[发明专利]一种用于城市群区域洪水风险区划的精细化诊断方法

权利要求书

1.一种城市不同下垫面减灾效应分析方法，其特征在于，该方法包括以下流程：

步骤一、构建洪水风险评价指标体系，所构建的评价指标体系别为目标层、准则层和指标层3个层次，其中目标层为洪水危险度单一目标；准则层包括致灾因子、孕灾环境、承灾体；指标层的设定应与准则层相对应，致灾因子包括降雨、暴雨频数和历史洪水淹没频次、承灾体包括海拔高度、地形坡度和流域水系缓冲区，承灾体包括人口密度、人均GDP和水利工程防洪能力；

步骤二、对步骤一中的数据进行标准化处理，

暴雨量、历史洪水淹没频次、人口密度、人均GDP与洪水危险度为正相关关系，海拔高程、地形坡度、流域水系缓冲区级别、防洪能力与洪水危险度成为负相关关系；针对负相关指标，求其倒数，实现其与正相关指标之间的转换；洪水危险度指标数据的标准化处理公式如下：

式中，x_i为某指标各栅格点原始数据系列，x_max和x_min分别为其中的最大和最小值；x_i’为标准化以后的值，介于0到100之间；

步骤三、确定评价指标权重：通过确定上下层之间元素的隶属关系，建立递阶层次结构，对同一层次相同隶属关系的各个指标元素，使用两两比较的方法来确定其相对重要性，由此构造判断矩阵，并将其转化为模糊判断矩阵，获得相应权重值，具体包括以下处理：

步骤31、递阶层次结构建立之后，上下层之间元素的隶属关系已被确定，提取洪水灾害风险评价指标；

步骤32、假定以上一层元素为准则，所支配的下一层元素为u₁，u₂，…，u_n，使用两两比较的方法，按它们对于上一层元素的相对重要性赋予相应的权重，这样，n个被比较元素构造两两比较判断矩阵：

A＝(a_ij)_n×n (12)

其中，u_i与u_j表示相互比较的下层指标元素，a_ij表示元素u_i与u_j相对于上一层元素的重要性比例标度；

步骤33、根据比例标度转换公式，将判断矩阵转化为模糊互补判断矩阵B_n×n，表达式如下：

b_ij＝log_αa_ij+0.5 (13)

B_n×n＝(b_ij)_n×n (14)

式中，b_ij为u_i与u_j相对于上层元素的过渡比例标度，

b_ij＝0.5时，u_i与u_j重要性相同；

b_ij>0.5时，u_i比u_j重要；

b_ij<0.5时，u_j比u_i重要，且需满足b_ii＝0.5，b_ij+b_ji＝1α≥81≥81；

将模糊互补判断矩阵转化为模糊一致判断矩阵R_n×n，

R_n×n＝(r_ij)_n×n (17)

步骤34、求相应权重向量，即根据一致性检验合格的判断矩阵，计算各层评价指标对于洪水危险度(决策目标)的相对权重w₁，w₂，…，w_n，相对权重可以写成向量形式，即ω＝(W₁,W₂,...,W_n)T；

步骤35、将模糊一致判断矩阵R_n×n进行归一化处理，并运用特征根法，即公式(18)，求出最大特征值λ_max；

R_n×nω＝λ_maxω (18)

步骤36、进行一致性检验，即通过最大特征值λ_max计算一致性指标CI：

当CI＝0，完全一致；CI值越小，模糊一致判断矩阵越贴近安全一致度；

为防止判断矩阵偏离安全一致度，引入了平均随机一致性指标RI，并取CR为衡量矩阵一致性的指标：

当CR≤0.1，则认为模糊一致判断矩阵的一致性可以接受，否则应认为模糊一致判断矩阵不满足一致性，需要对判断矩阵进行调整，直至一致性检验达到要求为止；

步骤四、建立洪水危险度评价模型并绘制洪水风险图；

步骤五、利用洪水风险图进行洪水风险诊断。