基于样条插值法与gis的江苏省暴雨洪涝风险评估

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1、基于样条插值法与GIS的江苏省暴雨洪涝风险评估摘要：暴雨洪涝灾害更是种十分常见的自然灾害，所以对其风险评估刻不容缓。该文利用到江苏1957-2007年的降水资料，将整个评估流程划分为四个部分，致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体易损性和抗灾因子安全性，其中自然灾害中导致灾害直接发生的因素即是致灾因子，因此对致灾因子的正确评估对整个评估起着举足轻重的作用。其中选取样条插值法中的张力样条函数来处理致灾因子部分，能形成一个比较光滑的曲线，比较真实的符合降雨情况，然后结合灾害评估方法、层次分析法、ArcGIS空间处理方法、加权综合评价法，以县为单位，公里为栅格进行评估。结果表明

2、江苏省的自然风险呈从南至北逐渐增加，风险较高地区主要集中在苏北例如宿迁、徐州、淮安等城市一带，其结果与历年灾情相符合。关键词：暴雨洪捞；ArcGIS；江苏省；风险评估；样条插值法；中图分类号：TU996文献标识码：A文章编号：1009-3044(2014)22-5380-051概述暴雨评估标准是指空中降落到地面的水量每日迗到和超过50隨的降雨量。2003年6月12日入梅后，江苏境内主要发生4次降雨过程，12个暴雨日，且降雨强度大、范E广。全省累计平面降雨量为403毫米，均超过历史最高水位，造成了不可估量是损失，故广大学者认为进行暴雨洪涝评估刻不容缓，具有重要意义［1-2］

3、。目前研究风险评估的方法很多，近些年研究方法有：何［3］基于GIS的新疆降水空间插值方法析。袁湘玲［4］利用层次分析法对黑龙江省的雷电灾害进行了风险区划，形成了黑龙江省雷电灾害区划，其区划的最小单元是市。其中大多数致灾因子都是基于几十年的降雨量对或者降雨频次对区域进行风险评估，但是由于时间跨度太长，影响的因素以及可变因素太多，再加上利用克里金插值法［5-6］进行处理造成一定的误差。所以本文利用1957-2007年期间的日降雨量，选取2003年6月12日至2003年7月21日一次特大洪涝作为研究内容。在致灾因子数据处理方面借助ArcGIS9.3中的样条函数插值中的张力样条空

4、间插值法，将总降雨量、日均降雨量、每日最大降雨量的点量数据插值转化为栅格数据再结合灾害评估方法、层次分析法、ArcGIS空间处理方法、加权综合评价法，以县为单位，公里为栅格进行评估。基于该方法进行研究有助于江苏省开展防灾减灾的工作，从而降低由洪涝带来的损失。2数据研究方法2.1层次分析法层次分析法是将与决策总是有关的元素分解成目标、准则、方案等层次，在此基础之上进行定性和定量分析的决策方法。层次分析法比较适合于具有分层交错评价指标的目标系统，而且目标值又难于定量描述的决策问题。其用法是构造判断矩阵，求出其最大特征值。及其所对应的特征向量W,归一化后，即为某一层次指标对于上

5、一层次某相关指标的相对重要性权值。对于每一个成对比较阵计算最大特征根及对应特征向量，利用一致性指标（CI）、随机一致性指标（RI）和一致性比率（CR）做一致性检验。若CR<0.10时检验通过，特征向量（归一化后）即为权向量。若不通过，需重新构造成对比较阵。下面分别对文中需要衡量权重的地方利用层次分析法进行规划：由上可得，Cn其中最大特征值C1-C11权重为0.03439，0.04372，0.05270，0.06449,0.06720,0.06891，0.07177,0.08791,0.14272,0.14696,0.21917。Xmax=l1.6635,CI=0.0994

6、,RI=1.6111,CR二0.0617,CR<0.10。故矩阵有满意一致性，且从高到低的权重分别为：人口密度（C4）、市政投资（C11）、总降雨量（C1）、国内生产总值（C5）、市财政收入（C9）、最大降雨量（C3）、坡度（C7）曰均降雨量（C2）河流缓冲区域（C8）林绿化面积（C10）、农业耕种面积（C6）。Bn中，B1-B4权重为0.4092,0.1451，0.3345,0.1112。其中最大特征值入max=4.2427,00.0809，RI=0.90，CR=0.0899。CR<0.10,故矩阵有满意一致性。从高到低权重分布：致灾因子危险性（B1）、孕灾因子敏感性（

7、B3）、承灾因子易损性（B2）、抗灾因子安全性（B4）。2.2数据规范化方法2.3加权综合评价法3暴雨洪涝风险评估3.1暴雨洪涝风险评估模型建立3.2致灾因子危险性评估3.3承灾因子易损性评估3.4孕灾因子敏感性评估江苏地处江淮平原，地形以平原为主，江苏省的平原面积7万平方公里，占全省面积的70%以上，主要有苏南平原、苏中江淮平原、苏北黄淮平原组成。江苏地形地势低平，河湖较多，平原、水面所占比例较大，成为江苏一大地理特点。该文选取两个考虑因子作为敏感性评估，一个是坡度（C7），另一个是河流分布图（C8）。步骤1.在ArcGIS