基于三角白化權函數的災害綜合治理能力評估模型構建研究

童沁妍，鞏在武*，肖 芳，張麗杰

(1.南京信息工程大學 管理工程學院，南京 210044)(2.中國氣象局 氣象發展與規劃院，北京 100081)

近年來，隨著我國工業化、城市化進程加快，使得極端天氣出現次數增加，各類氣象災害發生的頻率也明顯上升，嚴重阻礙了我國的經濟發展.統計資料表明，氣象災害每年給我國造成的直接經濟損失占到GDP 的3%～6%[1].因此，有效的氣象災害綜合治理能力不僅可以保證人民的生命安全，還可以降低經濟損失.

氣象災害治理能力評價的研究主要包括3個方面：一是對災害政策法規的研究[2-3]；二是對氣象災害評估內容的研究.通過對現有文獻的梳理，目前氣象災害的評估主要集中在氣象災害風險評估和氣象災害應急管理能力評估兩個方面[4-9]；三是對氣象災害評估方法的研究.為提高災害評估能力，國內外學者大多采用基于指標的綜合評估方法和構建評估模型，來進行氣象災害評估研究[10-14].上述研究對氣象災害綜合治理能力分析搭建了比較科學的框架，但在處理小樣本、貧信息情境下不同地區各行政單元氣象災害綜合治理能力指標及科學綜合評價方面的研究，還需進一步展開.

氣象災害治理能力評價建模研究主要涉及層次分析法、灰色綜合評價法以及綜合評價方法的“兩兩集成”等方法.其中在處理樣本信息貧乏和貧信息的不確定性較高等方面，白化權函數具有獨特優勢.三角白化權函數經常用于處理數據樣本相對較少，數據信息不確定性較高的小樣本多屬性決策問題，并已經廣泛應用到環境質量評價、水質分析系統研究等領域[15-18]，取得了良好的效果.

文中構建一套更科學合理的氣象災害綜合治理能力評估指標體系，結合灰色聚類分析法中的三角白化權函數，對我國31個省份2014—2018年的氣象災害綜合治理能力進行評估.根據評估結果總結出不同區域氣象災害治理能力存在的優缺點，為提高氣象災害綜合治理能力提供幫助.

1 氣象災害綜合治理能力評估方法

通過構建氣象災害綜合治理能力評估指標體系，采用三角白化權函數的灰色評價與信息熵融合的方法，來評估我國不同省份的氣象災害綜合治理能力.氣象災害綜合治理能力評估指標體系的構建為：

(1)指標初選.根據氣象災害綜合治理能力評估的目的，以及公私合作的治理理念、災害過程管理思想、區域災害理論、應急管理模式等相關理論，初步確定了與治理階段相對應的指標體系.

(2)專家咨詢.通過征求中國氣象局氣象發展與規劃院的多位專家的意見，對初步確定的指標進行篩選.

(3)科學設置.根據專家的意見，進行調整，確定最終的氣象災害綜合治理能力評估指標體系.

在確定評估指標體系之后，根據可操作性強且計算權重的方法比較客觀，能夠避免主觀賦權的弊端等特點，選擇熵值法來計算評估指標體系的權重[19-20].以年為單位，依次對2014—2018連續五年的數據通過信息熵計算來確定指標權重，計算出每一年的指標權重，以權重五年的均值作為每個指標的最后評價權重(表1).

表1 氣象災害綜合治理能力評估指標體系及權重Table 1 Evaluation index system and weights of comprehensive management ability of meteorological disasters

2 基于三角白化權函數的氣象災害綜合治理能力灰色評估

2.1 基于中心點三角白化權函數的灰色評估原理及步驟

2.1.1 評價灰類的確定

為了客觀充分地反映我國各省份氣象災害綜合治理能力，把19個評價指標值分為“弱、較弱、一般、較強、強”5個評價灰類，用數字分別表示為 “1、2、3、4、5”.灰類劃分方法是，在考慮指標值越小越優型、越大越優型的基礎上，把所有評價單元同一個指標的最大值和最小值作為劣灰類與優灰類的端點值.

2.1.2 評價指標取值區域的延拓

對我國氣象災害綜合治理能力的各評價指標進行向左、向右延拓，延拓值為各個指標均值的倍數，確定各個指標的延拓值.

2.1.3 建立氣象災害綜合治理能力的白化權函數表達式

指標X1的三角白化權函數表達式分別為：

2.1.4 計算各指標的白化權聚類系數

表2 2014—2018年各省份氣象災害綜合治理能力評估指標白化權聚類系數最大值Table 2 Maximum value of whitening weight clustering coefficient for the evaluation index of the comprehensive management of meteorological disasters in each province from 2014 to 2018

2.2 結果分析

(1)2014年，我國華北地區和東北地區的氣象災害綜合治理能力都屬于“弱”灰類，其4種能力的指標數據明顯低于其他地區.以江蘇為代表的8個地區均屬于氣象災害綜合治理能力(較弱)省份，以貴州為代表的6個地區屬于氣象災害綜合治理能力(一般)省份.

(2)2015年，我國31個省份氣象災害綜合治理能力在研究階段整體仍然不太樂觀，華北地區和東北地區依舊處于“弱”灰類，相比2014年，上海市的氣象災害綜合治理能力由“弱”灰類變為“較弱”灰類，江蘇省和四川省的氣象災害綜合治理能力由“較弱”灰類變為“一般”灰類.

(3)2016年，以北京為代表的17個地區均屬于氣象災害綜合治理能力(弱)的省份.廣東省屬于氣象災害綜合治理能力(較強)省份，其總庫容數為448.31億立方米、天氣雷達觀測數量為10個、氣象自動觀測站數量為2 324個、閃電定位監測業務站數為9個、衛星資料接收站數為9個、氣象預警信息社會單元覆蓋率和廣電媒體覆蓋率均為100%.這些指標數據相比于前兩年有所提高并且高于大部分省份.

(4)2017年，華中地區和華東地區的氣象災害綜合治理能力均有所提升，所屬灰類主要在“較弱”和“一般”.只有上海仍屬于“弱”灰類.上海市的氣象災害防御規劃省、市、縣覆蓋率是33.33%、總庫容數為不到1億立方米、天氣雷達觀測數量為2個、氣象自動觀測站數量為230個、閃電定位監測業務站數為4個、衛星資料接收站數為6個，遠遠落后于其他省份.廣東省的氣象災害綜合治理能力由2016年的“較強”灰類變為“強”灰類.

(5)2018年，我國氣象災害綜合治理能力較往年有所提高，但區域性能力差距較大.華東地區和華中地區較前幾年均有所提高，大都屬于“較弱”和“一般”灰類，其中浙江由2017年的“一般”灰類變為“較強”灰類.其總庫容數為445.64億立方米、天氣雷達觀測數量為17個、氣象自動觀測站數量為2 968個、閃電定位監測業務站數為11個、衛星資料接收站數為21個、氣象預警信息社會單元覆蓋率為100%、氣象預警信息廣電媒體覆蓋率為100%.而東北、華北、西北、西南和華南地區大都屬于“弱”灰類.

綜合來看，2014—2018年間華東地區氣象災害綜合治理能力較高，華南和華中地區氣象災害綜合治理能力一般，華北和西北地區氣象災害綜合治理能力較低.但是整體而言我國氣象災害綜合治理能力有所提高，氣象災害綜合治理能力一般的地區有所增多，弱的地區有所減少，較強和強的地區從無到有.這也證明，國家相關部門己經高度重視防災減災工作，并采取一些積極有利的措施，努力減少災害損失.

3 結論

(1)通過我國氣象災害綜合治理能力的灰色綜合聚類評估結果可知：我國各地區氣象災害綜合治理能力整體較弱，結果表現為華東地區氣象災害綜合治理能力較高，華南和華中地區氣象災害綜合治理能力一般，華北和西北地區氣象災害綜合治理能力較低.

(2)通過對氣象災害綜合治理能力評估結果的分析可知：從災害防御準備能力來看，氣象災害綜合治理能力較為薄弱的省份對于氣象災害防御基礎設施都缺乏有效的建設和規劃.除此之外，對氣象災害應急方案的制定也不夠重視，當氣象災害發生時，雖然能夠第一時間進行處理，但是不少地區仍重視救災，輕視防災，缺乏防災意識，在防災工作上投入資金不足，相關措施也落實不到位；從災害監測能力來看，目前我國大部分省份，對不同類型的氣象災害不能進行針對性的監測，在持續性監測方面也存在不足，同時對極端天氣也不能進行高效的預警，從而造成氣象災害綜合治理能力整體較弱；從災害預警能力來看，雖然當前氣象預警信息覆蓋率呈逐年上升的趨勢，但仍有部分地區的相關部門對氣象預警信息不夠重視.與此同時，新聞媒體對預警信息并不能進行有效的傳播，往往都是災害發生之后，才會去報道，這樣就失去了預防的意義.