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基于地理信息系统的重庆市自然灾害综合区划及评价
第28卷第4期西南师范大学学报(自然科学版2003年8月Vol.28No.4JournalofSouthwestChinaNormalUniversity(NaturalScienceAug.2003
文章编号:
10005471(200304062706
基于地理信息系统的重庆市
自然灾害综合区划及评价
蒋勇军1,况明生1,李林立1,冯绍国1,
方佳军2,高方立2,何凌云2,曹晓林2,杨定中2
11西南师范大学资源环境科学学院,重庆400715;21重庆市人民政府救灾办公室,重庆400015
摘要:
从孕灾环境、自然致灾因子和承灾体3个方面选取区划指标,通过地理信息系统(GIS空间分析,分别得到重庆市孕灾环境敏感度图、自然致灾因子危险度图和区域承灾体脆弱度图;将上述3幅图进行叠加分析,得到重庆市自然灾害区划的基本单元,然后对基本单元属性数据库的数据处理,根据拟定的区划原则,采用/自下而上0的区划定量分析方法并结合/自上而下0的区划方法对重庆市自然灾害进行区划,得到4个自然灾害区;从属性数据库中提取相关属性数据,得到每个自然灾害区的基本特征;最后,分别对每个自然灾害区的自然灾害、环境以及社会经济情况进行详细的评价.
关键词:
地理信息系统;重庆市;定量分析;自然灾害综合区划与评价
中图分类号:
X43;X37;X322;TP391;TP226文献标识码:
A
自然灾害综合区划的研究,从本质上来说是属于自然区划的一部分[1].国外学者对自然灾害综合区划的研究多是针对单一灾害类型以及有关公众对灾害的应急对策和小区域的研究,并引入GIS技术来定量进行研究[2-5].国内学者对自然灾害单灾种的区划较多,综合区划的研究也逐渐增多,区划指标已经由单一的指标向综合指标发展,并且技术手段呈现多样化,特别是GIS技术手段逐渐被引入;同时区划方法从定性分析向定量分析发展.
从国内外十多年自然灾害区划文献来看,大多数区域划分方法局限于对单元属性数据的处理,对单元空间分布及其之间的依赖关系等空间要素考虑不多.因此,本文尝试在GIS平台上既考虑空间单元属性信息的同时,又考虑空间单元的相互关系,使二者有机的结合起来,将定性分析与定量分析相结合运用于自然灾害区域划分.
1重庆市自然灾害综合区划的目的、原则和方法
111区划的目的和意义
重庆市是全国自然灾害极为严重的地区,自然灾害带来的经济损失、人员伤亡及资源环境的破坏触目惊心,严重制约了重庆市区域社会、经济、资源环境的可持续发展.重庆市自然灾害综合区划的目的和意义在于:
¹揭示重庆市不同地域自然灾害的区域差异及演变过程,指导区域防灾、减灾工作;º分析研究各级灾害单元的性质、特点,并进行灾害的经济影响评价;»查明人类活动与灾害形成机制之间的关系,特别是预见在国土资源开发中可能出现的加重灾害的消极后果,并在开发前提出合理利用与维护生态环境的防灾、减灾对策措施.
¹收稿日期:
20021101
基金项目:
院士基金项目;重庆市科委/重庆市2002-2010年减灾规划0项目(99-5482.
,,.
112区划的原则区划原则是进行自然灾害区划的基础,它为选取区划指标、区划方法、区划等级等提供基本依据.进行自然灾害区划,应该同时考虑自然灾害系统各组成部分(孕灾环境、致灾因子、承灾体和灾情的不同要素,遵循灾情形成机制,分析主要灾种区域分异规律等,根据以上的要求,在进行重庆市自然灾害综合区划时,主要遵循以下原则:
¹区域自然灾害孕灾环境的一致性和差异性;º区域自然灾害致灾因子组合类型、时空聚散、强度和频度分布的一致性和差异性;»区域自然灾害承灾体类型、承灾能力和抗灾能力的一致性和差异性;¼为防灾、减灾服务,在满足其它条件的基础上,尽可能保持县级行政线的完整性.113区划的方法
根据灾害系统理论[6],区域灾害系统是由孕灾环境、致灾因子和承灾体共同组成的地球表层异变系统.因此,从孕灾环境、自然致灾因子和承灾体3个方面选取自然灾害综合区划所需基础图件并建立相应的自然灾害数据库,确定自然灾害基本单元并筛选出自然灾害综合区划所需的量化指标,在GIS支持下,采用/自下而上0并结合/自上而下0的自然区划方法来定量地进行自然灾害综合区划.
2重庆市自然灾害综合区划
211GIS软件的选取
选用国内的MapGIS和美国MapInfo公司的MapInfoProfessional510两软件来完成重庆市自然灾害综合区划.212基础图件及区划量化指标
21211基础图件
以重庆市政区图及相应的社会、经济等要素的属性数据库作为基础底图,以重庆市地貌图、重庆市伏旱频率图、重庆市洪涝灾害分布图、重庆市地质灾害分布图等来定量分析重庆市自然灾害区域分异.21212区划量化指标
(1孕灾环境参数:
孕灾环境敏感度.孕灾环境参数包括区域自然地理基本要素(地貌、地质、气候、水文、土壤、植被等,它反映区域环境对自然灾害的敏感性或稳定性.重庆市孕灾环境的敏感度考虑区域自然环境的综合情况并结合GIS处理的方便,主要考虑地貌这个因子,以问卷形式向专家咨询,通过专家打分来评定各种地貌类型对自然灾害的敏感性.共发放问卷10份,收回有效问卷8份,然后综合专家意见,得到各种地貌类型对自然灾害的敏感权重(表1.
表1地貌类型对自然灾害敏感性表
Table1ExpertAssessmentAboutNaturalDisasterSensitivetoLandform
地貌类型
平原丘陵台地低山中山水面敏感权重01250115
01150110110125
敏感度计算公式为:
S=EnKiSi/S区域
式中,S为敏感度,ki为第i种地貌对自然灾害敏感的权重,Si为第i种地貌类型面积,S区域为各分区的面积.
得到敏感度后,按4级分等将重庆市自然环境分为极高敏感度区、高敏感度区、中敏感度区、低敏感度区4个不同敏感度等级(S等区,其分等赋值分别为018,016,014,012.其计算过程均在MapInfo软件中自动实现,最后得到重庆市孕灾环境敏感度分区图(图1.
(2致灾因子参数:
致灾因子的风险度.自然致灾因子参数考虑致灾因子的风险度,致灾因子风险度主要考虑区域自然致灾因子的多度[7]和灾害频数[8]2个指标.自然致灾因子多度是指在一定区域内自然致灾因子的群集性程度,它是一个相对值,计算公式如下:
M=n/N
其中,M为区域自然致灾因子多度(%,n为区域自然致灾因子数,N为整个重庆市自然致灾因子数,因为只考虑洪涝灾害、干旱灾害和地质灾害,故N值为3.
n的值没有采用统计资料的数值,主要是考虑到重庆市自然灾害的统计资料是以县为统计单位,其自.628
西南师范大学学报(自然科学版第28卷
(资料来源于重庆市国土房屋管理局地质环境处的重庆市地质灾害易发区分布图.旱灾在重庆市十分普遍,但以伏旱为主,故采用重庆市伏旱分布图来代表;水灾则考虑到其发生的沿河流及河谷地带分布的特点,主要考虑长江、嘉陵江和乌江3条河流,其中长江在三峡水库建成后水面平均宽度为115~210km[9],根据笔者在重庆市各区县的实地调查,长江洪水影响范围一般在河流两岸5km以内,故在MapInfo软件中将长江干流(市域内长度786km以5km为半径作一个缓冲分析,作为长江干流河谷的洪灾分布;嘉陵江则取其在重庆市境内的长度,以3km为半径作缓冲分析(考虑其洪水影响范围在3km以内,作为嘉陵江流域的洪灾分布,乌江也取其在重庆市境内的长度(230km,也以3km为半径作缓冲分析(考虑其洪水影响范围在3km以内得到其洪灾分布.然后将3幅图叠加,取得重庆市各地自然致灾因子数,根据上述公式得到重庆市各地灾度,并生成重庆市灾度分布图(图略.
灾害频数是指县域内每年发生的自然灾害次数,表示县域灾害发生频率的次数的高低,计算公式如下:
F=Z/Y
其中,F为灾害频数,Z为县域内近50年来的统计自然灾害总次数,Y为统计年数,其具体数值见参考文献[8].
将灾害频数输入重庆市政区基础底图的属性数据库,将灾度分布图与政区图叠加,并将灾度数值输入基础数据库.同时将灾害频数划分为极低、低、中、高、极高5个等级,分别赋予各等级0,012,015,018,1等级数值,具体划分见表2.
表2自然致灾因子和风险度等级标准
Table2GradationofRiskandNaturalFactorsCausingDisaster
评估指标
极低(0低(012中(015高(018极高(1灾害频数
<22~55~3030~50>50风险度<013013~01450145~016016~018>018
基于目前资料,对每一种不同量纲表达的致灾因子强度进行综合是非常困难的.因此,致灾因子危险度采取权重的方法来转换,对灾害频数等级和区域自然致灾因子多度各赋予权重015,然后两者相加得到重庆市自然致灾因子风险度值(R,计算公式如下:
R=F等@015+M/100@015
其中F等为灾害频数等级值,M为区域自然致灾因子多度.得到自然致灾因子风险度值(R后,采用对称不等分间隔的5级分割法划分重庆市区域自然致灾因子风险度等级,并赋予各等级如下定值:
极高为1,高为018,中为015,低为012,极低为0[10].最后得到自然致灾因子风险度等级值R等(表2.整个计算过程均由MapInfo软件自动完成,同时通过对其属性数据库的操作,生成重庆市自然致灾因子风险度分区图(图
2.
图1重庆市孕灾环境敏感度分区图
Fig11SusceptibilityDistributionofInducing
HazardEnvironmentinChongqing图2重庆市自然致灾因子风险度分区图Fig12RiskDistributionofNaturalDisasterinChongqing
629第4期蒋勇军,等:
基于地理信息系统的重庆市自然灾害综合区划及评价
(3承灾体参数:
承灾体的脆弱度、承灾体参数则考虑区域承灾体的脆弱度,用人口密度和经济密度两个指标来反映.从含重庆市社会、经济属性数据库的基础底图中提取各区县(市人口、GDP两个数据,在MapInfo软件中通过SQL查询,用人口、GDP除以面积得到人口密度和经济密度值,并将它们分别划分为极低、低、中、高、极高5个等级,并分别赋值为0,012,015,018,1,具体等级划分见表3.然后赋予人口密度等级值和经济密度等级值各为015的权重,两者相加得到承灾体的脆弱度(V,并在计算机中自动生成新的属性列脆弱度(V,计算公式为:
V=P等@015+G等@015
其中P等为人口密度等级值,G等为经济密度等级值.同时采用对称不等分间隔的五级分割法,将脆弱度分成极低、低、中、高、极高5个等级,并分别赋值为0,012,015,018,1,具体等级及指标见表3,最后计算机生成重庆市承灾体脆弱度分区图(图3.
表3脆弱度等级指标
Table3GradationofVulnerability
评估指标极低(0低(012中(015高(018极高(1
人口密度(人/km2<100100~300300~600600~1200>1200
经济密度(万元/km2<3030~100100~300300~1000>1000
脆弱度<012012~013013~016016~0191
213自然灾害综合区划基本单元
21311基本单元的概念
自然灾害综合区划就其本身而言,不仅是有关强度大小、发生频率高低的问题,而且是一个空间上的问题.因而进行自然灾害综合区划时,首先要寻求区域自然灾害空间分异的最小单位,即区划的基本单元.区域灾害系统基本单元是指根据灾害系统各组成要素将可致灾空间逐级划分,可划分成的最小的均质单元为区域自然灾害系统基本单元[11].其中可致灾空间是指在一定区域范围内,由某种特定的承灾体分布范围所确定的空间区域.
21312基本单元的提取
在GIS的支持下,根据基本单元的定义,经过对自然灾害系统各组成因子的Union或Intersect等空间Overlay操作,即可得到基本单元的空间分布.
重庆市自然灾害基本单元是在MapInfo软件中分别对重庆市孕灾环境的敏感度图、重庆市自然致灾因子风险度图和重庆市承灾体脆弱度图进行地图空间Overlay和其他功能键组合来提取的.最后得到重庆市孕灾环境的敏感度、重庆市自然致灾因子风险度和重庆市承灾体脆弱度并带有属性数据的组合图重庆市自然灾害区划基本单元48个.
214灾害区划
在重庆市孕灾环境的敏感度、自然致灾因子风险度、承灾体脆弱度并带有属性数据的组合图重庆市自然灾害基本单元图中,通过对属性数据库的操作,分别赋予敏感度等级(S等013、风险度等级(R等014、脆弱度等级(V等013的权重,将三者相加,得到自然灾害区划综合值(C,计算公式为:
C=S等@013+R等@014+V等@013
其中S等、R等、V等分别为敏感度等级、风险度等级、脆弱度等级.根据区划原则,并考虑C值的特征,在属性数据库中分别提取C值:
C<013,013[C<0145,0145[C<0155,C\0155,通过图斑合并和必要的碎块处理,同时结合/自上而下0的区划方法修正界线,将重庆市分为4个灾害区.
重庆市自然灾害区的命名采用地貌类型和灾害类型组合的原则来确定,将它们分别命名为东部中低山干旱、地质灾害区;中部平行岭谷、东北中山干旱、地质灾害区;长江、嘉陵江河谷洪涝、地质、干旱灾害区;西部方山丘陵干旱灾害区(图4.
630西南师范大学学报(自然科学版第28卷
图3重庆市承灾体脆弱度分区图
Fig13VulnerabilityDistributionofDisastersin
Chongqing图4重庆市自然灾害综合区划图Fig14TheComprehensiveRegionalizationof
NaturalDisastersinChongqing
3重庆市自然灾害区评价
从属性数据库里提取各自然灾害区的相关属性数据,得到每个自然灾害区的主要特征.
(1东部中低山干旱、地质灾害区.东部中低山干旱、地质灾害区位于市域长江以南的地区,面积为2789917km2,人口密度为34312人/km2;地貌类型以中、低山为主;自然灾害类型主要有干旱灾害和地质灾害.该区的孕灾环境属于中敏感区,自然致灾因子的风险度绝大部分位于低风险区,承灾体大部分属于低脆弱度区和极低脆弱度区.
(2中部平行岭谷、东北中山干旱、地质灾害区.中部平行岭谷、东北中山干旱、地质灾害区位于市域长江以北,嘉陵江以东的中部和东北部地区,面积为2260518km2,人口密度为39615人/km2;地貌类型以平行岭谷和中山为主;自然灾害类型主要是干旱和地质灾害.该区的孕灾环境大部分地区属于高敏感区,东北部属于低敏感区,自然致灾因子的风险度绝大部分位于低风险区,少部分属于中高风险区,承灾体大部分属于中脆弱度区,东北部为极低脆弱度区.
(3长江、嘉陵江河谷洪涝、地质、干旱灾害区.长江、嘉陵江河谷洪涝、地质、干旱灾害区位于市域长江和嘉陵江河谷地区,面积为2107612km2,人口密度为40612人/km2;地貌类型以河谷低地为主;自然灾害类型主要是洪涝、地质灾害、干旱.该区的孕灾环境大部分地区属于高敏感区,自然致灾因子的风险度绝大部分位于极高风险区,少部分属于中高风险区,承灾体大部分属于中脆弱度区,但市域的极高脆弱区全在此区内.
(4西部方山丘陵、干旱灾害区.西部方山丘陵、干旱灾害区位于市域长江以北,嘉陵江以西的西部地区,面积为1081612km2,人口密度为35913人/km2;地貌类型以方山、丘陵为主;自然灾害类型主要是干旱.该区的孕灾环境大部分地区属于极高敏感区,自然致灾因子的风险度绝大部分位于低、中风险区,少部分属于极低风险区,承灾体大部分属于高脆弱度区.
参考文献:
[1]李炳元,李钜章,王建军.中国自然灾害的区域组合规律[J].地理学报,1996,51(1:
1-9.
[2]MarkTJT,CeesJVW.DeterministicModelinginGIS-BasedLandslideHazardAssessment[A].CarraraA,GuzzettiF.Geograph-icalInformationSysteminAssessingNaturalHazards[C].KluwerAcadmicPublishers,1995.
[3]FotheringhamAS,DenshamPJ,CurtisA.TheZoneDefinionProbleminLocation-AllocationModeling[J].GeographicalAnalysis,
1995,27(1:
60-77.
[4]GeoffWells.HazardIdentificationandRiskAssessment[J].InstituteofChemicalEngineers,1996.
[5]A631
第4期蒋勇军,等:
基于地理信息系统的重庆市自然灾害综合区划及评价
632西南师范大学学报(自然科学版第28卷GuzzettiF.GeographicalInformationSysteminAssessingNaturalHazards[M].AcademicPublishers,1995.[6][7][8][9]史培军.灾害研究的理论与实践[J].南京大学学报(自然科学版,1991,自然灾害研究专集.王静爱,史培军,朱骊.中国主要自然致灾因子的区域分异[J].地理学报,1994,1:
18-25.蒋勇军,况明生,匡鸿海,等.区域易损性分析、评估及易损度区划以重庆市为例[J].灾害学,2001,3:
59-64.中国科学院三峡工程生态与环境科研项目领导小组编.长江三峡工程对生态与环境影响及其对策论文集[M].北京:
科学出版社.1987.665.[10]杨桂山,施雅凤,张琛,等.未来海岸环境变化的易损范围及评估[J].地理学报,2000,55(4:
385-394.[11]潘耀忠,史培军.区域自然灾害系统基本单元研究(Ò.应用部分[J].自然灾害学报,1998,7(1:
1-10.GisBasedComprehensiveRegionalizationandAssessmenttoNaturalDisasterinChongqingJIANGYongjun1,KUANGMing-sheng1,LILin1,FENGShao-li-guo1,FANGJiajun2,GAOFang2,HELing-li-yun2,CAOXiaolin2,YANGDingzhong21SchoolofResourcesandEnvironmentScience,SouthwestChinaNormalUniversity,Chongqing400715,China;12DisasterReliefOfficeofChongqingCity,Chongqing400015,China1Abstract:
Byselectingregionalizationindicesfromenvironmentofcausingthedisasterandnaturalcausingdisasterfactorsanddisasterbodies,themapofnaturalenvironmentsensitivenesstodisaster,themapofnaturalhazards,andthevulnerabilitymapofregionaldisasterbodiesinChongqingcouldbeachievedbygeographicinformationsystemanalyzing.OverlayingandanalyzingthesemapsbyGIS,thebasicunitsofnaturaldisasterregionalizationofChongqingareachieved.Bydealingwiththeattributedatabaseofthemapofnaturaldisasterregionalizationbasicunits,intheli
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