財產(chǎn)保險防災(zāi)減損研究技術(shù)報告

1、財產(chǎn)保險防災(zāi)減損研究技術(shù)報告目 錄 TOC o 3-3 h z t 標(biāo)題 1,1,標(biāo)題 2,2 HYPERLINK l _Toc60215852 第一章專題背景 PAGEREF _Toc60215852 h 1 HYPERLINK l _Toc60215853 1.1 專題目標(biāo) PAGEREF _Toc60215853 h 1 HYPERLINK l _Toc60215854 1.2 專題研究內(nèi)容 PAGEREF _Toc60215854 h 2 HYPERLINK l _Toc60215855 1.3 專題考核指標(biāo) PAGEREF _Toc60215855 h 3 HYPERLINK l _

2、Toc60215856 第二章災(zāi)害背景分析 PAGEREF _Toc60215856 h 3 HYPERLINK l _Toc60215857 2.1 災(zāi)害背景分析的意義 PAGEREF _Toc60215857 h 3 HYPERLINK l _Toc60215858 2.2 中國自然災(zāi)害的概況 PAGEREF _Toc60215858 h 4 HYPERLINK l _Toc60215859 2.2.1 氣象災(zāi)害 PAGEREF _Toc60215859 h 5 HYPERLINK l _Toc60215860 2.2.2 洪澇災(zāi)害 PAGEREF _Toc60215860 h 6 HYP

3、ERLINK l _Toc60215861 2.2.3 海洋災(zāi)害 PAGEREF _Toc60215861 h 6 HYPERLINK l _Toc60215862 2.2.4 地震災(zāi)害 PAGEREF _Toc60215862 h 8 HYPERLINK l _Toc60215863 2.2.5 地質(zhì)災(zāi)害 PAGEREF _Toc60215863 h 9 HYPERLINK l _Toc60215864 2.2.6 農(nóng)作物生物災(zāi)害 PAGEREF _Toc60215864 h 9 HYPERLINK l _Toc60215865 2.2.7 森林災(zāi)害 PAGEREF _Toc60215865

4、 h 10 HYPERLINK l _Toc60215866 2.3 中國洪澇災(zāi)害的概況 PAGEREF _Toc60215866 h 10 HYPERLINK l _Toc60215867 2.3.1 中國洪澇災(zāi)害的成因和致災(zāi)因素 PAGEREF _Toc60215867 h 11 HYPERLINK l _Toc60215868 2.3.2 中國洪澇災(zāi)害基本情況與主要成災(zāi)特點 PAGEREF _Toc60215868 h 15 HYPERLINK l _Toc60215869 第三章專題技術(shù)方案 PAGEREF _Toc60215869 h 17 HYPERLINK l _Toc60215

5、870 3.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc60215870 h 17 HYPERLINK l _Toc60215871 3.2 靜態(tài)模型 PAGEREF _Toc60215871 h 23 HYPERLINK l _Toc60215872 3.2.1 圖層介紹 PAGEREF _Toc60215872 h 24 HYPERLINK l _Toc60215873 3.2.2 外部數(shù)據(jù)導(dǎo)入方法 PAGEREF _Toc60215873 h 27 HYPERLINK l _Toc60215874 3.2.3 數(shù)據(jù)庫的設(shè)計 PAGEREF _Toc60215874 h 30 HYPERLI

6、NK l _Toc60215875 3.3 動態(tài)模型 PAGEREF _Toc60215875 h 30 HYPERLINK l _Toc60215876 3.3.1 災(zāi)情預(yù)測模型 PAGEREF _Toc60215876 h 31 HYPERLINK l _Toc60215877 3.3.2 損失評估模型 PAGEREF _Toc60215877 h 52 HYPERLINK l _Toc60215878 3.3.3 預(yù)案和快速反應(yīng)方案 PAGEREF _Toc60215878 h 62 HYPERLINK l _Toc60215879 3.3.4 GPS的重要作用 PAGEREF _Toc

7、60215879 h 66 HYPERLINK l _Toc60215880 第四章原型系統(tǒng)運行環(huán)境 PAGEREF _Toc60215880 h 66 HYPERLINK l _Toc60215881 第五章專題完成情況 PAGEREF _Toc60215881 h 67 HYPERLINK l _Toc60215882 第六章主要創(chuàng)新點 PAGEREF _Toc60215882 h 69 HYPERLINK l _Toc60215883 第七章下一步的工作 PAGEREF _Toc60215883 h 76專題背景為了防止自然災(zāi)害和減少自然災(zāi)害對財產(chǎn)保險造成的損失，國內(nèi)外不少保險公司都在不

8、同程度上開展了財產(chǎn)保險防災(zāi)減損技術(shù)研究。為了減少國內(nèi)財產(chǎn)保險在自然災(zāi)害下的損失，進一步提高保險公司的經(jīng)營效益，中國人民保險公司申請了十五國家科技攻關(guān)計劃“金融信息化關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用示范”項目中課題“保險業(yè)信息化示范工程”所屬專題“財產(chǎn)保險防災(zāi)減損技術(shù)研究”項目。1.1 專題目標(biāo)根據(jù)中國人民保險公司對財產(chǎn)保險防災(zāi)減損的具體需求，該專題研究的目標(biāo)為：根據(jù)保險業(yè)當(dāng)前和未來財產(chǎn)保險防災(zāi)減損的需要，建立管理系統(tǒng)模型，提高保險業(yè)在防災(zāi)減損方面的科學(xué)決策能力；綜合利用遙感、地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)集成方法，提高對災(zāi)害預(yù)測與評估研究的科學(xué)性和可靠性；結(jié)合不同地域自然環(huán)境的差異性和自然災(zāi)害的特點，構(gòu)建財產(chǎn)保險自

9、然災(zāi)害損失評估模型和自然災(zāi)害預(yù)測和預(yù)報模型；與其它相關(guān)部門或機構(gòu)合作，逐步建立重點城市災(zāi)害數(shù)據(jù)庫，本課題將以多年水災(zāi)災(zāi)情數(shù)據(jù)庫建設(shè)為重點，通過建立信息共享模型，實現(xiàn)與其它單位的信息共享。1.2 專題研究內(nèi)容在充分的調(diào)研和大量理論研究后，確定了該專題的主要研究內(nèi)容為：利用GIS技術(shù)將基礎(chǔ)災(zāi)害信息和空間信息分層表現(xiàn)在圖層上，并可以交互查詢和動態(tài)更新。利用遙感衛(wèi)星提供的多時相，全天候遙感圖像來獲取不同時期的洪澇災(zāi)害的專題數(shù)據(jù)。在遙感圖像解譯系統(tǒng)下，通過對遙感圖像進行圖像增強、濾波、特征提取和分類、網(wǎng)格數(shù)據(jù)到矢量數(shù)據(jù)的變換、投影變換、坐標(biāo)變換、幾何糾正、圖形并貼、比例尺統(tǒng)一等一系列的遙感圖像預(yù)處理過程

10、，形成矢量數(shù)據(jù)庫，它轉(zhuǎn)換成地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)輸出或者直接進入GIS空間和屬性數(shù)據(jù)庫。利用GPS測量系統(tǒng)可獲取災(zāi)情發(fā)生區(qū)域的大地測量的動態(tài)數(shù)據(jù)，經(jīng)標(biāo)準化后進入GIS系統(tǒng)。利用地理信息系統(tǒng)的空間分析功能，對不同時期的數(shù)據(jù)進行解析，建立監(jiān)測與評估模型。把遙感影像（遙感時空數(shù)據(jù)庫），圖形圖像（地理空間數(shù)據(jù)和GPS獲取的動態(tài)觀測數(shù)據(jù)）、以及保險公司提供的保險責(zé)任信息經(jīng)過校正和標(biāo)準化后疊加在一起，并利用這些復(fù)合信息進行災(zāi)情監(jiān)測與財產(chǎn)損失評估。利用以上獲取的數(shù)據(jù)建立財產(chǎn)保險防災(zāi)減損決策支持模型。1.3 專題考核指標(biāo)在課題結(jié)束后，“財產(chǎn)保險防災(zāi)減損技術(shù)研究”要提交以下成果：提交能夠在財產(chǎn)保險領(lǐng)域逐步推廣與應(yīng)用的

11、“財產(chǎn)保險防災(zāi)減損”原型系統(tǒng)，并在一個典型地區(qū)示范應(yīng)用；提交“災(zāi)情預(yù)測模型”和“財產(chǎn)保險損失評估”模型庫；提交“國內(nèi)財產(chǎn)保險防災(zāi)減損”合作方法研究報告；在國內(nèi)外核心刊物上發(fā)表5篇以上有關(guān)“災(zāi)情預(yù)測模型”和“財產(chǎn)保險損失評估模型”的應(yīng)用學(xué)術(shù)論文。災(zāi)害背景分析2.1 災(zāi)害背景分析的意義保險業(yè)是經(jīng)營風(fēng)險的行業(yè)，在諸多風(fēng)險中，自然災(zāi)害風(fēng)險最為嚴重，自然災(zāi)害風(fēng)險一方面給保險公司每年都造成巨額賠付，另一方面也給保險業(yè)的發(fā)展帶來了機遇和效益，同時為國家抗災(zāi)救災(zāi)和支援災(zāi)民安定生活，恢復(fù)生產(chǎn)做出了很大的貢獻。我國是個多災(zāi)的國家，初估受災(zāi)財產(chǎn)總值達數(shù)十萬億元，每年自然災(zāi)害直接經(jīng)濟損失達一千億元以上。為了減輕自然災(zāi)

12、害，僅靠政府的努力是不夠的，必須推動減災(zāi)社會化，其中發(fā)展災(zāi)害保險，不僅為受災(zāi)對象提供了恢復(fù)正常生活和生產(chǎn)活動的基本條件，而且對穩(wěn)定社會、促進社會可持續(xù)發(fā)展起到了重要作用。另一方面，由于保險風(fēng)險主要源于自然災(zāi)害，所以自然災(zāi)害的活動程度和風(fēng)險程度及減災(zāi)力度又直接制約著保險業(yè)的發(fā)展。因此，為了保險業(yè)的發(fā)展， 需要對自然災(zāi)害的風(fēng)險和基于自然災(zāi)害風(fēng)險的財產(chǎn)保險防災(zāi)減損重大技術(shù)進行深入的研究。保險是一門涉及方面極多的科學(xué)，為了最大限度地回避保險風(fēng)險，就需要研究自然災(zāi)害，首先需要了解我國自然災(zāi)害的特點、規(guī)律、自然災(zāi)害風(fēng)險的時空分布和發(fā)展趨勢。由于我國地域廣闊，自然環(huán)境復(fù)雜多變，因此自然災(zāi)害地區(qū)分布極不平衡，

13、因此如像對待家財保險、汽車保險等那樣不分地區(qū)的實行一攬子保險責(zé)任和統(tǒng)一費率，與各地自然災(zāi)害風(fēng)險程度的實際情況不完全相符，最終必將使保險業(yè)受到損失。國外因自然災(zāi)害使保險公司倒閉的實例并不鮮見。由于世界上平均每年造成500億美元以上的保險損失（2003年達到600億美元），如何評估與化解自然災(zāi)害風(fēng)險已成為世界保險界一項重要的前沿性科研課題。為了減少國內(nèi)財產(chǎn)保險在自然災(zāi)害下的損失，進一步提高保險公司的經(jīng)營效益，中國人民保險公司申請了“十五”國家科技攻關(guān)計劃“金融信息化關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用示范”項目中課題“保險業(yè)信息化示范工程”所屬專題“財產(chǎn)保險防災(zāi)減損技術(shù)研究”項目。2.2 中國自然災(zāi)害的概況中國是個多災(zāi)

14、的國家，主要災(zāi)害有氣象災(zāi)害、洪澇災(zāi)害、海洋災(zāi)害、地震災(zāi)害、地質(zhì)災(zāi)害、農(nóng)作物生物災(zāi)害和森林災(zāi)害等。2.2.1 氣象災(zāi)害旱災(zāi)指由于干旱缺水造成的災(zāi)害。旱災(zāi)是對我國影響面最大，社會發(fā)展影響最深的自然災(zāi)害。我國平均每年受旱農(nóng)作物面積667萬公頃以上，重災(zāi)年達2667公頃以上，損失糧食幾百萬至幾千萬噸。暴雨災(zāi)害由強度很大的降雨所造成的災(zāi)害。我國氣象上規(guī)定，24小時降水量為50毫米或以上的雨稱為“暴雨”。熱帶氣旋災(zāi)害指發(fā)生在熱帶或副熱帶海洋上的氣旋性渦旋及其引發(fā)的暴雨、風(fēng)暴潮等所造成的災(zāi)害。世界氣象組織規(guī)定，根據(jù)氣旋中心附近最大風(fēng)力大小將熱帶氣旋劃分為4級：即熱帶低壓、熱帶風(fēng)暴、強熱帶風(fēng)暴、臺風(fēng)。1997

15、年8月18日，9711號熱帶氣旋襲擊浙江、福建、江蘇、安徽等8省沿海地區(qū)，使291個縣（市）的6460萬人、600萬公頃農(nóng)田受災(zāi)，死亡261人，倒塌房屋52萬間，直接經(jīng)濟損失達509億元。風(fēng)雹災(zāi)害在對流性天氣控制下，積雨云中凝結(jié)生成的冰塊從空中降落而造成的災(zāi)害。雹災(zāi)除破壞農(nóng)作物，危害農(nóng)業(yè)生產(chǎn)外，有時還造成不同程度的人口傷亡和房屋破壞。低溫冷凍災(zāi)害低溫冷凍災(zāi)害主要是來自極地的強冷空氣及寒潮侵入，使氣溫在12天內(nèi)急劇下降810C或以上，造成農(nóng)作物的生理機能損傷或死亡，導(dǎo)致減產(chǎn)。這是短期天氣突變而形成的災(zāi)害。主要包括倒春寒、夏季低溫、寒露風(fēng)、霜凍和冷凍害等。其它氣象災(zāi)害如龍卷風(fēng)、沙塵暴、黑風(fēng)、雪災(zāi)、

16、雷暴等災(zāi)害多是由中短期和短時天氣過程的激烈變化而引起的，也造成了一定的損失。2.2.2 洪澇災(zāi)害洪澇災(zāi)害是由陸地水超常增加引發(fā)的各種災(zāi)害，包括洪水災(zāi)害與澇災(zāi)、漬災(zāi)。（詳情見2.3節(jié)）2.2.3 海洋災(zāi)害沿海地區(qū)是我國城鎮(zhèn)、人口、財產(chǎn)密度最高、社會經(jīng)濟最發(fā)達的地區(qū)。所以盡管海洋災(zāi)害危害范圍不如洪水、旱災(zāi)那樣廣闊，但對人民生命財產(chǎn)和社會經(jīng)濟發(fā)展仍具有重要影響。特別是近幾十年來，不但沿海地區(qū)社會經(jīng)濟持續(xù)高速發(fā)展，而且海上運輸、資源開發(fā)等蓬勃興起，因此一方面海洋災(zāi)害的破壞作用越來越廣泛，造成的危害越來越嚴重，另一方面，由于人類活動影響，海洋污染和海洋環(huán)境的異常變化加劇，導(dǎo)致赤潮等災(zāi)害日趨嚴重。在這種情

17、況下，海洋災(zāi)害已成為破壞損失增長最快，對未來社會經(jīng)濟發(fā)展影響最大的自然災(zāi)害之一。風(fēng)暴潮災(zāi)害風(fēng)暴潮災(zāi)害是由強烈大氣擾動引起的海面異常升降而造成的災(zāi)害。根據(jù)誘發(fā)風(fēng)暴潮的大氣擾動特點，把風(fēng)暴潮分為由熱帶氣旋引起的臺風(fēng)風(fēng)暴潮和由溫帶氣旋引起的溫帶風(fēng)暴潮兩大類。根據(jù)增水高度將風(fēng)暴潮分為風(fēng)暴增水、弱風(fēng)暴潮、強風(fēng)暴潮、特強風(fēng)暴潮4個等級。風(fēng)暴潮是破壞強烈的海洋災(zāi)害。我國地處太平洋西岸，兩類風(fēng)暴潮都很頻繁，是世界上風(fēng)暴潮災(zāi)害特別嚴重的國家。不但發(fā)生頻次高，災(zāi)害分布廣，而且強度比較大，常造成大量人口傷亡和經(jīng)濟損失。風(fēng)暴潮不但損毀般只，而且破壞房屋、農(nóng)田、海堤以及碼頭、港口等工程設(shè)施，并造成不同程度的人員傷亡。新

18、中國成立以來，到1990年，全國平均每年受災(zāi)人口340萬，死亡665人，倒塌房屋19萬間，損壞船只1778艘，潰決海堤438千米，受災(zāi)農(nóng)作物119萬公頃。風(fēng)暴海浪災(zāi)害指由海上大風(fēng)引起的波高6米以上海浪造成的災(zāi)害。災(zāi)害性海浪常造成嚴重人員傷亡和財產(chǎn)損失。據(jù)統(tǒng)計，19821990年，中國近海因災(zāi)害性臺風(fēng)海浪翻沉各類船只14345艘，損壞9468艘，死亡和失蹤4734人，受傷約4萬人，平均每年沉損船只2600多艘，520人。最嚴重的1985年翻沉船只4236艘，死亡和失蹤1030人；1986年翻沉船只4102艘，死亡889人；1990年翻沉船只3300艘，死亡876人。海嘯災(zāi)害海嘯在濱海區(qū)域的表現(xiàn)形

19、式是海水陡漲，并以排山倒海之勢向海岸推進，瞬時涌入陸地，吞沒城鎮(zhèn)、村莊、田地，然后海水又迅速退去，或先退后漲，有時反復(fù)多次，造成巨大損失，甚至毀滅性破壞，但對我國影響不大。赤潮災(zāi)害 因海洋中某一種或多種浮游生物在一定環(huán)境下暴發(fā)性增殖或聚集而造成的災(zāi)害。赤潮多發(fā)生在春季和夏季，在熱帶或亞熱帶海域冬季也有發(fā)生。赤潮覆蓋面積從幾十平方千米到幾千平方千米不等。赤潮嚴重破壞海洋生態(tài)環(huán)境，直接危害海洋漁業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)，并威脅人類健康和生命安全。如1989年8月5日至10月14日，渤海西部發(fā)生赤潮，面積達1300平方千米，使黃驊、滄州、天津、濰坊、萊州對蝦減產(chǎn)，損失2億元以上。2.2.4 地震災(zāi)害中國受歐亞地震

20、帶和環(huán)太平洋地震帶控制，地震活動頻繁而又強烈，是世界上大陸地震最活躍、地震災(zāi)害最嚴重的國家之一。據(jù)統(tǒng)計，20世紀中國發(fā)生6級以上地震650多次；其中Ms7級的地震100次，約占世界的1/10；8級以上地震10次;全球共發(fā)生Ms8.5級的特大地震4次,其中2次發(fā)生在中國分別是1920年寧夏海原8.5級地震和1950年西藏察隅墨脫8.6級地震。由于中國大部分地震震源淺，房屋和工程建筑抗震性能差，所以震災(zāi)十分嚴重。據(jù)統(tǒng)計，19491997年，中國大陸發(fā)生5級和5級以上地震1210次，造成人員死亡和萬元以上經(jīng)濟損失的災(zāi)害性地震710多次，共造成278000多人死亡，約85萬人受傷，11000萬間民房、

21、170萬間工業(yè)和公共建筑、5500多座橋梁、近900座水庫毀壞，直接經(jīng)濟損失460億元（1990年不變價）。2.2.5 地質(zhì)災(zāi)害指在地殼表層由地殼物質(zhì)運動變異或其它地質(zhì)作用形成的災(zāi)害。主要包括崩塌災(zāi)害、滑坡災(zāi)害、泥石流災(zāi)害、地裂縫災(zāi)害、火山災(zāi)害、地面沉降災(zāi)害、地面塌陷災(zāi)害、礦山地質(zhì)災(zāi)害、水土流失災(zāi)害、土地沙漠化災(zāi)害、土地鹽堿化災(zāi)害、海水入侵災(zāi)害等。我國構(gòu)造運動強烈，地貌復(fù)雜，地質(zhì)環(huán)境人為破壞嚴重是世界上地質(zhì)災(zāi)害最嚴重的國家之一。2.2.6 農(nóng)作物生物災(zāi)害農(nóng)作物生物災(zāi)害指因病菌、病毒、害蟲、鼠、雜草等有害生物暴發(fā)或流行使農(nóng)作物不能正常生長發(fā)育，甚至死亡，因此導(dǎo)致減產(chǎn)、絕收的現(xiàn)象。我國農(nóng)業(yè)生物災(zāi)害

22、種類繁多，從總體上可分為病害、蟲害、草害、鼠害4大類。對我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成嚴重危害的生物災(zāi)害有1648種，其中病害724種、蟲害838種、惡性雜草64種、鼠害22種。農(nóng)作物病害、蟲害、草害、鼠害嚴重危害農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，20世紀90年代以后，估計每年因災(zāi)損失糧食200億公斤、棉花400萬擔(dān)，并嚴重降低水果、蔬菜、油料和其它經(jīng)濟作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，每年因此造成的經(jīng)濟損失100億元以上。2.2.7 森林災(zāi)害對森林或林木造成破壞的有害生物昆蟲5020種、病害2918種、鼠害160余種。每年平均發(fā)生森林病蟲害面積在700萬公頃以上，減少林木生長量約1700萬立方米，因災(zāi)枯死森林面積約30萬公頃。我國森林火災(zāi)每年平

23、均發(fā)生1.43萬次，面積82.2萬公頃，損失10億元以上。以上各種自然災(zāi)害隨著我國社會經(jīng)濟的增長，絕對損失都有可能增長，從長遠來看都是重要的保險對象，然而就目前情況而言，保險公司最關(guān)心的還是洪澇災(zāi)害，因此下面將對洪澇災(zāi)害進行較詳細的分析論述。2.3 中國洪澇災(zāi)害的概況洪澇災(zāi)害是由陸地水在一些地區(qū)超常增加而引發(fā)的各種災(zāi)害，包括洪水災(zāi)害與澇災(zāi)、漬災(zāi)。其中洪水災(zāi)害指由降雨、融雪（冰）、堤壩潰決等原因引起江、河、湖、庫及沿海水量增加、水位上漲而泛濫以及山洪暴發(fā)等所造成的災(zāi)害。主要包括山洪、暴雨洪水、融雪洪水、冰凌洪水、水利工程失事洪水、潰壩洪水、潰堤洪水等。澇災(zāi)指因積水過多而造成的災(zāi)害。漬災(zāi)指在低洼地

24、區(qū)因地下水位過高，土壤水分長期處于飽和狀態(tài)而造成的災(zāi)害。實際上，洪水、澇災(zāi)和漬災(zāi)三者多數(shù)情況下很難截然分開，故常統(tǒng)稱為洪澇災(zāi)害，亦泛稱水災(zāi)。20世紀前半期，我國水災(zāi)尤其嚴重，平均每年全國有168個縣受災(zāi)；不同年份災(zāi)害輕重差異很大，輕災(zāi)年受災(zāi)縣數(shù)不足100個，最輕為43個（1927年），重災(zāi)年受災(zāi)縣在250個以上，最重達592個（1931年）。20世紀后半期，我國每年都有不同程度和范圍的水災(zāi)發(fā)生，累計共造成25.9萬人死亡，平均每年死亡5300人，累計倒塌房屋1.1億間，平均每年220萬間，平均每年受災(zāi)農(nóng)作物913萬公頃，分別占耕地面積的10%和5%左右，年均直接經(jīng)濟損失幾百億元。重災(zāi)年死亡人數(shù)

25、超過1萬人，倒塌房屋500萬間以上，受災(zāi)農(nóng)作物1300萬公頃以上，成災(zāi)農(nóng)作物650萬公頃以上，直接經(jīng)濟損失1000億元以上。 洪澇災(zāi)害損失嚴重，也是保險賠付最多、防災(zāi)減損最為重視的災(zāi)種。2.3.1 中國洪澇災(zāi)害的成因和致災(zāi)因素洪澇災(zāi)害是洪水和雨澇災(zāi)害的統(tǒng)稱。洪水災(zāi)害是由于暴雨或急驟的冰雪融化及水利工程失事等原因形成大量的急劇地表徑流或者江河水量迅速增加，水位急劇上漲，沖出天然水道或人工堤壩所造成的災(zāi)害。根據(jù)成因，成災(zāi)洪水可分為三類；降雨洪水包括暴雨洪水、持續(xù)性大雨洪水、風(fēng)暴潮洪水等；融水性洪水包括高山冰雪融水洪水、季節(jié)性及雪融水洪水、河道冰凌阻塞性洪水等；工程失事洪水包括潰壩洪水、決堤洪水等。

26、雨澇是指因大雨、暴雨或持續(xù)降雨造成低洼地區(qū)被淹沒、漬水，而形成的災(zāi)害。洪澇災(zāi)害是地球氣圈和水圈的異常變化對人類社會經(jīng)濟所產(chǎn)生的破壞。洪澇的成災(zāi)程度一方面受自然條件的控制，隨著災(zāi)害變異程度的提高而加劇，另一方面又受人類自身保護能力的制約，隨防災(zāi)水平的提高而削弱。分析這些因素，對于認識洪澇災(zāi)害的危險程度是十分必要的。這些因素包括：氣候因素降水特征（降水量及降水分布）是控制洪澇災(zāi)害的基礎(chǔ)條件，它決定了洪澇災(zāi)害能否發(fā)生以及發(fā)生的時間、地點、強度。我國為典型的季風(fēng)氣候。降水多寡懸殊，平均降水量最高超過2000mm,最低不足10mm。區(qū)域變化規(guī)律是自西北內(nèi)陸向東南沿海增多。在發(fā)生區(qū)域變化的同時，又出現(xiàn)復(fù)雜

27、的地區(qū)變化，形成許多局部性高降水區(qū)。我國降水的時間分布也十分不均。最突出的特點是具有強烈的季節(jié)變化，受季風(fēng)氣候控制，每年冬去春來之時，大陸冬季風(fēng)逐漸衰弱，濕潤的熱帶海洋氣流自東南沿海向內(nèi)陸擴展，4-6月江南地區(qū)開始多雨，6-7月主雨帶擴展到長江中下游地區(qū)，7-8月盛夏季節(jié)，進一步擴展到華北、東北和西北的部分地區(qū)，9月入秋以后，夏季風(fēng)南退，主雨帶由西北向東南退移，全國范圍的降雨不斷減少，逐漸進入少雨季節(jié)。伴隨上述變化，全年降水主要集中在6-9月，其水量約占全年的60%-80%。我國降水的年際變化比較復(fù)雜?；疽?guī)律是豐枯交替，形成不同尺度的豐水期和枯水期。據(jù)統(tǒng)計資料，新中國成立以來的幾十年中，50

28、年代和60年代早期為相對豐水期；70年代和80年代為相對枯水期；80年代末期以來為相對豐水期。我國季風(fēng)氣候決定了我國降水的豐枯程度和時空變化，由此進一步控制了洪澇災(zāi)害的成災(zāi)程度和發(fā)生時間與地域分布。地形地貌和江河水系我國大陸自西向東傾斜，形成三個階梯，第一階梯的大部分地區(qū)，降水貧乏，海拔高程大，為江河的源頭或上游，地表徑流稀少，洪澇災(zāi)害輕微。第二階梯的大部分地區(qū)，降水量亦比較小，海拔高程大，為江河的上游或中上游，地表徑流較少，一般洪澇災(zāi)害較輕。第三階梯的大部分地區(qū)，降水比較多，海拔高程較小，為江河的下游或中下游，地表徑流較多，洪澇災(zāi)害比較嚴重。我國陸地江河水系總計有數(shù)十個，洪澇災(zāi)害主要發(fā)生在東

29、部的外流水系流域，其中黑龍江、松花江、遼河、海河、黃灌、淮河、長江、珠江等水系流域面積較大，流域內(nèi)人口、財產(chǎn)相對集中，洪澇災(zāi)害最為嚴重。陸地水分布受氣候、地形地貌的綜合影響，我國陸地水分布十分不均。年徑流從不足5mm到最大3000mm以上。基本變化規(guī)律是由北向南或由西北向東南不斷加大；在這種區(qū)域背景下，還有許多地區(qū)性或局部性的高低異常變化。年徑流系數(shù)最低小于5%，最高大于80%，變化特點與年徑流深度基本相同。標(biāo)準面積（1000km2）最大流量從小于100m3/s到大于8000m3/s，其中高流量分布在中國東部區(qū)域，以遼寧、河北、河南、安徽、山東、浙江、四川、海南、臺灣等省的部分地區(qū)流量最高。洪

30、水淹沒地區(qū)主要集中在江河中下游地區(qū)。陸地水是直接導(dǎo)致洪澇災(zāi)害的物質(zhì)來源，而主要洪澇災(zāi)害均發(fā)生在豐水地區(qū)。人類經(jīng)濟活動與防災(zāi)工程隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展和生產(chǎn)力水平的不斷提高，人類經(jīng)濟活動和防災(zāi)工程對洪澇災(zāi)害的影響越來越大。人類對災(zāi)害的影響具有正負兩方面作用即人類的某些活動助長了洪澇災(zāi)害，加劇了災(zāi)害的活動強度和損失規(guī)模；人類的防災(zāi)救災(zāi)工程擬制或減輕了災(zāi)害，減少了災(zāi)害損失。導(dǎo)致洪澇災(zāi)害加劇的人類活動主要是過度的資源開發(fā)和不科學(xué)的工程建設(shè)。隨著我國人口增長和經(jīng)濟發(fā)展，許多地區(qū)土地資源、森林植被資源、水資源等的需求急劇增加，一些地區(qū)毀林開荒、圍湖造田、與河爭地，甚至亂砍濫伐、河道設(shè)障、侵占行滯洪區(qū)等，因

31、此加劇了水土流失，造成河道淤積，湖泊萎縮，降低了河湖行洪蓄洪能力，加劇了洪澇災(zāi)害。此外一些水庫、堤防設(shè)計標(biāo)準低或老化失修，發(fā)生漫頂潰決，導(dǎo)致嚴重的洪澇災(zāi)害。人類對洪澇災(zāi)害的抑制和防范主要來自于全社會抗災(zāi)能力的提高和防災(zāi)工程的不斷擴大。從宏觀上，隨著社會的進步，各地區(qū)的經(jīng)濟實力和科學(xué)技術(shù)水平不斷提高，人類抵御洪澇以及其它自然災(zāi)害的能力相應(yīng)地得到了提高。這種現(xiàn)象集中體現(xiàn)在水土環(huán)境治理和水利工程的投入不增加，對防治洪澇災(zāi)害發(fā)揮了重要作用。區(qū)域環(huán)境治理主要是涵養(yǎng)水土資源，控制和治理水土流失，削弱洪澇災(zāi)害的基礎(chǔ)。水利工程主要包括水庫、堤防、分滯洪區(qū)建設(shè)、排澇工程等，它們對限制或排導(dǎo)洪流，減輕洪澇災(zāi)害發(fā)揮

32、了直接作用。2.3.2 中國洪澇災(zāi)害基本情況與主要成災(zāi)特點中國洪澇災(zāi)害活動頻繁，危害嚴重，直接經(jīng)濟損失居各種自然災(zāi)害之首。由于松花江、遼河、海河、黃河、淮河、長江、珠江七大江河流域不僅是我國人口密集，經(jīng)濟很發(fā)達的地區(qū)，而且是洪澇災(zāi)害最頻繁、最強烈的地區(qū)，所以洪澇災(zāi)害成為我國直接經(jīng)濟損失最大的災(zāi)害。洪澇災(zāi)害活動頻繁，影響廣泛。它除了沖毀農(nóng)田，淹沒農(nóng)作物，造成大面積農(nóng)作物減產(chǎn)、絕收外，還沖毀房屋，淹沒城鎮(zhèn)、村莊、鐵路、公路、橋梁及其它工程設(shè)施，嚴重危害人民生活和生產(chǎn)活動，并常常造成不同程度的人口傷亡。一次特大洪水造成的受災(zāi)面積可達數(shù)十萬平方公里，受災(zāi)人口達幾千萬，直接經(jīng)濟損失達幾百億元，其對社會經(jīng)

33、濟的破壞作用居各種自然災(zāi)害之首，因此成為歷代政府和千百萬人民群眾的心腹之患。我國是世界上洪澇災(zāi)害特別嚴重的國家。據(jù)不完全統(tǒng)計，從公元前206年到1949年的2155年間，全國發(fā)生較大洪澇災(zāi)害1092次，平均大約每2年就發(fā)生一次。新中國成立以后，共產(chǎn)黨和各級政府把抗御水患放在十分重要的位置，特別加強洪澇災(zāi)害的防災(zāi)抗災(zāi)工作，但由于我國地域遼闊，洪澇成災(zāi)條件復(fù)雜，所以洪澇災(zāi)害的威脅遠沒能根除。近50年來，不但中小災(zāi)害頻繁發(fā)生，而且發(fā)生多次重大災(zāi)害。據(jù)統(tǒng)計，每年全國洪澇災(zāi)害的受災(zāi)農(nóng)作物面積200-2500萬公頃，多數(shù)年份700-1500萬公頃，重災(zāi)年達1500萬公頃以上，特重災(zāi)年超過2000萬公頃。如

34、1954年4-9月，我國東部地區(qū)連降暴雨，21個?。ㄊ?、自治區(qū)）的1600萬公頃農(nóng)作物受災(zāi)，其中長江中下游和淮河、海河流域的皖、鄂、湘、贛、豫、冀7省受災(zāi)近1400萬公頃，倒塌房屋1000多萬間，死亡14400多人，減產(chǎn)糧食80多億公斤，棉花400多萬擔(dān)，受災(zāi)人口6000多萬，其中重災(zāi)災(zāi)民約4000萬。又如1991年全國洪澇受災(zāi)面積達2460萬公頃，災(zāi)害主要發(fā)生在淮河流域和長江中下游地區(qū)，受災(zāi)最重的安徽、江蘇兩省，農(nóng)作物受災(zāi)面積1000萬公頃，絕收184萬公頃，受災(zāi)人口8514萬，死亡1163人，倒塌房屋350萬間，直接經(jīng)濟損失484億元人民幣。我國災(zāi)害分布廣泛，但災(zāi)情區(qū)域分布和地區(qū)差異巨大。

35、我國地域遼闊，受氣候、地形、水文以及社會經(jīng)濟等條件影響，不同地區(qū)洪澇災(zāi)害的輕重程度有明顯差異。從區(qū)域分布看，全國大致分為兩大區(qū)域：大興安嶺陰山賀蘭山六盤山四川盆地苗嶺以西，災(zāi)害活動較輕，形成的破壞損失輕微，為輕災(zāi)區(qū)；以東地區(qū)洪澇災(zāi)害活動比較頻繁，形成的破壞損失比較嚴重，是我國主要洪澇災(zāi)害分布區(qū)。洪澇災(zāi)害除上述區(qū)域變化外，還發(fā)生復(fù)雜的地區(qū)變化，這主要表現(xiàn)在東部區(qū)域。洪水和雨澇災(zāi)害的空間分布除具有上述共同特點外，它們的地區(qū)分布還略有差異。洪水災(zāi)害的空間分布還表現(xiàn)出強烈的流域特征，重災(zāi)地區(qū)集中分布在主要江河接近下游和部分湖泊。雨澇災(zāi)害雖然受江河水系控制，但地形、地貌條件具有比洪水更強烈的作用，廣東深

36、圳為洪澇多發(fā)區(qū)，因此我們模型系統(tǒng)的建立便以此為示范區(qū)。專題技術(shù)方案3.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)根據(jù)對自然災(zāi)害危險性和災(zāi)害損失研究的最新成果，結(jié)合財產(chǎn)保險的需求，在充分利用保險理賠過程中積累的保險損失數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，專題組建立了能夠在財產(chǎn)保險領(lǐng)域逐步推廣與應(yīng)用的“財產(chǎn)保險防災(zāi)減損”原型系統(tǒng)。原型系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)簡圖如圖3.1所示。在圖3.1中可以看到，系統(tǒng)通過對災(zāi)害因子和環(huán)境因素（F）的分析，采用一些預(yù)測或?qū)崪y的方法，結(jié)合3S(GIS、GPS和RS)技術(shù)，將預(yù)測或?qū)崪y(P1)結(jié)果以災(zāi)害圖層(D)的形式表現(xiàn)出來；同時，在保險理賠數(shù)據(jù)(C)分析得出的損失系數(shù)(P3)的基礎(chǔ)上，保險公司的保險責(zé)任(I)也以保險責(zé)任

37、圖層的形式體現(xiàn)出來；采用一些數(shù)學(xué)方法對圖層(D)和圖層(I)相互作用的結(jié)果進行運算，就可以對承災(zāi)體由于災(zāi)害產(chǎn)生的損失進行評估(P2)，得到財產(chǎn)損失評估結(jié)果(E)，最后，根據(jù)損失評估結(jié)果使用防災(zāi)減損功能(P4)進行防災(zāi)減損決策支持(DM)。圖3.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)簡圖對系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)簡圖進行初步細化，得到系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖3.2。如圖3.2所示，系統(tǒng)中包括7個數(shù)據(jù)源或數(shù)據(jù)模塊：GIS圖層、災(zāi)害因子、災(zāi)害圖層、保險責(zé)任數(shù)據(jù)、損失評估結(jié)果、保險理賠數(shù)據(jù)和決策支持。其中GIS圖層是基礎(chǔ)，災(zāi)害圖層、保險責(zé)任數(shù)據(jù)和損失評估結(jié)果需要與GIS圖層相結(jié)合，以圖層的形式展現(xiàn)。GIS圖層上包括點狀信息、線狀信息和面狀信息三

38、種圖層，如城市政府機構(gòu)、金融機構(gòu)、企事業(yè)單位、公檢法機構(gòu)等圖層屬于點狀信息圖層；城市道路、等高線、河流等圖層屬于線狀信息圖層；行政區(qū)劃、綠地、湖泊等圖層屬于面狀信息圖層。將這些包含城市基本信息的圖層按照地理坐標(biāo)系進行配準，然后按照一定的順序進行疊加，就形成了基礎(chǔ)地理信息圖層，它反映的是事物的基本空間屬性。GIS圖層信息將從電子地圖供應(yīng)商處獲得。F災(zāi)害因子包括致災(zāi)因子和環(huán)境因素。所謂致災(zāi)因子是指導(dǎo)致災(zāi)害發(fā)生的觸發(fā)因素。洪澇災(zāi)害的致災(zāi)因子是致澇水量，以及與致澇水量有關(guān)的致災(zāi)因素如降水量、降水歷時、河流水情要素等。這里定義模型涉及到的致災(zāi)因子為降水量、災(zāi)害持續(xù)時間等；環(huán)境因素又可以稱為孕災(zāi)環(huán)境，指災(zāi)

39、害作用的環(huán)境，包括地表特征（植被、建筑物分布）、地形指數(shù)（高度、寬度、坡度、坡向）和排水能力等。這里，降水量、災(zāi)害持續(xù)時間可以從氣象部門的氣象數(shù)據(jù)中獲取，地表特征和排水能力從示范地區(qū)的遙感圖和地下管網(wǎng)數(shù)據(jù)中提取，地形指數(shù)從DEM數(shù)據(jù)中獲取。D災(zāi)害圖層是致災(zāi)因子作用于環(huán)境因素上產(chǎn)生的結(jié)果，包括洪水淹沒區(qū)域、洪水淹沒水深、洪水淹沒時間、災(zāi)害強度和模式。模式是對災(zāi)情的劃分，專題研究的模式包括典型模式(5年一遇的降雨、10年一遇的降雨等)、暴雨模式、臺風(fēng)模式、暴雨臺風(fēng)復(fù)合模式4種。I保險責(zé)任數(shù)據(jù)包括保單數(shù)據(jù)和標(biāo)的損失系數(shù)，其中保單數(shù)據(jù)來自保險公司業(yè)務(wù)庫中的承保數(shù)據(jù)，而標(biāo)的損失系數(shù)則是通過對C保險理賠數(shù)

40、據(jù)進行統(tǒng)計分析的結(jié)果。標(biāo)的信息和標(biāo)的損失系數(shù)構(gòu)成了系統(tǒng)中的承災(zāi)因子（承災(zāi)因子就是當(dāng)災(zāi)害發(fā)生時在致災(zāi)因子影響下發(fā)生明顯變化而表現(xiàn)出的災(zāi)害特征的人文或自然要素）。C保險理賠數(shù)據(jù)來自保險公司業(yè)務(wù)庫中的歷史理賠數(shù)據(jù)。災(zāi)害圖層和保險責(zé)任數(shù)據(jù)相結(jié)合，通過損失評估模型運算，得到E損失評估結(jié)果，對應(yīng)災(zāi)害區(qū)域中各受損標(biāo)的的損失情況，有兩種展現(xiàn)形式：以保單為中心和以客戶為中心。DM在決策支持部分課題組根據(jù)對防災(zāi)減損的一系列研究和原型系統(tǒng)實際運用的情況生成了水災(zāi)風(fēng)險圖、防洪預(yù)案或臨災(zāi)快速反應(yīng)方案，它具體的給出了防災(zāi)減損的措施。圖3.2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖進一步的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架細化圖如圖3.3所示。圖3.3系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)細化

41、圖通過對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架的細化，可以進一步將系統(tǒng)分解成為靜態(tài)模型和動態(tài)模型兩個部分，分別執(zhí)行不同的功能，下面將對靜態(tài)模型部分和動態(tài)模型部分進行闡述。3.2 靜態(tài)模型系統(tǒng)的模型架構(gòu)如圖3.4所示。其中，致災(zāi)因子作用在環(huán)境（基礎(chǔ)圖層）上，系統(tǒng)通過基于DEM模型的預(yù)測方法，生成災(zāi)害圖層；然后通過損失評估方法將災(zāi)害圖層和保險責(zé)任數(shù)據(jù)結(jié)合進行分析，得到損失評估結(jié)果。圖中圈內(nèi)的區(qū)域就是靜態(tài)模型，由其可見，靜態(tài)模型反映財產(chǎn)保險防災(zāi)減損系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，它是系統(tǒng)模型框架的基礎(chǔ)，是實施預(yù)測和評估的前提。圖3.4 系統(tǒng)模型框架3.2.1 圖層介紹財產(chǎn)保險防災(zāi)減損靜態(tài)模型主要包括三種圖層，對應(yīng)一個數(shù)據(jù)庫。三種圖層是基礎(chǔ)圖

42、層、責(zé)任圖層和災(zāi)害圖層，如圖3.5所示。對應(yīng)的是保險公司防災(zāi)減損中間數(shù)據(jù)庫。圖3.5 財產(chǎn)保險防災(zāi)減損靜態(tài)模型基礎(chǔ)圖層對應(yīng)模型框架的第一層中的環(huán)境因素部分，它的主要來源是國家測繪機構(gòu)提供的不同比例尺的基礎(chǔ)地理圖層，為其它兩個圖層提供了基準信息?；A(chǔ)地理圖層上包括點狀信息、線狀信息和面狀信息三種圖層，如城市政府機構(gòu)、金融機構(gòu)、企事業(yè)單位、公檢法機構(gòu)等圖層屬于點狀信息圖層，城市道路、等高線等圖層屬于線狀信息圖層，城市水系、行政區(qū)劃等圖層屬于面狀信息圖層。將這些包含城市基本信息的圖層按照地理坐標(biāo)系進行配準，然后按照一定的順序進行疊加，就形成了基礎(chǔ)地理信息圖層，反映的是事物的基本空間屬性。圖3.6 基

43、礎(chǔ)圖層圖3.6顯示的就是深圳羅湖區(qū)的基礎(chǔ)圖層的一角，可以選擇顯示各點狀、線狀、面狀信息，如圖中以不同的圖標(biāo)顯示了羅湖區(qū)的政府機關(guān)、加油站、等高線等信息?？梢酝ㄟ^點擊左面的復(fù)選框隱藏對應(yīng)的信息。責(zé)任圖層對應(yīng)的是模型框架中的保險責(zé)任數(shù)據(jù)，它是保險責(zé)任信息與地理信息的關(guān)聯(lián)圖層，它反映保險責(zé)任等與保險責(zé)任有關(guān)信息的地理分布情況。責(zé)任分布圖層主要是點狀信息圖層，如財產(chǎn)保險標(biāo)的的位置，客戶的分布情況等。圖層上的信息點與防災(zāi)減損中間庫中的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)相聯(lián)結(jié)，通過點擊信息點，可以查詢保險責(zé)任情況，如保險標(biāo)的名稱，所保的險類和險種，承保的單位以及保額、保費等保單基本信息。圖3.7 責(zé)任圖層圖3.7顯示的是與圖3.6

44、相同區(qū)域的責(zé)任圖層，從左欄中可以看出，圖中顯示的包括理賠信息、承保信息、客戶信息和標(biāo)的信息點。圖3.8 責(zé)任圖層與基礎(chǔ)圖層的結(jié)合圖3.8顯示的是責(zé)任圖層與基礎(chǔ)圖層的結(jié)合，它有效的將理賠信息、承保信息、標(biāo)的信息等保險責(zé)任數(shù)據(jù)與基礎(chǔ)圖層結(jié)合了起來。災(zāi)害圖層反映水災(zāi)、風(fēng)災(zāi)等災(zāi)害的地理分布情況。災(zāi)害圖層主要是面狀信息圖層，如各個歷史年度水災(zāi)分布情況等。這個圖層主要根據(jù)預(yù)測的或?qū)嶋H的災(zāi)情信息進行計算，經(jīng)過處理形成面狀信息后，通過幾何校正和處理與基礎(chǔ)地理信息圖層進行匹配和校準后，與基礎(chǔ)地理圖層進行疊加。圖3.9 災(zāi)害圖層、基礎(chǔ)圖層、責(zé)任圖層的疊加圖3.9顯示的是3種圖層的疊加，其中深藍色的區(qū)域就是1993

45、年水災(zāi)淹沒的部分區(qū)域，顯然，落在這片區(qū)域中的黑色圖標(biāo)代表的標(biāo)的就是遭受損失的標(biāo)的。3.2.2 外部數(shù)據(jù)導(dǎo)入方法為了達到防災(zāi)減損的目的，系統(tǒng)需要與各合作方進行數(shù)據(jù)傳遞、接收和處理的工作。這些數(shù)據(jù)包括保險公司提供的保險數(shù)據(jù)、電子地圖供應(yīng)商提供的電子地圖數(shù)據(jù)、遙感數(shù)據(jù)供應(yīng)商提供的遙感數(shù)據(jù)、氣象局信息服務(wù)中心提供的氣象數(shù)據(jù)、水務(wù)局提供的水務(wù)數(shù)據(jù)、城管辦排水處提供的雨水排水管線數(shù)據(jù)以及各支公司提供的防災(zāi)減損數(shù)據(jù)等。具體的外部數(shù)據(jù)導(dǎo)入方法框架圖如下圖所示：圖3.10 外部數(shù)據(jù)導(dǎo)入方法一、保險數(shù)據(jù)保險公司提供保險數(shù)據(jù)：包括保險業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和保險客戶數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)存放在Informix數(shù)據(jù)庫中，通過SQL-Ser

46、ver的DTS轉(zhuǎn)換工具進行自動數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，把保險業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和保險客戶數(shù)據(jù)表導(dǎo)入到防災(zāi)減損中間庫中。二、電子地圖數(shù)據(jù)電子地圖數(shù)據(jù)由電子地圖供應(yīng)商提供。電子地圖有兩種形式：圖層文件形式（sdf，shp，dwg格式文件，包含圖層數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)）和數(shù)據(jù)表形式（數(shù)據(jù)表中包含各點坐標(biāo)及其屬性信息）。通過Map工具，對圖層文件進行坐標(biāo)配準或選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)源（數(shù)據(jù)表形式），形成一個電子地圖圖層（點狀圖層、線狀圖層或面狀圖層），疊加到基礎(chǔ)電子地圖上。三、遙感數(shù)據(jù)遙感供應(yīng)商提供遙感圖像，對遙感圖像的處理包括兩個部分：一個是通過Map工具對遙感圖像進行坐標(biāo)配準，疊加到基礎(chǔ)電子地圖上；另外一個是通過對遙感圖像進行信息提取

47、，獲取地形數(shù)據(jù)，存入防災(zāi)減損中間庫中。四、氣象數(shù)據(jù)氣象局信息服務(wù)中心以文本文件的格式提供氣象數(shù)據(jù)。系統(tǒng)通過DTS轉(zhuǎn)換工具提取各個氣象站的氣象信息到數(shù)據(jù)庫中，然后根據(jù)泰森多邊形降雨模型得到各個地區(qū)的氣象信息，存入預(yù)測模型的參數(shù)數(shù)據(jù)表中，供模型建立和模型運算使用。五、水務(wù)數(shù)據(jù)水務(wù)局為系統(tǒng)提供水務(wù)數(shù)據(jù)，包括歷史災(zāi)情信息和防洪堤垸屬性。其中歷史災(zāi)情信息以sdf格式的圖層文件形式提供，通過Map工具，對圖層文件進行坐標(biāo)配準，形成一個電子地圖圖層（面狀圖層），疊加到基礎(chǔ)電子地圖上，供模型驗證使用。從水務(wù)局得到的防洪堤垸屬性信息是文字資料，由管理員手動錄入，存入數(shù)據(jù)庫中。六、雨水排水管線數(shù)據(jù)雨水排水管線數(shù)據(jù)

48、由城管辦排水處提供。管線數(shù)據(jù)以shp格式的圖層文件形式提供，通過Map工具，對圖層文件進行坐標(biāo)配準，形成一個電子地圖圖層（線狀圖層），疊加到基礎(chǔ)電子地圖上。通過使用排水模型，分析雨水排輸管線分布情況，得到地圖上特定區(qū)域的排水能力系數(shù)。七、支公司防災(zāi)減損數(shù)據(jù)支公司的防災(zāi)減損數(shù)據(jù)，包括市支公司領(lǐng)導(dǎo)分片定點信息、指揮系統(tǒng)信息和協(xié)同信息等，這些信息都以表格形式存在。系統(tǒng)提供錄入界面，供管理員錄入表格信息，并存入數(shù)據(jù)庫中。3.2.3 數(shù)據(jù)庫的設(shè)計系統(tǒng)使用SQL Server 2000作為中間數(shù)據(jù)庫，其中存放了客戶基本信息，業(yè)務(wù)基本信息，災(zāi)害基本信息，基本地理信息等，中間庫中的數(shù)據(jù)來源包括業(yè)務(wù)系統(tǒng)，客戶關(guān)

49、系管理系統(tǒng)、地理信息資料和可以得到的災(zāi)害實時或歷史信息等。具體的數(shù)據(jù)庫表設(shè)計和更詳細的有關(guān)靜態(tài)模型的說明請參見PICCFZJS-1-004-系統(tǒng)靜態(tài)模型說明書。3.3 動態(tài)模型原型系統(tǒng)的動態(tài)模型反映財產(chǎn)保險防災(zāi)減損系統(tǒng)的動態(tài)過程，體現(xiàn)了原型系統(tǒng)功能實現(xiàn)的過程。動態(tài)模型的結(jié)構(gòu)如圖3.11所示，它包括災(zāi)情預(yù)測模型、損失評估模型、預(yù)案及應(yīng)急方案三個部分。圖3.11動態(tài)模型基本框架3.3.1 災(zāi)情預(yù)測模型作為防災(zāi)減損原型系統(tǒng)的可擴展智能處理子系統(tǒng)中的其中關(guān)鍵之一，災(zāi)情預(yù)測模型的基本方法就是根據(jù)GIS系統(tǒng)提供的地理圖層，以及通過各種途徑獲取的災(zāi)情參數(shù)和其他災(zāi)情信息，預(yù)測災(zāi)害到來時的淹沒區(qū)域、淹沒水深和災(zāi)

50、害強度等。災(zāi)情預(yù)測需要從外部項取得數(shù)據(jù)，這些外部項包括電子地圖供應(yīng)商、氣象部門、水務(wù)部門和遙感數(shù)據(jù)提供部門等。在處理方法中，系統(tǒng)按照不同種類的災(zāi)害模式進行分類研究，這樣的研究結(jié)果更有針對性，也更加準確。系統(tǒng)最后生成不同模式下的災(zāi)害圖層，供保險公司防災(zāi)減損工作參考，同時為損失評估輸入必要的參數(shù)。3.3.1.1 技術(shù)路線災(zāi)情預(yù)測的技術(shù)路線如圖3.12所示。大體上分為兩步，運用DEM預(yù)測模型進行初步預(yù)測，得到中間結(jié)果采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)修正模型進行中間結(jié)果修正，得到預(yù)測結(jié)果圖3.12 災(zāi)害預(yù)測模型技術(shù)路線3.3.1.2 DEM預(yù)測模型根據(jù)氣象、水文、水利等專業(yè)知識，利用GIS的空間分析技術(shù)，結(jié)合城市地理數(shù)據(jù)

51、庫和災(zāi)害數(shù)據(jù)庫，建立城市洪災(zāi)預(yù)測模型。城市洪災(zāi)預(yù)測模型是一個集城市地面高程模型、降雨模型、產(chǎn)匯流模型、排水模型和GIS的空間分析應(yīng)用模塊為一體的綜合模型。數(shù)字高程模型(DEM)用于模擬城市地面的高低起伏，該模型是城市洪災(zāi)預(yù)測計算的基礎(chǔ)；降水模型用于模擬和計算城市降雨的空間和時間分布；產(chǎn)匯流模型用于模擬地面徑流的生成過程和匯積過程；排水模型則是根據(jù)城市地面排水方式計算城市排水量。DEM預(yù)測模型的框架如圖3.13所示。圖3.13 DEM預(yù)測模型框架圖與其框架相對應(yīng)，其預(yù)測的步驟如下所示。將等高線數(shù)據(jù)與遙感影像相結(jié)合，建立規(guī)則格網(wǎng)DEM(500m500m)根據(jù)氣象觀測站的地理分布建立降雨分布模型根據(jù)

52、遙感影像提取下墊面和植被分布狀況建立產(chǎn)匯流模型根據(jù)地下管網(wǎng)數(shù)據(jù)，建立管網(wǎng)排水模型采用多流向的D8方法和基于GIS的“體積法”計算淹沒情況一、將等高線數(shù)據(jù)與遙感影像相結(jié)合，建立規(guī)則格網(wǎng)DEMDEM數(shù)據(jù)主要由示范區(qū)域的高程數(shù)據(jù)（包括等高線數(shù)據(jù)和高程點數(shù)據(jù)）轉(zhuǎn)化而來。課題組對高程數(shù)據(jù)進行了處理，使之轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)要求的規(guī)則格網(wǎng)型DEM數(shù)據(jù)。為了更直觀地顯示三維地表狀況，系統(tǒng)采用了遙感影像配準技術(shù)。整個數(shù)據(jù)處理流程如圖3.14所示。圖3.14 DEM生成示意圖按照圖3.14所描述的步驟，經(jīng)過等高線生成TIN、TIN轉(zhuǎn)化為規(guī)則格網(wǎng)DEM、遙感影像與DEM配準以及DEM預(yù)處理4步，生成的DEM如圖3.15所示

53、。圖3.15經(jīng)處理配準的DEM圖二、降雨分布模型降雨量是模型中的主要驅(qū)動變量，是城市洪災(zāi)預(yù)測模型計算中最重要的輸入數(shù)據(jù)。城市的降雨量隨著降雨歷時的長短而發(fā)生變化，具有時間上的不均勻性，而且同一時刻各地的降雨強度也不盡相同，表現(xiàn)了降雨空間分布的不均勻性。因此，在構(gòu)建城市的降雨模型時，必須考慮降雨的空間和時間分布問題。城市洪災(zāi)大部分情況下是因暴雨形成的，因此為了體現(xiàn)降雨時間上的變化，本模型采用按時段預(yù)測，以小時為單位，可以根據(jù)某一時段內(nèi)(如1小時或2小時)的降雨量預(yù)測可能產(chǎn)生的淹沒區(qū)域。為了體現(xiàn)降雨空間上的變化，本模型根據(jù)示范區(qū)24個雨量觀測站數(shù)據(jù)，采用泰森多邊形插值方法，計算出各個規(guī)則單元的降雨

54、量。(荷蘭氣候?qū)W家AHThiessen提出的一種根據(jù)離散分布的氣象站的降雨量來計算平均降雨量的方法，即將所有相鄰氣象站連成三角形，作這些三角形各邊的垂直平分線，于是每個氣象站周圍的若干垂直平分線便圍成一個多邊形。用這個多邊形內(nèi)所包含的一個唯一氣象站的降雨強度來表示這個多邊形區(qū)域內(nèi)的降雨強度，并稱這個多邊形為泰森多邊形。) 如圖3.16所示，藍點代表雨量觀測站, 藍點所在的多邊形為該雨量站所代表的泰森多邊形，該多邊形內(nèi)的柵格元素值代表雨量觀測站記錄的降雨量。設(shè)第i站代表的面積為 , 雨量為, 則該法計算流域平均雨量的公式為 - 第i站代表面積占格網(wǎng)單元總面積的比值，稱權(quán)重。圖3.16雨量站生成的

55、泰森多邊形圖三、根據(jù)遙感影像提取下墊面和植被分布狀況建立產(chǎn)匯流模型所謂產(chǎn)流，是指地表上各種徑流成分的生成過程。地表上一個基本的水文單元的徑流過程是由降雨、植被截留、地表下滲和管網(wǎng)排水的組合來控制。因此，從降雨開始到任一個時刻的產(chǎn)流過程可用下式表示： 其中為在t時刻地面徑流深，為降雨強度，是植被截留率， f是下滲率，p是城市管網(wǎng)排水能力。降雨是形成徑流的必要條件，沒有降雨就不會有徑流。但有了降雨，是否會形成徑流還要取決于植被截留、下滲和管網(wǎng)排水能力等因素。在城市洪災(zāi)預(yù)測模型中，針對每一規(guī)則格網(wǎng)單元，如果 ，（，分別指該單元的降雨強度、植被截留率、下滲率和管網(wǎng)排水能力），則會產(chǎn)生徑流，反之則沒有。

56、城市地面產(chǎn)生徑流后，各徑流單元的出口斷面匯集的過程稱為匯流。模型采用多流向的D8方法確定各格網(wǎng)的水流方向，然后用“GIS”的體積法確定各單元匯積的水量。四、根據(jù)地下管網(wǎng)數(shù)據(jù)，建立管網(wǎng)排水模型城市排水系統(tǒng)是一個包含人工水力設(shè)施和天然排水網(wǎng)絡(luò)的雙重排水系統(tǒng)。該模型所用的數(shù)據(jù)集包括：地下排水管網(wǎng)、天然排水網(wǎng)絡(luò)、透水和不透水面數(shù)據(jù)、植被分布。1. 下水管網(wǎng)城市的下水管網(wǎng)由雨水口、支管、干管、檢查井及出水口等部分組成。排水能力主要取決于干管形狀和直徑大小。城市排水工程常用原形管道，采用曼寧方程計算下水管道的排水能力。城市的排水管道圖如圖3.17所示。 式中，為管壁粗糙率，、分別為過水?dāng)嗝婷娣e、水力半徑和

57、管底坡度。圖3.17深圳市下水管網(wǎng)圖(局部)2. 植被截留從遙感影像上提取植被分布信息，如圖3.18所示。將植被分布圖轉(zhuǎn)化為相應(yīng)柵格圖，提取每一格網(wǎng)單元的NDVI(規(guī)一化植被指數(shù))值。圖3.18植被分布圖植被截流采用下面的公式計算： c:為經(jīng)驗常數(shù)，取5，k為經(jīng)驗常數(shù)取23. 地表下滲從遙感影像中提取透水面和不透水面信息，如圖3.19所示?？紤]地表下滲情況，針對每一格網(wǎng)單元，如果屬于透水區(qū)，則其地表下滲情況按下式計算，反之，則可忽略其地表下滲情況。圖3.19透水和不透水面圖 式中：為初始下滲率，取10，為穩(wěn)定下滲率，取5，k為經(jīng)驗常數(shù)，取2。綜合考慮管網(wǎng)排水、植被截流、地表下滲，每一格網(wǎng)單元的

58、排水能力采用下式計算。五、采用多流向的D8方法和基于GIS的“體積法”計算淹沒情況城市地面產(chǎn)生徑流后，各徑流單元的出口斷面匯積的過程稱為匯流。模型采用多流向的D8方法確定各格網(wǎng)的水流方向，然后用“GIS”的體積法確定各單元匯積的水量。具體的方法描述如下：D8方法：（1）對所有的DEM邊緣網(wǎng)格，賦予指向邊緣的方向值（2）對（1）中未賦方向值的格網(wǎng)，計算對周圍8鄰域格網(wǎng)的距離權(quán)落差值（高程差/格網(wǎng)間距離）（3）確定具有最大落差值m的格網(wǎng)a、if m=0 and m只有1個，則用對應(yīng)此最大值的方向值作為中心格網(wǎng)處的方向值。c、if m0 and m數(shù)量1，則在邏輯上以查表方式確定水流方向。d、if

59、m=0 and m數(shù)量1，則以這些0值所對應(yīng)的方向值相加。（4）對沒有賦以負值，0，1，2，4，128的每個格網(wǎng)，檢查對中心格網(wǎng)有最大落差的鄰域格網(wǎng)。如果鄰域格網(wǎng)的水流方向值為1，2，4，128，且此方向沒有指向中心格網(wǎng)，則此格網(wǎng)的方向值作為指向中心格網(wǎng)的方向值。（5）重復(fù)（4），直至沒有任何格網(wǎng)能被賦以方向值，對方向值不為1，2，3，128的格網(wǎng)賦以負值。多流向的D8方法：D8方法假設(shè)格網(wǎng)的水只流向鄰域格網(wǎng)中距離權(quán)落差最大的一個，與實際情況不符，多流向D8方法則按照梯度比分配從較高格網(wǎng)到相鄰較低格網(wǎng)的流量。其中表示從格網(wǎng)i分配到格網(wǎng)j的流量部分 是無量綱常數(shù)表示從格網(wǎng)i到格網(wǎng)j的方向坡度（其

60、中x，y是格網(wǎng)的平面直角坐標(biāo)）Z是格網(wǎng)單元的高程基于GIS的“體積法”該法首先找出DEM數(shù)據(jù)中的所有洼地，同時記錄各個洼地的所有邊界點，將各洼地的邊界點的最小值點作為豁口點，根據(jù)地面徑流由高向低流動的重力特性和地形起伏情況，分別填充各洼地，當(dāng)洼地點水位到達豁口點時，考慮其鄰近洼地，當(dāng)鄰近洼地水位還沒達到豁口點時，其水位不再上漲，直到鄰近水位上漲到豁口點時，其水位才開始繼續(xù)上漲，每次上漲高度為設(shè)定的步長，對于每一洼地重復(fù)上述操作，計算各點的淹沒高度。這種方法是根據(jù)徑流總量與地面匯流區(qū)域的積水量相等的原理來模擬匯流的區(qū)域(即淹沒區(qū))和區(qū)域內(nèi)每一點的淹沒高度。 具體的求算公式用(*)式： (*)其中