[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

说明书

本发明公开了一种用于城市群区域洪水风险区划的精细化诊断方法，利用GIS空间数据分析功能对各个指标进行数据栅格化与标准化处理，构建与指标体系对应的判断矩阵，计算各类指标的相对权重以及不同栅格单元洪水危险度，由此实现基于模糊层次分析法的城市群区域洪水危险度评价模型的建立与洪水风险图的绘制，从而开展洪水风险诊断，从暴雨分布特征、历史洪灾分布特点、各城市暴雨积水风险分布特征等角度，全方位多角度地系统诊断城市群区域的洪水风险分布特征。本发明实现了准确计算不同危险区洪水危险度及危险等级，科学客观地将多指标问题综合成单指标形式，构造出能够有效衡量洪水风险大小的单一指标，为洪水危险区域划分提供可靠的技术支撑手段。

技术领域

本发明涉及应急防灾诊断技术领域，尤其涉及一种洪水风险评价与诊断方法的构建。

背景技术

城市群是由若干个密集分布的不同等级的城市及其腹地通过空间相互作用而形成的城市区域系统。随着城市化进程的加快，极端气候频繁发生，地面不透水面积不断增大，人口和财富不断聚集，城市洪涝灾害风险越来越大，给人们的生产和生活造成了极大威胁。因此对城市群区域进行洪水风险区划并精确诊断该区域的洪水风险分布特征既是城市应急防灾的重要依据，也是城市风险管理与可持续发展的需要。

目前洪水风险区划主要有主成分分析法和层次分析法，这两种方法在一定程度上能够反映洪水风险的分布特征，但也存在一些不足，如主成分分析法在指标权重确定方面存在无序问题；层次分析法具有主观确定权重的任意性。另外，目前的洪水风险区划主要以区县等行政边界划分评价单元，由于空间尺度过大无法精确定位洪水风险。因此，为了完善目前风险区划方法以及评价单元尺度较大等不足，本发明提供了针对城市群区域的精细洪水风险区划的模糊层次分析法，以便精确而又客观地诊断城市群区域的洪水风险特征，为完善与实施洪灾应急预案、增强对洪灾的应急管理能力等方面提供科学依据。

发明内容

本发明的目的在于提出一种用于城市群区域洪水风险区划的精细化诊断方法，采用层次分析法与模糊综合评价方法相融合，基于栅格技术对城市群区域洪水风险进行精细区划和诊断，旨在对城市经济群区域进行洪水风险区划并诊断该区域的洪水风险分布特征，为研究城市洪灾风险评价与应急管理及城市群区域的协同发展提供重要参考依据。

本发明的一种城市不同下垫面减灾效应分析方法，其流程包括以下步骤：

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；