基于信息擴散理論的洪水風險分析研究

【摘要】構成洪水災害發生的原因既有自然因素，也有人為因素，一旦災害發生就會對社會經濟和人民生命安全帶來極大威脅。基于此，本文就基于信息擴散理論的洪水風險分析進行研究，首先就信息擴散理論的概念和特色進行簡要概述，然后從災害環境風險分析、致災因子風險分析、災害易損性風險分析、災害損失風險分析四個角度，探究基于信息擴散理論下的洪水風險分析，從而提升防災減災的工作水平。

【關鍵詞】信息擴散理論；供水風險；評估分析

前言：

為了降低洪水對社會帶來的損失，必須對洪水的風險進行科學評估，從而為防災減災工作規劃和決策提供合理的依據。隨著社會科學技術的不斷進步，人們對自然災害的了解和應對能力也相應提升。近年來相關研究人員針對洪水災害的風險防范提出很多切實可行的策略，著重通過構建數學模型，對洪水災害發生的原因、規律和影響進行分析。為進一步加強動態數據監控水平，有必要對這一課題進行研究。

一、信息擴散理論概述

（一）概念分析

信息擴散理論是20世紀90年代誕生的理論，同時期的人工神經網絡模型正處于發展的高峰階段，因此信息擴散理論與之結合，在社會各領域得到有效應用。就信息擴散理論的應用原理來看，主要有以下兩種輔助工具，一種是非參數估計理論，另一種是模糊集理論，這兩種輔助工具的引入使信息擴散理論可應用的社會領域得到極大拓展，應用水平也相應提升。信息擴散理論可以用公式進行表達，其中擴散估計是這一理論的核心要素。

在這一公式中，表示R在某一領域的估計，表示樣本點的集合，表示為樣本點，U表示R的關系域。這一公式的應用可以保障樣本點和密集度和準確性，避免樣本點的缺失，同時將每個樣本點都作為信息擴散的重要代表，在一定范圍內對信息擴散進行估計，最終可以得到新的公式。

在這個新公式中，表示新的擴散估計，由于對不完備數據具有特殊的處理能力，因此其精確度更加高于原始公式。

（二）理論特色

信息擴散理論的主要能力在于分析和處理不完備數據，并且得到精確的結果。當前信息擴散理論已經在自然災害分析中得到日益廣泛的應用，不僅能夠為災害的預防工作提供重要依據，而且能夠對自然災害的發展進行動態化的精確測繪。與傳統的自然災害分析方法相比較，信息擴散理論主要有以下幾個特色：

其一，信息擴散理論能夠對自然災害的等級做出評估，并且計算不同等級災害發生的概率，從而通過對比分析制定精確的防災減災工作方案。一般自然災害評估分析通常對單獨的災害風險進行評估，不具有系統性和綜合性特征，因此信息擴散理論更具有參考意義。

其二，信息擴散理論在構建自然災害風險評估的數學模型時，不需要采集完備數據就可以完成精確的評估工作。在應用這一理論時主要結合模糊數學理論，通過集值思想使不完備的數據同樣具有完備的分析效果，從而提升風險評估的工作效率和質量。

其三，由于信息擴散理論在不完備的數據分析下就可以實現精準評估，因此評估過程中數據的采集工作和計算量都相對簡便，不會因為大量的數據計算產生不必要的誤差。

二、基于信息擴散理論的洪水風險分析

（一）災害環境的風險分析

災害環境的風險分析本質上是對孕災環境進行風險分析，即評估某一環境下可能發生洪水災害的概率。對災害環境的風險分析主要分別兩個方面，一是自然方面，著重對地形地貌、氣候條件、水文條件、植被分布、土壤情況、動物因素等內容進行分析；二是人文因素，主要對該區域的經濟條件、交通規劃、管道設置、人口分布等情況進行分析。由于不同區域在自然環境和人文環境方面都具有差別，因此孕育災害的能力也各不相同。在應用信息擴散理論對災害環境風險進行評估時，主要綜合以上數據建立數學模型，然后通過系統分析得出評估結果，為災害防范提供針對性的依據。

（二）致災因子的風險分析

對致災因子的風險分析要以災害環境風險分析為前提，因此導致洪水災害發生的原因一般包含在自然環境或者人文環境中，當災害環境中的某一因子發生異動時，就會導致洪水災害發生。由于孕災環境具有差異性，因此致災因子也各不相同。例如長時間降雨是導致長江中下游地區發生洪水災害的主要致災因子，這取決于長江中下游地區梅雨時節的獨特的氣候條件，而導致東南沿海地區發生洪水災害的致災因子可能是熱帶風暴、臺風等，這取決于東南沿海地區特殊的地勢地貌，因此對致災因子的風險分析應該注重地域性特征。

（三）災害易損性風險分析

災害易損性風險分析指的是對環境對洪水災害承擔能力的分析，對易損性的風險分析主要由環境在遭受洪水災害后的損失率表示。當洪水的強度相同時，不同區域環境會表現出不同的損失率，因此在風險評估時要對承災體進行具體評估，并且根據種類的不同綜合分析損失率，例如將承災體的損失率類型分成農業、商業、工業等，然后再對洪水災害的歷史損失率進行數據采集和分析，以信息擴散理論為基礎建立數據模型，對承災體的脆弱性進行分析，從而判斷洪水對區域的實際危害。

（四）災害損失的風險分析

對洪水災害損失的風險分析有利于指導災后重建工作。對于某一區域發生的洪水災害而言，由于承災體是固定不變的，因此可以通過以下步驟分析洪水帶來的災害損失：首先，相關人員應該對孕災環境進行全面分析，并且在數據擴散理論的基礎上建立數學模型；然后對致災因子進行分析，從而確定該地區供水災害的強度級別；最后對承災體的易損性進行評估，明確不用類別承災體的損失率，從而得到災害后的損失評估結果。

結論：

綜上所述，針對基于信息擴散理論的洪水風險分析的探究是非常必要的。研究可得，當前社會已經能夠通過建立數學模型掌握洪水災害發生的原因、發展的態勢和影響的結果，但是洪水災害一經發生就具有動態擴散的特征，因此必須用信息擴散理論對災害環境、致災因子、災害易損性和災害損失進行綜合分析，從而使洪水災害的分析更加全面。希望本文能夠為研究這一課題的相關人員提供參考。

參考文獻：

[1]沈陸娟，徐利杰.信息擴散理論在區域洪水風險分析中的應用[J].電腦知識與技術，2015，11（30）：192-193.

[2]馮利華.基于信息擴散理論的洪水風險分析[J].信息與控制，2002（02）：164-165+170.

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