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。