氣象科技管理信息系統

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行業專項成果綜述-臺風暴雨災害損失及服務效益評估關鍵技術與系統研發

發布者:張岳   來源:   發布時間:2019/7/30 10:28:36   標簽:   瀏覽次數:4811

項目編號GYHY201506015

研究周期2015年1月2017年12月

國撥經費115萬元

項目負責人李廉水

項目骨干成員孫健、衛國、吳先華、劉穎杰、黃大鵬、王軍、張穎超、王桂芝、鞏在武、于庚康

項目承擔單位南京信息工程大學

項目協作單位中國氣象局公共氣象服務中心、江蘇省氣象服務中心、國家氣候中心

主要研究成果

主要內容。基于災害損失數據,開發了深圳龍華高影響天氣氣象災害風險評估系統,系統分為以下幾個部分:(1)城市易澇點地理信息系統。通過與香港專業信息咨詢機構合作,調查得到了深圳龍華的易澇點信息。(2)災害直接損失計算系統。首先,基于城市易澇點地理信息系統,通過數值模擬和遙感分析等方法來確定臺風/暴雨的影響范圍、淹沒水深、災害歷時等致災特性;其次,搜集社會經濟調查資料、社會經濟統計資料以及空間地理信息資料,運用面積權重法、回歸分析法等對社會經濟數據進行空間求解,生成具有空間屬性的社會經濟數據庫;再次,災害情形特征分布與社會經濟特征分布通過空間地理關系進行拓撲疊加,計算災害影響范圍內不同淹沒水深下社會經濟不同財產類型的數量及分布;最后,根據調查資料估算不同淹沒水深(歷時)條件下,分析影響區內各類承災體分布和洪災損失率關系,計算出洪災經濟損失。(3)災害間接損失計算系統。通過建立投入產出表,結合各產業部門的投入-產出約束,建立計算災害間接經濟損失下限的多目標優化模型。估算災害間接損失。(4)易澇點災害防御對策報告生成系統。報告包括災害基本信息、評估思路、災害直接經濟損失、災害間接經濟損失、災情簡述以及防御對策等六個部分。

技術特點。(1)理論性。高影響天氣氣象災害風險評估系統是一個多學科交叉的系統,涉及到地理學、災害學、經濟學、管理學和計算機系統等多學科體系,以不同的學科理論作為基礎,開發臺風/暴雨災害損失評估系統,并使之不斷優化,具有較強的理論性。(2)實踐性。在臺風/暴雨等自然災害發生后,需要對災害產生的直接和間接損失進行估算,那么,這就需要通過一個科學的災害評價系統來對損失進行測算,從而為災害治理和災害預防提供可靠準確的政策建議。(3)實時性。高影響天氣氣象災害風險評估系統是一個實時系統,能夠實時地對災害前期、中期和后期的災害發生情況進行監測,同時也能實時地對災害產生的經濟影響進行測算,進而為災害治理的全過程提供有效支持。(4)可拓展性。高影響天氣氣象災害風險評估系統是基于模塊化思想來進行開發的,以深圳龍華作為對象來進行系統開發,系統技術成熟,可以與氣象信息系統進行對接,對于其他地區而言,建立基礎的城市易澇點地理信息系統,將本系統進行遷移,并與氣象信息系統進行對接,可以實現臺風/暴雨災害損失評估系統的拓展。

創新性。(1)實現了多學科的知識集成。臺風/暴雨災害損失評估系統涉及到地理學、災害學、經濟學、管理學和計算機系統等多學科知識,能夠為解決現實問題提供方法和技術基礎。(2)實現了對災害監控和經濟損失進行可視化操作。通過建立城市易澇點信息,能夠對災害發生進行實時監控,并利用經濟模型結合災害發生情況可以對災害產生的直接和間接經濟損失進行估算,基于WebGIS技術實現對于災害情況的可視化操作。

所解決的主要問題。(1)同時對臺風/暴雨災害的直接和間接損失進行了評估。以往的災害評估系統只能對直接經濟損失進行估計,較少能對間接經濟損失進行估算,本系統能夠同時報告災害引起的直接經濟損失和間接經濟損失。(2)實現高分辨率的災害影響監控。基礎數據庫的構建和損失評估以易澇點為單元,突破傳統的以城市(鎮)等行政單元為基礎的損失評估,能夠體現行政單元內部災害損失的空間差異性。(3)能夠在災害發生時生成災害防御對策報告。針對災害發生情形,自動生成災害直接經濟損失和災害間接經濟損失等一系列報告,同時也為決策者提供防御對策,從而有效地降低災害損失。

成果應用情況

成果轉化應用情況。成果已成功應用于深圳氣象局,以龍華新區為主要監測對象,對高影響天氣氣象災害風險進行評估,為深圳氣象局的防災減災工作提供科學可靠的支撐。

對業務發展的貢獻與效果。(1)基礎數據豐富,空間分辨率高。系統采用數據庫合成技術,對調研、普查、購買,以及用戶實時錄入的數據等多源異構數據進行集成,存儲在系統的數據庫中,供系統分析、調用、評估及輸出,實現歷史災情數據的同步,同時,突破了傳統的以行政單元為基礎的損失評估,能夠以更加高的分辨率對災害損失進行估算。(2)操作便捷、交互性強。系統以網站形式登陸,利用 WebGIS 技術和動態鏈接手段,在不同級別用戶之間、相同級別用戶之間實現資源共享。基礎數據均可通過地圖可視化界面直觀顯示。用戶可根據自身需求對數據進行錄入、查詢、分析、評估和輸出等,操作簡單、運行效率高,維護成本低。系統不僅為用戶提供查詢、調用及下載數據庫中開源數據等服務,同時可以將實時的災情等相關數據錄入系統,實現災情數據的自動報送與動態更新,開展災害經濟損失的動態評估。(3)兼容性和拓展性好。系統兼具數據庫系統的一般功能和 GIS 空間顯示與分析功能,具備與已有業務系統掛接或嵌入的多個接口,便于系統功能的拓展及與其他業務的合并使用。損失評估系統采用開源代碼,用戶可根據需求修改和增刪部分源代碼、評估指標體系和評估模型,并能調整模型參數。(4)經濟損失評估方法科學實用。直接損失評估模型是以水深為橫軸、損失率為縱軸的災損率模型,是目前損失評估中常用的實用可靠的方法,用戶可根據不同易澇點、不同資產類型選擇相應模型開展評估,操作簡單,結果易于對比分析。投入產出模型是目前國內外常用的評估災害間接損失的重要模型,原理簡單實用,能夠較好地反映災害帶來的間接經濟損失。

    轉化應用中存在的主要問題。(1)災情采集過程缺乏智能化手段,當社區管理員人手和精力不足、未及時輸入易澇點的水深信息時,系統不能自動讀入易澇點的水深數據。(2)需要持續完善對于易澇點3m以下各類資產經濟價值的估算。要定期盤查和核對3m以下資產的價值,適時修正各類資產的災損率曲線,才能保證系統運行結果的可靠性。

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