基于GIS 疊加分析的農業洪災損失評估

譚 鋼 郝方平

（1、國元農業保險股份有限公司，安徽 合肥230031 2、南京亙達云信息科技有限公司，江蘇 南京211100）

1 概述

洪水災害是我國發生頻率高、危害范圍廣、對國民經濟影響最為嚴重的自然災害[1]。2017 年全國洪澇災害年均損失率為0.26%, 直接經濟損失約2143 億元。其中全國農作物受災面積5196 千公頃,成災面積2781 千公頃。

對于一些重要地區，科學地評估洪水災害所造成的損失,是評估防洪效益、制定防洪規劃和防洪減災決策的重要依據。如果能夠在洪水發生前或未發生前，即對洪水可能造成的淹沒范圍和損失，進行計算和評估，對于這些地區，將具有重要的決策指導意義[2]。

近年來，國內外學者對洪災損失評估技術方法及應用進行了深入的研究與探索，并且取得了較為豐碩的成果[3]。隨著GIS技術的快速發展，其強大的空間分析處理功能也不斷應用在洪災損失評估分析中。如劉亞嵐等以遙感和GIS 為基礎，快速將多源數據復合通過網絡集成了多種技術成果和數據，進行快速、準確、連續、動態與全天候的洪澇災害的檢測與評估[2]。

本文利用GIS 強大的空間分析和處理能力，以安徽省同馬大堤防護保護區這一重要地區為例，選取54 型洪水10 年一遇洪水計算結果，結合區域內農業相關的空間數據，進行農作物的洪災直接經濟損失評估，為防汛方案決策提供依據。

2 農業洪災損失評估方案

2.1 損失評估方法

洪災損失評估包括各量級洪水導致的各類型資產的直接經濟損失的估算分析，主要包含有居民財產、農業信息、工業信息、交通運輸等多方面。本文利用洪災損失率，通過洪水分析的結果與農業相關地理空間數據進行疊加分析，以鄉鎮為單元進行農業信息的洪災損失評估。

損失評估中的主要工作包含：確定主要考慮的資產分類、財產災前價值確定的方法、損失率的確定方法以及損失估算的公式。本次洪災損失財產類型為農業損失。

2.1.1 災前價值確定

農作物災前平均畝均產值根據行洪時該區域種植主要作物種類、各類作物正常年份畝均產值及種植比例進行加權估算。

2.1.2 損失率確定

洪災損失評估的關鍵是估算不同淹沒水深條件下，各類資產的洪災損失率。洪災損失率一般由兩種方法來確定：

一是洪災發生后，調查收集各類資產的災后價值，運用統計學方法，建立洪水淹沒特性與洪災損失率的關系；

二是選擇前人總結出的具有一定可信度的損失率作為參考，根據目前評估區域的社會經濟發展情況，依據損失率隨時間空間變化的一般規律，做出相對合理的調整確定。

在本文計算范圍區域內利用中國水科院提供的經驗損失率數據作為參考。

2.2 損失評估估算

在確定了農業財產的受淹程度、受淹范圍、災前價值、洪災損失率后，即可進行洪災直接經濟損失估算。其計算方法如下：

式中，R農，農業直接經濟損失（元）；Wk，第k 級淹沒水深下，農作物正常年份平均年產值（元）；ηk，第k 級淹沒水深下，農作物洪災損失率。

3 農業洪災損失評估成果

根據本文中區域洪水分析得到的各級淹沒范圍和淹沒水深、淹沒歷時等要素，將洪水特征分布圖層與淹沒區農業相關空間數據進行空間疊加運算，獲取洪水影響范圍內各級淹沒水深、不同行政區的農業損失統計值。

表1 收集到的同馬大堤防護保護區農業數據（展示部分）

表2 同馬大堤防洪保護區部分不同計算方案受洪水影響的農業指標匯總表

3.1 數據收集

主要需要收集的數據為農業數據，數據如表1 所示。

3.2 GIS 疊加處理過程

3.2.1 數據的導入：包含有基礎圖層、淹沒圖層、農業經濟數據，基礎圖層主要包含行政區界、居民地、農田、水田、林地等；淹沒圖層主要是洪水計算分析的結果，必須包含有具有淹沒水深屬性的淹沒圖層；社會經濟數據主要是上述收集的計算區域范圍內的農業相關數據。疊加效果如下：

圖1 同馬大堤防護保護區疊加效果圖

3.2.2 疊加分析：通過前面數據的導入結果，即淹沒圖層與基礎圖層數據進行疊加分析，形成分析結果，結果數據如表2。

3.2.3 損失率設定：依據前面提到的經驗數據，設定損失率數據。如表3 所示：

表4 同馬大堤防洪保護區部分不同計算方案洪災損失表（單位：萬元）

表3 同馬大堤防護保護區農業損失率

3.2.4 分析計算：根據不同的計算方案得到的不同水深等級的受災情況，再根據導入的數據，根據模型計算分析不同行政區的農業損失，如表4 所示。

結束語

本文利用洪水風險分析計算結果，借助GIS 強大的疊加分析處理功能，進行農業洪災損失評估分析研究，該分析方法同樣適用于居民房屋損失、工業資產損失、道路交通損失等，為及時有效、科學準確的評估洪水災害損失提供參考數據。