综合处理 # 来对可能形成的洪水灾害所造 成 的 损 失 进行评估 ! 因此 # 洪灾损失评估是以地理信息系统为 基础的 # 而地理信息系统的基础是空间数据 # 空间数 据是指以地球表面空间位置为参照的自然 " 社 会 和 人文经济数据 # 可以是图形 " 图像 # 也可以是文字 " 表 格和数字等 ! 空间数据主要包括基本地理 数 据 和 专 题数据 $ 基本地理数据是所研究区域的地 理 区 域 的
p 为冲淤情况分级数 ’ n 为财产类型 % 经济部门& 数 ’ m 为按经济发展水平分区的分区数 ’ l为洪水淹没程度 % 水深与历时& 的分级数 ! 7)9 洪灾间接经济损失 7)9)8 洪灾间接经济损失的组成 % 1& 抗洪抢险 " 抢运物质 " 灾 民 救 护 " 转 移 " 安 置 "
救 济 灾 区 "开 辟 临 时 交 通 "通 讯 "供 电 与 供 水 管 线 的 费用 ! % 2& 由于洪水淹没区内工商企业停产 " 农业停产 " 交通运输受阻或中断 # 致使其他地区有关 工 矿 企 业 因原材料供应不足或中断而停工停产及产品 积 压 造 成的经济损失 # 以及淹没区外工矿企业为 解 决 原 材 料不Байду номын сангаас和产品外运采用其他途径绕道运输所 增 加 的
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T& # 该系统是集洪水规划和紧急反映为一体 % FERSI
的计算机分析系统 # 它以 A r cV i ew G I S 为系统集成环 境 # 提供遥感影像 $ 英国开发了洪水损失更新系统
ESTD A M $ 澳大利亚国立大 学 开 发 了 洪 水 损 失 程 序 A N U FLO O D [1,2]# 这 些 G I S 技术的应用为洪灾损失快
引言 洪灾是世界上最严重 ! 最频繁的自然灾害之一 " 中国每年因洪水灾害造成的经济损失约占全 部 自 然 灾害损失的 60% 以上 # 其直接经济损失不少于人民 币百亿元 " 为避免和减轻洪水灾害损失 # 迫切需要建 立一个科学 ! 合理的洪灾损失评估系统 # 以利于了解 不同频率的洪 水 所 造 成 的 灾 害 在 时 空 上 的 分 布 #为 洪泛区防洪规划和土地利用以及洪水保险提供依 据 # 为洪泛区的防洪预案和洪水调度提供 决 策 支 持 条件 " 随着人们水患意识的加强 # 减灾工作受到重视 # 不断有新方法和新技术应用到评估分析中 " 基于 G I S 的洪灾损失评估方法则是运用 G I S 技术研究洪水灾 害 # 该方法不仅能准确快速地提供研究所 需 要 的 数 据 # 而且能对数据进行进一步的处理 " 利用 GI S 技术处理和分析流域各种空间和地理数 据 # 为流域管理和规划提供决策服务 $ 加 拿大紧急事 物 管 理 部 门 % EPC& 建 立 了 洪 水 应 急 遥 感 信 息 系 统
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费用等造成的 ( 地域性波及损失 )!
农业信息科学
理信息系统等研究与建设 ! 以国家遥感中 心 为 首 的 遥 感 应 用 机 构 也 于 1990 年 综 合 应 用 遥 感 " 通 信 和
110161 沈 阳 农 业 大 学 73 信 箱 # Em ai l : i cegi r l 2145@ s i na. com " 收 稿 日 期 !20050125# 修 回 日 期 ’20050225"
Chi nes eA gr i cul t ur alSci enceBul l et i n V ol . 21 N o. 6 2005 J une
中国农学通报
农业信息科学
第 !" 卷 第 # 期 !$$% 年 # 月
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经纬度和直角坐标 & 地形地貌 & 河流水系 & 土质植被 & 道 路 交 通 &行 政 区 域 &人 口 居 民 地 要 素 等 ’专 题 信 息 数据是指和洪水灾害有关的气象数据 & 基 础 设 施 分 布数据 & 水文水利数据 & 水利工程布局数据等 [6]$
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应用 于 洪 灾 损 失 评 估 的 地 理 信 息 系 统 由 四 部 分 组成 ( 数据输入 ’ 查询分析 ’ 数据输出 ’ 可视界面二次 开发 [6~8] 输入编辑 G I ( 1) S 的输入编辑系统能够对所有的
数据 ! 包括矢量数据 " 栅格数据 " 注记和属性数据# 进 行交互式的输入 " 接收 " 编辑 $ 利用此功能可以将 所 研究区域的地 形 图 按 不 同 的 地 理 要 素 分 层 录 入 %如 将 水 文 站 点 &闸 坝&村 庄 &河 流 &铁 路 &行 政 区 等 分 别 录入不同的图层 % 进行分层管理 % 以适应各种查询的 需要 $
7)9)9 洪灾间接经济损失的计算方法 % 1& 直 接 调 查 估 算 法 $ 就 是 调 查 洪 泛 区 的 社 会 经
济情况 " 各种洪水的淹没水深和淹没范围 " 洪水对淹 没区的生活 " 生产和生态环境的影响 # 在上述统计资 料的基础上 # 运用数理统计的方法 # 估算出洪灾间接 经济损失 ! 目前这种方法估算误差较大 # 应用范围十 分有限 # 故应用较少 ! % 2& 经验系数法 $ D i!K D d 式 中 #D i 是 洪 水 给 某 部 门 所 造 成 的 洪 灾 间 接 经 济 损 失 ’D d 是 洪 水 给 某 部 门 所 造 成 的 洪 灾 直 接 经 济
"
国内外研究现状 在国外许多 发 达 国 家 # 基 于 G I S 的洪灾损失评
估系统已进入实用阶段 # 如美国田纳西流 域 管 理 局
第 一 作 者 简 介 ! 曹 丽 娜 #1979 年 出 生 # 女 # 辽 宁 营 口 人 # 沈 阳 农 业 大 学 2002 级 在 读 硕 士 研 究 生 # 主 要 从 事 水 资 源 开 发 利 用 方 面 的 研 究 " 通 信 地 址 ’
[ 3] 价值之比 ) !
7)7 洪 灾 总 经 济 损 失 洪 灾 总 的 经 济 损 失 可 按 下 式
计算 $ % &./& !".0+ !+% 式中 #!+ 为一次洪灾造成的总经济损失 ’ !" 为一次洪灾造成的直接经济损失 ’ % 即第一部分间 接 损 0+ 为抗洪 " 抢险 " 救灾费用 失 # 可调查统计求得& ’
4] 损失 ’K 为洪灾间接经济损失经验系数 [3, !
7)8 洪 灾 直 接 经 济 损 失 洪 灾 的 直 接 经 济 损 失 是 指
洪水直接淹没造成的物质方面的损失和 ! 根 据 实 物 形态可分为 $ 居民住房及室内财产损失 " 企业资产损 失 " 事业资产损失 " 自然资源损失 " 生命线系统损失 " 农作物损失等 ! 目前 洪 灾 经 济 财 产 损 失 多 考 虑 与 淹 没 深 度 的 关 系 # 如果在洪水淹没区内土地利用状况的类别很多 # 则应分别对农业 % 包 括 农 " 林 " 牧 " 副 " 渔 五 业& 用 地 " 工商业用地 " 交通运输设施及住宅用地等 分 别 进 行 调查统计 # 以便求出各种不同土地利用条 件 下 不 同 淹没深度的洪灾损失率 ( 洪灾损失率是描述洪灾直 接经济损失的一个相对指标 , 通常指各类承载体遭受 洪灾损失的价值与灾前或正常年份其原有或 应 有 的
按洪灾损失率计算的直接经济损失值为 $
# ’ ) +
! 为反映第二与第三部分间接损失的洪灾间接
损失系数 !
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式中 $-$(*, 与 !$(*, 为第 s 级冲淤情况下 " 第 k 级淹 没 程 度 范 围 内 " 第 j类 经 济 分 区 " 第 i 类 财 产 值 和 相 应的损失率 ’
中国农学通报
农业信息科学
第 !" 卷 第 # 期 !$$% 年 # 月
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基于 #$% 的洪灾损失评估方法
曹丽娜 ! 何俊仕
% 沈 阳 农 业 大 学 水 利 学 院 # 辽 宁 110161&
摘 要 ! 洪灾损失评估是防洪减灾领域的一项基础性工作 " 笔者在国内外洪灾损失评估信息系统研究 的基础上 ! 对现有的洪灾损失评估方法进行了探讨 ! 论述了 89: 技术在洪灾损失评估中的应用 # 特点 及作用等 ! 并提出了洪灾损失评估有待解决的问题及未来发展趋势 ! 为科学 # 有效的采取防洪减灾措 施提供一定的参考依据 " 关键词 ! 洪灾 $ 损失评估 $89:
速有效的评估提供了广阔的前景 " 中国自 20 世纪 80 年代后期 # 就将地理信息系统 应用于灾情评估 # 目前已成为这方面不可 缺 少 的 技 术支撑 " 洪涝灾害的监测评估也发展为业 务 运 行 系 统 # 为国务院和国家防汛抗旱指挥部提供 了 大 量 有 关灾情的信息 # 为防洪减灾和救灾做出了重大贡献 " 例如 # 中国科学院资源与环境系统国家重 点 实 验 室 先后开展了中国主要洪泛区的洪水管理与灾 情 评 价 信息系统 ! 黄河下游洪水险情预测和灾情 对 策 信 息 系统 ! 黄河三角洲区域信息系统 ! 南京市防洪减灾地
#$% 在洪灾损失评估中的应用 地理信息系统 S& 属 于 空 间 信 息 系 统 # 它 具 有 % GI
存储 " 显示 " 检索 " 叠加 " 分析和统计等功能 # 是一种理 想的能为防洪决策提供信息支持的工具 [5]! 借助于地 理信息系统可以对洪水的形成 " 发展条件 " 灾情分析 进行综合评价 ’ 估计洪灾损失 " 制定灾民撤退路线 " 确 定险工段 " 制定避洪设施建设方案 # 并可利用系统中 具有的丰富的信息 # 进行洪泛区资源调查 " 水土资源 综合利用规划等工作 !
% 3& 洪灾过 后 # 原 淹 没 区 内 重 建 恢 复 期 间 农 业 净 产值的减少 ’ 原淹没区与影响区工商企业 在 恢 复 期 间减少的净产值和多增加的年运行费用 ’ 以 及 恢 复 期间用于救灾与恢复生产的各种费用支出 等 ( 时 间 后效性波及损失 )[3]!
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估中 # 要将各种社会经济数据和空间地理 数 据 进 行 综合处理 # 来对可能形成的洪水灾害所造 成 的 损 失 进行评估 ! 因此 # 洪灾损失评估是以地理信息系统为 基础的 # 而地理信息系统的基础是空间数据 # 空间数 据是指以地球表面空间位置为参照的自然 " 社 会 和 人文经济数据 # 可以是图形 " 图像 # 也可以是文字 " 表 格和数字等 ! 空间数据主要包括基本地理 数 据 和 专 题数据 $ 基本地理数据是所研究区域的地 理 区 域 的
p 为冲淤情况分级数 ’ n 为财产类型 % 经济部门& 数 ’ m 为按经济发展水平分区的分区数 ’ l为洪水淹没程度 % 水深与历时& 的分级数 ! 7)9 洪灾间接经济损失 7)9)8 洪灾间接经济损失的组成 % 1& 抗洪抢险 " 抢运物质 " 灾 民 救 护 " 转 移 " 安 置 "
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引言 洪灾是世界上最严重 ! 最频繁的自然灾害之一 " 中国每年因洪水灾害造成的经济损失约占全 部 自 然 灾害损失的 60% 以上 # 其直接经济损失不少于人民 币百亿元 " 为避免和减轻洪水灾害损失 # 迫切需要建 立一个科学 ! 合理的洪灾损失评估系统 # 以利于了解 不同频率的洪 水 所 造 成 的 灾 害 在 时 空 上 的 分 布 #为 洪泛区防洪规划和土地利用以及洪水保险提供依 据 # 为洪泛区的防洪预案和洪水调度提供 决 策 支 持 条件 " 随着人们水患意识的加强 # 减灾工作受到重视 # 不断有新方法和新技术应用到评估分析中 " 基于 G I S 的洪灾损失评估方法则是运用 G I S 技术研究洪水灾 害 # 该方法不仅能准确快速地提供研究所 需 要 的 数 据 # 而且能对数据进行进一步的处理 " 利用 GI S 技术处理和分析流域各种空间和地理数 据 # 为流域管理和规划提供决策服务 $ 加 拿大紧急事 物 管 理 部 门 % EPC& 建 立 了 洪 水 应 急 遥 感 信 息 系 统
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估系统已进入实用阶段 # 如美国田纳西流 域 管 理 局
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计算 $ % &./& !".0+ !+% 式中 #!+ 为一次洪灾造成的总经济损失 ’ !" 为一次洪灾造成的直接经济损失 ’ % 即第一部分间 接 损 0+ 为抗洪 " 抢险 " 救灾费用 失 # 可调查统计求得& ’
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洪水直接淹没造成的物质方面的损失和 ! 根 据 实 物 形态可分为 $ 居民住房及室内财产损失 " 企业资产损 失 " 事业资产损失 " 自然资源损失 " 生命线系统损失 " 农作物损失等 ! 目前 洪 灾 经 济 财 产 损 失 多 考 虑 与 淹 没 深 度 的 关 系 # 如果在洪水淹没区内土地利用状况的类别很多 # 则应分别对农业 % 包 括 农 " 林 " 牧 " 副 " 渔 五 业& 用 地 " 工商业用地 " 交通运输设施及住宅用地等 分 别 进 行 调查统计 # 以便求出各种不同土地利用条 件 下 不 同 淹没深度的洪灾损失率 ( 洪灾损失率是描述洪灾直 接经济损失的一个相对指标 , 通常指各类承载体遭受 洪灾损失的价值与灾前或正常年份其原有或 应 有 的
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曹丽娜 ! 何俊仕
% 沈 阳 农 业 大 学 水 利 学 院 # 辽 宁 110161&
摘 要 ! 洪灾损失评估是防洪减灾领域的一项基础性工作 " 笔者在国内外洪灾损失评估信息系统研究 的基础上 ! 对现有的洪灾损失评估方法进行了探讨 ! 论述了 89: 技术在洪灾损失评估中的应用 # 特点 及作用等 ! 并提出了洪灾损失评估有待解决的问题及未来发展趋势 ! 为科学 # 有效的采取防洪减灾措 施提供一定的参考依据 " 关键词 ! 洪灾 $ 损失评估 $89:
速有效的评估提供了广阔的前景 " 中国自 20 世纪 80 年代后期 # 就将地理信息系统 应用于灾情评估 # 目前已成为这方面不可 缺 少 的 技 术支撑 " 洪涝灾害的监测评估也发展为业 务 运 行 系 统 # 为国务院和国家防汛抗旱指挥部提供 了 大 量 有 关灾情的信息 # 为防洪减灾和救灾做出了重大贡献 " 例如 # 中国科学院资源与环境系统国家重 点 实 验 室 先后开展了中国主要洪泛区的洪水管理与灾 情 评 价 信息系统 ! 黄河下游洪水险情预测和灾情 对 策 信 息 系统 ! 黄河三角洲区域信息系统 ! 南京市防洪减灾地
#$% 在洪灾损失评估中的应用 地理信息系统 S& 属 于 空 间 信 息 系 统 # 它 具 有 % GI
存储 " 显示 " 检索 " 叠加 " 分析和统计等功能 # 是一种理 想的能为防洪决策提供信息支持的工具 [5]! 借助于地 理信息系统可以对洪水的形成 " 发展条件 " 灾情分析 进行综合评价 ’ 估计洪灾损失 " 制定灾民撤退路线 " 确 定险工段 " 制定避洪设施建设方案 # 并可利用系统中 具有的丰富的信息 # 进行洪泛区资源调查 " 水土资源 综合利用规划等工作 !