基于GIS的张掖市气象灾害风险评估

□ 李 强

气象灾害的风险是指气象灾害的发生及其给人类社会带来损失的可能性。我国的气象灾害评估工作始于20世纪50年代，近几年，气象产生的灾害频发，我们国家已将气象的灾害评估上升到防御的位置，大力开展丘陵、沿海等地区气象灾害的评估工作。张掖市位于河西走廊中部，辖一区五县，处于陇原西部温带干旱区，大陆性季风气候。由走廊平原、高山和中低山组成，生态环境脆弱，植被稀疏。张掖是全国重点商品粮基地和“西菜东运”五大基地之一，近年来各种气象灾害频发，对经济发展及人民财产生命安全以及生活环境造成较大影响。

一、数据来源以及处理方法

数据和资料来源主要包括:一是基础地理数据:张掖市1:50000分辨率的DEM数据、行政区划图、水系湖泊图、土地利用分布图。二是气象数据:张掖市1961～2011年常规气象站和2005～2011年区域自动站观测资料。三是历史灾情数据:张掖市1961～2011年直接经济损失、农业经济损失、受灾人口、受灾面积等历史灾情数据。四是社会数据:张掖市2011年统计年鉴资料，包括土地面积、人口密度、人均GDP等。对数据进行严格的质量检测和筛选，处理工具包括统计软件SPSS，数据库软件 Access和地理信息系统软件 Arc-GIS9.2。

二、气象灾害的风险区划方法

在气象灾害风险区划中，危险性是前提，易损性是基础，风险性是结果。气象灾害的风险性为:即为F(导致灾害产生因子的危险性，孕育灾害环境敏感性，承灾体易破损性，防减灾能力)，通过对以上多个因子进行综合的分析，从而可以建立起气象灾害风险的指标结构、评价体系及模型，对灾害风险程度进行评价和相应的等级划分，采用加权评价法、层次分析法等量化方法，借助GIS绘制对应的风险区划图类系统，形成最终的气象灾害高、次和中等的风险区及次低和低风险区5个级别。

(一)气象灾害风险评价方法。

1.加权评价法。加权评价法(WCA)是指通过假设，由于i指标量化值不同，使各i指标对于特定j因子影响的程度存有差异，数学公式表述:

其中，CVj为评价因子的总值;QVij为对应于j因子的i指标(QVij≥0);WCi为i指标权重值(0≤ WCi≤1);m 为指评价指标个数。利用层次分析法计算，最终可以得出结果。

2.层次分析法。层次分析法依据先拆解后并合的思路，汇总大家的主观意识和判断，有机地把定性分析和定量分析相结合，实现决策的定量化。通过各因子组成的指标一对一比较和计算，最终得出各指标的权重，来最终确定不同指标对相同因子的重要性。

(二)气象灾害风险评价指标的量化。依据不同灾害种类风险的概念，选取不同的评价指标，通过以下计算公式，把各个指标量化为能够计算的1到10的无量纲指标:

Xij’=Xij×10/Ximaxj

其中Xij表示象元j上i指标的原始值，Xij’表示i指标的量化值，Ximaxj表示i指标在象元当中的最大值。

(三)综合风险的评估模型构建。公式如下:

IDRI=∑DRIkWk

其中，IDRI为气象灾害综合风险指数，Wk为灾害种类k的权重，DRIk为灾害种类k的风险指数，根据张掖市的每个灾种损失情况，进行各乡镇气象灾害风险系数计算，并将5各级别的风险区分别赋给相对应的权重，再与各灾害风险等级占有的面积百分率相乘，后再进行累加计算，最终依据各个地区的风险系数值进行一个排序。

三、张掖市气象灾害风险区划及防御分区

图1 张掖市气象灾害风险综合区划图

(一)气象灾害风险综合区划。根据各种类的气象灾害对张掖市形成的损失来确定权值，然后将各地区的风险指数累加和排序，得到张掖市气象灾害综合风险区划图(图1)。由图可见，张掖市气象灾害综合风险西部和中南部高，偏北和偏东部低，其中肃南的中西部、高台的西部及甘州区中部和民乐县南部发生气象灾害的风险最高;高台中北部、甘州区和肃南的北部、山丹的南部部分地方次之;高台的东部、临泽大部及甘州区、山丹的北部为气象灾害综合低风险区。

(二)气象灾害防御区分区。张掖市气象灾害重点防御区主要包括甘州区中部、高台和民乐的南部及肃南的西南大部分地方，该区域气象灾害频繁，易造成损失。主要防御干旱、低温冻害、雷电、大风、沙尘暴、冰雹、高温等灾害。张掖市气象灾害一般防御区主要包括临泽和山丹大部、民乐北部川区和甘州区北部沿山区，是特色农业产业重点发展区，主要防御暴雨洪涝、雷电、干旱、冰雹、大风、低温冻害等灾害(图 2)。

图2 张掖市气象灾害分区防御图

四、结语

本文利用气象数据、历史灾害数据和GIS系统，将张掖市各县区12种气象灾害进行了等级区划，并划分了气象灾害防御分区，为有关部门开展防灾减灾提供了科学参考依据，具有很强的指导意义。

结合张掖市经济社会发展需求，当前气象灾害防御能力仍存在以下薄弱环节:一是各类气象灾害的综合监测和灾害预警能力有待更进一步加强。主要体现在目前的全国气象业务现代化体系对于突发的一些气象灾害监测能力弱、预警能力较低。二是气象防灾布局重点不够明确。三是全社会气象防灾减灾综合体系不健全。人民减灾意识较弱，部门间信息相互实时的交流不够;气象灾害在基层的应急能力差、主动防御能力弱;防灾和减灾的相关法律不健全。

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