基于D數理論的洪澇災害的危險性評估

摘 要：本文針對風險評估中不確定信息的表示問題，提出了基于D數理論的洪澇災害危險性評估方法，建立了洪澇災害危險性評估指標體系，并以湖南省14個地州市為例證明了方法的可行性。

關鍵詞：D數理論；洪澇災害；風險評估；危險性

1、引言

洪澇災害脆弱性是指一定社會背景下，某孕災環境內特定承災體易受到致災洪水的破壞或損失的特性。危險性評估是對風險區遭受不同強度洪水的破壞的特性進行定量評估分析。目前，對于洪災危險性評估的研究很多，萬君等[1]應用GIS技術，通過研究洪災危險性和社會經濟脆弱性，對湖北省洪災風險進行了評估；馬國斌等[2]借助自然災害風險理論，用歸一化和層次分析法，對全國進行了短時洪災危險性評估；潘安定等[3]對廣州市洪水災害危險性進行了數字化分析，得到了各指標對洪災影響程度的柵格圖層。但評估中不確定信息的表示問題一直未得到很好的解決。基于此，本文結合D數理論，給出了洪澇災害危險性評估過程的具體步驟。

2、D數理論

D數理論[4]是鄧勇在證據理論的基礎上提出的一種不確定性推理理論，。

定義1[4]設Ω是一個識別框架，對于映射D：Ω→[0，1]，滿足

，

則把映射D叫做D數，其中 是空集，A∈2Ω。

定義2[4] 設有兩個D數D1和D2，則 ，即：

D（b）=v （1）

其中 ，

其中 ， 。

定義3[4] D數融合法則： （2）

其中ωj為Dj的權重， 為 從小到大排序所對應的下標j.

定義4[4] D數的集成： （3）

3、基于D數理論的洪澇災害危險性評估過程

Step：1：建立風險評估指標體系

本文結合湖南省的實際情況，建立了如下洪澇災害危險性評估指標體系（見表1）。Step2：指標體系的D數表示

首先我們需要確定一個評價等級，本文結合Khan[5]和Pun[6]的方法，將評價標準分為5個等級，分別為-2、-1、0、1、2，分別表示“高的負面影響”、“低的負面影響”、“無影響”、“低的正面影響”、“高的正面影響”。在此基礎上將各評價指標用D數表示[7]。

Step3：D數融合

根據公式（1）-（2）將評級對象融合為一個D數。這里我們設定所有指標的權重均為1。

Step4：計算洪澇災害的風險并排序

根據公式（3），計算出各地的I（D）并排序， I（D）越大，代表其洪災危險性越大。

3、實例研究

以湖南省為例，計算每個城市的洪災脆弱性風險，并排序。

Step1：根據表1設定的評價標準。請十位專家對湖南省14個地州市的各指標進行評價，并將結果用D數表示（見表3）。

Step2：根據公式（2）-（3）對每個城市的D數進行融合，再通過公式（1）計算出每個城市的 ，結果見表3。

4、結論

本文在對當前洪澇災害危險性評估總結的基礎上，針對評估中不確定信息的表示問題，提出了基于D數理論的洪澇災害危險性評估方法，建立了洪澇災害危險性評估指標體系，并以湖南省14個地州市為例證明了方法的可行性。

參考文獻：

[1] 萬君， 周月華， 王迎迎.基于 GIS 的湖北省區域洪澇災害風險評估方法研究[ J ] .暴雨災害， 2007

[2] 馬國斌， 蔣衛國， 李京，等. 中國短時洪澇災害危險性評估與驗證[J]. 地理研究， 2012， 31（1）：34-44.

[3] 潘安定， 劉會平， 陳碧珊，等. 廣州市洪水災害危險性評價初步研究[J]. 自然災害學報， 2 1 （4）：2328.

[4] Deng Y.D numbers： Theory and Applications[J].Journal of Information and Computational Science， 2012，9（9）： 2421-2428.

[5] Khan M H， Fitzcharles K， Environmental management ？eld handbook for ruralroad improvement projects[M]， CARE International Bangladesh， Dhaka， 1998.

[6] Pun K F， Hui I K， Lewis W G， et al. A multiple-criteria environmental impact assessment for the plastic injection molding process： a methodology[J]. Journal of Cleaner Production， 2003， 11（1）：41-49.

[7] Deng X， Hu Y， Deng Y， et al. Environmental impact assessment based on D numbers[J]. Expert Systems with Applications An International Journal， 2014， 41（2）：635-643.

作者簡介：

張雙雙 （1990—），女，漢族，籍貫：江蘇徐州，學歷學位：碩士研究生，單位：湖南科技大學，研究方向：數理統計與保險