一种用于城市群区域洪水风险区划的精细化诊断方法与流程

文档序号:19157645发布日期:2019-11-16 01:01阅读:来源:国知局

技术特征:

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,xi为某指标各栅格点原始数据系列,xmax和xmin分别为其中的最大和最小值;xi’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,…,un,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=(aij)n×n(12)

其中,ui与uj表示相互比较的下层指标元素,aij表示元素ui与uj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bn×n,表达式如下:

bij=logαaij+0.5(13)

bn×n=(bij)n×n(14)

式中,bij为ui与uj相对于上层元素的过渡比例标度,

bij=0.5时,ui与uj重要性相同;

bij>0.5时,ui比uj重要;

bij<0.5时,uj比ui重要,且需满足bii=0.5,bij+bji=1α≥81≥81;

将模糊互补判断矩阵转化为模糊一致判断矩阵rn×n,

rn×n=(rij)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,…,wn,相对权重可以写成向量形式,即ω=(w1,w2,...,wn)t;

步骤35、将模糊一致判断矩阵rn×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λmax;

rn×nω=λmaxω(18)

步骤36、进行一致性检验,即通过最大特征值λmax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。


技术总结
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。

技术研发人员:苑希民;王秀杰;田福昌;桑林浩;孙瑀;王艳鹏
受保护的技术使用者:天津大学
技术研发日:2019.07.04
技术公布日:2019.11.15
当前第2页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1