气象科技管理信息系统

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行业专项成果综述-台风暴雨灾害损失及服务效益评估关键技术与系统研发

发布者:张岳   来源:   发布时间:2019/7/30 10:28:36   标签:   浏览次数:2951

项目编号GYHY201506015

研究周期2015年1月2017年12月

国拨经费115万元

项目负责人李廉水

项目骨干成员孙健、卫国、吴先华、刘颖杰、黄大鹏、王军、张颖超、王桂芝、巩在武、于庚康

项目承担单位南京信息工程大学

项目协作单位中国气象局公共气象服务中心、江苏省气象服务中心、国家气候中心

主要研究成果

主要内容。基于灾害损失数据,开发了深圳龙华高影响天气气象灾害风险评估系统,系统分为以下几个部分:(1)城市易涝点地理信息系统。通过与香港专业信息咨询机构合作,调查得到了深圳龙华的易涝点信息。(2)灾害直接损失计算系统。首先,基于城市易涝点地理信息系统,通过数值模拟和遥感分析等方法来确定台风/暴雨的影响范围、淹没水深、灾害历时等致灾特性;其次,搜集社会经济调查资料、社会经济统计资料以及空间地理信息资料,运用面积权重法、回归分析法等对社会经济数据进行空间求解,生成具有空间属性的社会经济数据库;再次,灾害情形特征分布与社会经济特征分布通过空间地理关系进行拓扑叠加,计算灾害影响范围内不同淹没水深下社会经济不同财产类型的数量及分布;最后,根据调查资料估算不同淹没水深(历时)条件下,分析影响区内各类承灾体分布和洪灾损失率关系,计算出洪灾经济损失。(3)灾害间接损失计算系统。通过建立投入产出表,结合各产业部门的投入-产出约束,建立计算灾害间接经济损失下限的多目标优化模型。估算灾害间接损失。(4)易涝点灾害防御对策报告生成系统。报告包括灾害基本信息、评估思路、灾害直接经济损失、灾害间接经济损失、灾情简述以及防御对策等六个部分。

技术特点。(1)理论性。高影响天气气象灾害风险评估系统是一个多学科交叉的系统,涉及到地理学、灾害学、经济学、管理学和计算机系统等多学科体系,以不同的学科理论作为基础,开发台风/暴雨灾害损失评估系统,并使之不断优化,具有较强的理论性。(2)实践性。在台风/暴雨等自然灾害发生后,需要对灾害产生的直接和间接损失进行估算,那么,这就需要通过一个科学的灾害评价系统来对损失进行测算,从而为灾害治理和灾害预防提供可靠准确的政策建议。(3)实时性。高影响天气气象灾害风险评估系统是一个实时系统,能够实时地对灾害前期、中期和后期的灾害发生情况进行监测,同时也能实时地对灾害产生的经济影响进行测算,进而为灾害治理的全过程提供有效支持。(4)可拓展性。高影响天气气象灾害风险评估系统是基于模块化思想来进行开发的,以深圳龙华作为对象来进行系统开发,系统技术成熟,可以与气象信息系统进行对接,对于其他地区而言,建立基础的城市易涝点地理信息系统,将本系统进行迁移,并与气象信息系统进行对接,可以实现台风/暴雨灾害损失评估系统的拓展。

创新性。(1)实现了多学科的知识集成。台风/暴雨灾害损失评估系统涉及到地理学、灾害学、经济学、管理学和计算机系统等多学科知识,能够为解决现实问题提供方法和技术基础。(2)实现了对灾害监控和经济损失进行可视化操作。通过建立城市易涝点信息,能够对灾害发生进行实时监控,并利用经济模型结合灾害发生情况可以对灾害产生的直接和间接经济损失进行估算,基于WebGIS技术实现对于灾害情况的可视化操作。

所解决的主要问题。(1)同时对台风/暴雨灾害的直接和间接损失进行了评估。以往的灾害评估系统只能对直接经济损失进行估计,较少能对间接经济损失进行估算,本系统能够同时报告灾害引起的直接经济损失和间接经济损失。(2)实现高分辨率的灾害影响监控。基础数据库的构建和损失评估以易涝点为单元,突破传统的以城市(镇)等行政单元为基础的损失评估,能够体现行政单元内部灾害损失的空间差异性。(3)能够在灾害发生时生成灾害防御对策报告。针对灾害发生情形,自动生成灾害直接经济损失和灾害间接经济损失等一系列报告,同时也为决策者提供防御对策,从而有效地降低灾害损失。

成果应用情况

成果转化应用情况。成果已成功应用于深圳气象局,以龙华新区为主要监测对象,对高影响天气气象灾害风险进行评估,为深圳气象局的防灾减灾工作提供科学可靠的支撑。

对业务发展的贡献与效果。(1)基础数据丰富,空间分辨率高。系统采用数据库合成技术,对调研、普查、购买,以及用户实时录入的数据等多源异构数据进行集成,存储在系统的数据库中,供系统分析、调用、评估及输出,实现历史灾情数据的同步,同时,突破了传统的以行政单元为基础的损失评估,能够以更加高的分辨率对灾害损失进行估算。(2)操作便捷、交互性强。系统以网站形式登陆,利用 WebGIS 技术和动态链接手段,在不同级别用户之间、相同级别用户之间实现资源共享。基础数据均可通过地图可视化界面直观显示。用户可根据自身需求对数据进行录入、查询、分析、评估和输出等,操作简单、运行效率高,维护成本低。系统不仅为用户提供查询、调用及下载数据库中开源数据等服务,同时可以将实时的灾情等相关数据录入系统,实现灾情数据的自动报送与动态更新,开展灾害经济损失的动态评估。(3)兼容性和拓展性好。系统兼具数据库系统的一般功能和 GIS 空间显示与分析功能,具备与已有业务系统挂接或嵌入的多个接口,便于系统功能的拓展及与其他业务的合并使用。损失评估系统采用开源代码,用户可根据需求修改和增删部分源代码、评估指标体系和评估模型,并能调整模型参数。(4)经济损失评估方法科学实用。直接损失评估模型是以水深为横轴、损失率为纵轴的灾损率模型,是目前损失评估中常用的实用可靠的方法,用户可根据不同易涝点、不同资产类型选择相应模型开展评估,操作简单,结果易于对比分析。投入产出模型是目前国内外常用的评估灾害间接损失的重要模型,原理简单实用,能够较好地反映灾害带来的间接经济损失。

    转化应用中存在的主要问题。(1)灾情采集过程缺乏智能化手段,当社区管理员人手和精力不足、未及时输入易涝点的水深信息时,系统不能自动读入易涝点的水深数据。(2)需要持续完善对于易涝点3m以下各类资产经济价值的估算。要定期盘查和核对3m以下资产的价值,适时修正各类资产的灾损率曲线,才能保证系统运行结果的可靠性。

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