基于GIS的張掖市氣象災害風險評估

□ 李 強

氣象災害的風險是指氣象災害的發生及其給人類社會帶來損失的可能性。我國的氣象災害評估工作始于20世紀50年代，近幾年，氣象產生的災害頻發，我們國家已將氣象的災害評估上升到防御的位置，大力開展丘陵、沿海等地區氣象災害的評估工作。張掖市位于河西走廊中部，轄一區五縣，處于隴原西部溫帶干旱區，大陸性季風氣候。由走廊平原、高山和中低山組成，生態環境脆弱，植被稀疏。張掖是全國重點商品糧基地和“西菜東運”五大基地之一，近年來各種氣象災害頻發，對經濟發展及人民財產生命安全以及生活環境造成較大影響。

一、數據來源以及處理方法

數據和資料來源主要包括:一是基礎地理數據:張掖市1:50000分辨率的DEM數據、行政區劃圖、水系湖泊圖、土地利用分布圖。二是氣象數據:張掖市1961～2011年常規氣象站和2005～2011年區域自動站觀測資料。三是歷史災情數據:張掖市1961～2011年直接經濟損失、農業經濟損失、受災人口、受災面積等歷史災情數據。四是社會數據:張掖市2011年統計年鑒資料，包括土地面積、人口密度、人均GDP等。對數據進行嚴格的質量檢測和篩選，處理工具包括統計軟件SPSS，數據庫軟件 Access和地理信息系統軟件 Arc-GIS9.2。

二、氣象災害的風險區劃方法

在氣象災害風險區劃中，危險性是前提，易損性是基礎，風險性是結果。氣象災害的風險性為:即為F(導致災害產生因子的危險性，孕育災害環境敏感性，承災體易破損性，防減災能力)，通過對以上多個因子進行綜合的分析，從而可以建立起氣象災害風險的指標結構、評價體系及模型，對災害風險程度進行評價和相應的等級劃分，采用加權評價法、層次分析法等量化方法，借助GIS繪制對應的風險區劃圖類系統，形成最終的氣象災害高、次和中等的風險區及次低和低風險區5個級別。

(一)氣象災害風險評價方法。

1.加權評價法。加權評價法(WCA)是指通過假設，由于i指標量化值不同，使各i指標對于特定j因子影響的程度存有差異，數學公式表述:

其中，CVj為評價因子的總值;QVij為對應于j因子的i指標(QVij≥0);WCi為i指標權重值(0≤ WCi≤1);m 為指評價指標個數。利用層次分析法計算，最終可以得出結果。

2.層次分析法。層次分析法依據先拆解后并合的思路，匯總大家的主觀意識和判斷，有機地把定性分析和定量分析相結合，實現決策的定量化。通過各因子組成的指標一對一比較和計算，最終得出各指標的權重，來最終確定不同指標對相同因子的重要性。

(二)氣象災害風險評價指標的量化。依據不同災害種類風險的概念，選取不同的評價指標，通過以下計算公式，把各個指標量化為能夠計算的1到10的無量綱指標:

Xij’=Xij×10/Ximaxj

其中Xij表示象元j上i指標的原始值，Xij’表示i指標的量化值，Ximaxj表示i指標在象元當中的最大值。

(三)綜合風險的評估模型構建。公式如下:

IDRI=∑DRIkWk

其中，IDRI為氣象災害綜合風險指數，Wk為災害種類k的權重，DRIk為災害種類k的風險指數，根據張掖市的每個災種損失情況，進行各鄉鎮氣象災害風險系數計算，并將5各級別的風險區分別賦給相對應的權重，再與各災害風險等級占有的面積百分率相乘，后再進行累加計算，最終依據各個地區的風險系數值進行一個排序。

三、張掖市氣象災害風險區劃及防御分區

圖1 張掖市氣象災害風險綜合區劃圖

(一)氣象災害風險綜合區劃。根據各種類的氣象災害對張掖市形成的損失來確定權值，然后將各地區的風險指數累加和排序，得到張掖市氣象災害綜合風險區劃圖(圖1)。由圖可見，張掖市氣象災害綜合風險西部和中南部高，偏北和偏東部低，其中肅南的中西部、高臺的西部及甘州區中部和民樂縣南部發生氣象災害的風險最高;高臺中北部、甘州區和肅南的北部、山丹的南部部分地方次之;高臺的東部、臨澤大部及甘州區、山丹的北部為氣象災害綜合低風險區。

(二)氣象災害防御區分區。張掖市氣象災害重點防御區主要包括甘州區中部、高臺和民樂的南部及肅南的西南大部分地方，該區域氣象災害頻繁，易造成損失。主要防御干旱、低溫凍害、雷電、大風、沙塵暴、冰雹、高溫等災害。張掖市氣象災害一般防御區主要包括臨澤和山丹大部、民樂北部川區和甘州區北部沿山區，是特色農業產業重點發展區，主要防御暴雨洪澇、雷電、干旱、冰雹、大風、低溫凍害等災害(圖 2)。

圖2 張掖市氣象災害分區防御圖

四、結語

本文利用氣象數據、歷史災害數據和GIS系統，將張掖市各縣區12種氣象災害進行了等級區劃，并劃分了氣象災害防御分區，為有關部門開展防災減災提供了科學參考依據，具有很強的指導意義。

結合張掖市經濟社會發展需求，當前氣象災害防御能力仍存在以下薄弱環節:一是各類氣象災害的綜合監測和災害預警能力有待更進一步加強。主要體現在目前的全國氣象業務現代化體系對于突發的一些氣象災害監測能力弱、預警能力較低。二是氣象防災布局重點不夠明確。三是全社會氣象防災減災綜合體系不健全。人民減災意識較弱，部門間信息相互實時的交流不夠;氣象災害在基層的應急能力差、主動防御能力弱;防災和減災的相關法律不健全。

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