災(zāi)害承災(zāi)體脆弱性研究

災(zāi)害承災(zāi)體脆弱性研究

中國是世界上最嚴重的自然災(zāi)害之一。自然災(zāi)害已成為區(qū)域研究和世界變化研究的重點。災(zāi)害的后果是由致災(zāi)環(huán)境的危險性和承災(zāi)體的脆弱性兩個因素共同決定的,承災(zāi)體的脆弱性研究不僅對于災(zāi)害理論的進一步完善尤為重要,而且對于區(qū)域減災(zāi)政策的實施、對于減災(zāi)投資的合理性將會提供一個重要的依據(jù)。承災(zāi)體脆弱性研究是根據(jù)區(qū)域的經(jīng)濟、社會指標確定當自然災(zāi)害一旦發(fā)生時區(qū)域可能造成的損失,因而建立合理的評價模型,對區(qū)域承災(zāi)體脆弱程度進行準確的綜合評價則成為這一研究的關(guān)鍵。由于區(qū)域承災(zāi)體脆弱性指標涉及區(qū)域經(jīng)濟、社會和文化等諸多的評價因素和評價因子,指標的量綱不統(tǒng)一,故承災(zāi)體脆弱性評判是一個較為復(fù)雜的問題,如何綜合這些評價因子應(yīng)屬于分級聚類的方法,本文采用模糊綜合評判的方法綜合評價區(qū)域的承災(zāi)體脆弱性等級。承災(zāi)體脆弱性是由多個脆弱性因素決定的,而每個脆弱性因素又往往由多個脆弱性因子所組成;同時,根據(jù)任何一個因子無法做出區(qū)域承災(zāi)體確定性的脆弱性評判。即每一個因子的判定具有模糊性,模糊綜合評判具體步驟包括:因素集、綜合評價集以及權(quán)重集的建立,隸屬函數(shù)的確定和最終結(jié)果評價。1建立模糊的評估區(qū)域，以應(yīng)對災(zāi)難的脆弱性1.1承災(zāi)體脆弱性綜合評價指標體系承災(zāi)體的脆弱性是由多種因素決定的,評判因素的選擇合適與否將對最終評判結(jié)果的確立起著關(guān)鍵的作用,文獻綜合了反推法、信息量法等多種方法得到12項承災(zāi)體脆弱性綜合評價指標,則定義承災(zāi)體脆弱性綜合評價指標集合為U={U1,U2,U3,U4,U5,U6,U7,U8,U9,U10,U11,U12,}1.2各等級的綜合評價標準為確定某一評價區(qū)域或評價點各因子指標的性狀,需確定評價集合。若將承災(zāi)體脆弱性程度分為五級,即評價指標集合為V={V1,V2,V3,V4,V5}V1,V2,V3,V4,V5為Ui相應(yīng)的綜合評價標準的集合。腳標值大小反映了脆弱等級,當下標為1時表示脆弱程度最強烈,腳標為5時表示脆弱程度最微弱。在區(qū)域脆弱性的分級評價中,U是一個模糊向量,而V則是一個矩陣。對于參評因素的分級代表值,由于我國經(jīng)濟、社會和文化等發(fā)展的不均衡,各脆弱性指標隨縣域的變化而產(chǎn)生很大的變化,文獻確定了各指標分級代表值。1.3不同評價因子間的權(quán)重不同權(quán)重集的確定對承災(zāi)體綜合評價的最終結(jié)果有著極為重要的意義。在承災(zāi)體脆弱性評價中,由于選擇多個要素和多個因子一起參與評價,在這些評價因素綜合時,各個變量所具有權(quán)衡輕重的作用不同,即權(quán)重不同。權(quán)重要反映不同評價因子間的重要性程度的差異,而在“重要”和“不重要”兩者間本身就有著明顯的不確定性。權(quán)重集的確定有多種方法,層次分析法原理簡單,且有數(shù)學(xué)依據(jù),故本文選用文獻所確定各指標的綜合評價權(quán)重,即:W={W1,W2,W3,W4,W5,W6,W7,W8,W9,W10,W11,W12,}2各脆弱性指標屬性表1由于模糊性的產(chǎn)生有主觀因素,也有客觀因素,因此,欲建立反映模糊性的數(shù)學(xué)刻劃-隸屬函數(shù),也必然受主觀因素的影響,所以,合理地建立隸屬函對準確評價區(qū)域承災(zāi)體脆弱程度有著重要的意義。在建立隸屬函數(shù)時,根據(jù)承災(zāi)體脆弱性綜合評價特點,可參考一些典型的函數(shù)構(gòu)造所需要的隸屬函數(shù)。典型的隸屬函數(shù)包括偏小型隸屬函數(shù),偏大型隸屬函數(shù)、中間型隸屬函數(shù)以及S型、Z型和(型隸屬函數(shù)。本文結(jié)合偏小型降半梯形分布和偏大型升半梯形分布隸屬函數(shù)進行評判,得承災(zāi)體脆弱性模糊綜合評判隸屬見圖1。脆弱性指標論域U和綜合評價標準論域V之間的模糊關(guān)系可以用模糊關(guān)系矩陣R來表示。模糊關(guān)系矩陣R代表了每個評價因子對每一級脆弱性等級標準的隸屬度,因此可以把隸屬度看成脆弱性指標因素的性狀數(shù)據(jù)和脆弱性等級的函數(shù)。相應(yīng)的隸屬函數(shù)為:γk1(χik)=???????????????λkmax?χi1λkmax?λk11χi1?λk2λk1?λk20λ11≤χi1＜λ1maxχi1=λ11λ12＜χi1＜λ11χi1≤λ12j=1γk1(χik)={λkmax-χi1λkmax-λk1λ11≤χi1＜λ1max1χi1=λ11χi1-λk2λk1-λk2λ12＜χi1＜λ110χi1≤λ12j=1γkj(χik)=???????????????????????0λk(j?1)?χikλ((j?1)?λkj1χik?λ(j+1)λkj?λk(j+1)0χik≥λk(j?1)λkj＜χik＜λk(j?1)χik=λkjλk(j+1)＜χik＜λkjχik≥λk4j=2,3,4(1)γkj(χik)={0χik≥λk(j-1)λk(j-1)-χikλ((j-1)-λkjλkj＜χik＜λk(j-1)1χik=λkjχik-λ(j+1)λkj-λk(j+1)λk(j+1)＜χik＜λkj0χik≥λk4j=2,3,4(1)γk5(χik)=?????????????0λk4?χikλk4?λk51χikjλk5χik≥λk4λk4＜χik＜λk5χik=λk50≤χik＜λk5j=5γk5(χik)={0χik≥λk4λk4-χikλk4-λk5λk4＜χik＜λk51χik=λk5χikjλk50≤χik＜λk5j=5假定某個脆弱性指標性狀數(shù)據(jù)為χik,那么,這個指標對各個脆弱性級別的隸屬度可以根據(jù)公式(1)計算求得。Ri=????????r11r21r31?r121r12r22r32?r122r13r23r33?r123r14r24r34?r124r15r25r35?r125????????(2)Ri=[r11r12r13r14r15r21r22r23r24r25r31r32r33r34r35?????r121r122r123r124r125](2)根據(jù)模糊關(guān)系的定義,rkj表示第i研究區(qū)域第k個評價因子的數(shù)值可以被評為第j級脆弱性的可能性,即k對于j的隸屬度。因此,模糊關(guān)系矩陣R中的第k行Rk=(rk1,rk2,…,rkn)(k=1,2,…,12),實際上代表了第k個評價因子對承災(zāi)體各級脆弱性標準的隸屬性;而模糊關(guān)系矩陣中的第j列Rj=(r1j,r2j,…,rmj)(j=1,2,…5)則代表了各個評價因子對第j級承災(zāi)體脆弱性標準的隸屬性3綜合評價的結(jié)果3.1各陣r既有時評價子集表達當模糊向量W,即權(quán)重集和模糊關(guān)系矩陣R已知時,評價子集可以表達為:Bij=∑k=112rkj×wk(3)Bij=∑k=112rkj×wk(3)3.2模糊綜合評判的量b根據(jù)模糊集的運算方法,可以種采用小中取大原則、取最大者原則以及歸一