基于高时间分辨率人口模拟的地质灾害易损性评估方法

    专利查询2025-12-29  12


    本发明涉及地质灾害风险评估,尤其涉及基于高时间分辨率人口模拟的地质灾害易损性评估方法。


    背景技术:

    1、很多地区地质环境脆弱,地势较为陡峭,属于地质灾害多发区,部分地区山体松软极易发生滑坡,特别是在强降雨季节,极易导致山体滑坡和泥石流。近几年由于岩溶发育以及受人类工程活动的影响,滑坡灾害呈加剧趋势,地质灾害发生频繁,造成了重大的经济、人口损失,严重阻碍了当地的经济发展。

    2、因此,基于高时间分辨率的人口动态分布的模拟结果进行地质灾害风险评估,对于地质灾害后的抢险救灾工作具有重要意义,灾前识别高风险易损区,提高灾害防御能力,受灾时优化应急资源配置,提高救援效率,灾后指导城乡规划和土地利用,减轻灾害影响,为救援工作的展开提供一定的依据,减少因地质灾害造成的经济损失和人口伤亡。

    3、人口空间化是指将按照行政区进行汇总的人口统计数据按照一定权重分配到指定大小的地理格网上,实现人口的空间化表达方式由行政单元向地理格网方向的转换。根据现有研究资料,人口空间化模拟的方法有很多,土地利用类型估算法应用最为广泛。但是,现有的单独对滑坡易损性的研究较少,且大多为静态的研究,对于地质灾害易损性动态的研究的时间尺度较大,缺少高时间分辨率的动态滑坡灾害易损性研究。因此,本发明提出了一种基于高时间分辨率的人口动态模拟结果,进行滑坡地质灾害损性评估的方法,为灾前准备、灾后救援等提供依据。


    技术实现思路

    1、本发明的目的是提供基于高时间分辨率人口模拟的地质灾害易损性评估方法,识别高风险易损区,提前进行各种灾前准备工作,提高防御灾害能力,优化应急资源配置,充分考虑地质灾害的易损度,提高救援效率,减少经济、人口损失,指导城乡规划和土地利用,充分考虑灾害的易损性程度,减少灾害带来的影响,降低灾害带来的经济损失和人口伤亡。

    2、为实现上述目的,本发明提供了1.基于高时间分辨率人口模拟的地质灾害易损性评估方法,包括以下步骤:

    3、s1、采用土地利用密度法模拟城市人口分布;

    4、s2、基于时间地理学进行居民出行高时间分辨率的界定;

    5、s3、确定各用地类型不同时间的建筑物吸引率;

    6、s4、通过不同时间段的建筑物吸引率建立数学模型,进行短周期人口动态模拟;

    7、s5、划分地质灾害易损性评价单元;

    8、s6、对各个易损性指数进行计算;

    9、s7、构建滑地质灾害损性评价模型;

    10、s8、高时间分辨率的易损性评估结果分析。

    11、优选的,在步骤s1中,高时间分辨率的人口动态分布模拟,选取土地利用类型为指标,引入建筑物吸引率,得到各时间段的人口空间分布情况,如下所示:

    12、

    13、其中,p为人口数,ai为第i类土地利用类型面积、di为第i类人口密度,ki为第i类土地利用类型的吸引率。

    14、优选的,在步骤s3中,不同土地利用类型的吸引率不同,同一土地利用类型在不同时刻的吸引率也不同,反映不同用地类型在不同时间段对人口的吸引能力不同。

    15、优选的,在步骤s5中,采用200m×200m的规则网格单元划分地质灾害易损性评价单元。

    16、优选的,在步骤s6中,易损性评价指标分级划分为人口易损性、经济易损性和物质易损性;其中,人口易损性包括人口密度;经济易损性包括gdp密度和耕地密度;物质易损性包括建筑密度和道路密度。

    17、优选的,人口密度根据人口动态模拟的结果获得,如下所示:

    18、

    19、式中,pm为人口密度,pi指的市第i个格网的人口,a为格网面积。

    20、优选的,耕地密度根据土地利用数据获取耕地面积与格网面积的比值获得,如下所示:

    21、

    22、其中,gi表示格网i内的耕地密度,gai表示格网i内的耕地面积,a表示格网面积。

    23、优选的,建筑密度根据区域内建筑面积与区域面积的比值获得,如下所示:

    24、

    25、其中,ji表示格网i内的建筑密度,bi表示格网i内的建筑面积,a表示格网面积。

    26、优选的,道路密度根据区域内道路长度与面积的比值获得,如下所示:

    27、

    28、其中,rsdi表示网格i内的道路密度,nri、nnei、npei、ncri、ntri分别表示网格i内铁路、国道、省道、县道、乡道的长度,a表示格网面积。

    29、优选的,在步骤s7中,地质灾害易损性的评价模型,如下所示:

    30、

    31、其中,y表示地质灾害易损性的值,pi表示第i个指标的值,wi表示第i个指标的权重。

    32、因此,本发明采用上述基于高时间分辨率人口模拟的地质灾害易损性评估方法,识别高风险易损区,提前进行各种灾前准备工作,提高防御灾害能力,优化应急资源配置,充分考虑地质灾害的易损度,提高救援效率,减少经济、人口损失,指导城乡规划和土地利用,充分考虑灾害的易损性程度,减少灾害带来的影响,降低灾害带来的经济损失和人口伤亡。

    33、下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。



    技术特征:

    1.基于高时间分辨率人口模拟的地质灾害易损性评估方法,其特征在于,包括以下步骤:

    2.根据权利要求1所述的基于高时间分辨率人口模拟的地质灾害易损性评估方法,其特征在于,在步骤s1中,高时间分辨率的人口动态分布模拟,选取土地利用类型为指标,引入建筑物吸引率,得到各时间段的人口空间分布情况,如下所示:

    3.根据权利要求1所述的基于高时间分辨率人口模拟的地质灾害易损性评估方法,其特征在于:在步骤s3中,不同土地利用类型的吸引率不同,同一土地利用类型在不同时刻的吸引率也不同,反映不同用地类型在不同时间段对人口的吸引能力不同。

    4.根据权利要求1所述的基于高时间分辨率人口模拟的地质灾害易损性评估方法,其特征在于:在步骤s5中,采用200m×200m的规则网格单元划分地质灾害易损性评价单元。

    5.根据权利要求1所述的基于高时间分辨率人口模拟的地质灾害易损性评估方法,其特征在于,在步骤s6中,易损性评价指标分级划分为人口易损性、经济易损性和物质易损性;其中,人口易损性包括人口密度;经济易损性包括gdp密度和耕地密度;物质易损性包括建筑密度和道路密度。

    6.根据权利要求5所述的基于高时间分辨率人口模拟的地质灾害易损性评估方法,其特征在于,人口密度根据人口动态模拟的结果获得,如下所示:

    7.根据权利要求5所述的基于高时间分辨率人口模拟的地质灾害易损性评估方法,其特征在于,耕地密度根据土地利用数据获取耕地面积与格网面积的比值获得,如下所示:

    8.根据权利要求5所述的基于高时间分辨率人口模拟的地质灾害易损性评估方法,其特征在于,建筑密度根据区域内建筑面积与区域面积的比值获得,如下所示:

    9.根据权利要求5所述的基于高时间分辨率人口模拟的地质灾害易损性评估方法,其特征在于,道路密度根据区域内道路长度与面积的比值获得,如下所示:

    10.根据权利要求1所述的基于高时间分辨率人口模拟的地质灾害易损性评估方法,其特征在于,在步骤s7中,地质灾害易损性的评价模型,如下所示:


    技术总结
    本发明属于地质灾害风险评估技术领域,公开了基于高时间分辨率人口模拟的地质灾害易损性评估方法,包括以下步骤:采用土地利用密度法模拟城市人口分布;基于时间地理学进行居民出行高时间分辨率的界定;确定各用地类型不同时间的建筑物吸引率;通过不同时间段的建筑物吸引率建立数学模型,进行高时间分辨率人口动态模拟;划分易损性评价单元;对各个易损性指数进行计算;构建地质灾害易损性评价模型;高时间分辨率的易损性评估结果分析。本发明采用上述基于高时间分辨率人口模拟的地质灾害易损性评估方法,识别高风险易损区,提高防御灾害能力,优化应急资源配置,提高救援效率,指导城乡规划和土地利用,减少灾害影响,降低经济损失和人口伤亡。

    技术研发人员:张东水,李同生,韩用顺,陈亮晶,王璨,梁慧敏,于亚鹏,方军,王艳军,钟品
    受保护的技术使用者:湖南科技大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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