暴雨積澇災(zāi)害風(fēng)險評估的GIS模型構(gòu)建及參數(shù)優(yōu)化研究與應(yīng)用
本文關(guān)鍵詞:暴雨積澇災(zāi)害風(fēng)險評估的GIS模型構(gòu)建及參數(shù)優(yōu)化研究與應(yīng)用,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:現(xiàn)實世界中許多復(fù)雜的工程和科學(xué)研究問題可歸納為優(yōu)化問題,氣象風(fēng)險研究中的暴雨積澇災(zāi)害風(fēng)險評估模型參數(shù)優(yōu)化問題,就屬于優(yōu)化范疇。開展暴雨積澇災(zāi)害風(fēng)險評估模型參數(shù)設(shè)置問題的研究,不僅有助于提高模型的準確性,更是提高災(zāi)害風(fēng)險評估準確度的前提條件。為進一步提高我國的暴雨積澇災(zāi)害風(fēng)險評估的水平,以達到防災(zāi)減災(zāi)的目的,結(jié)合地理信息系統(tǒng)(G1s)在空間數(shù)據(jù)表達及分析上的優(yōu)勢,對暴雨積澇災(zāi)害風(fēng)險評估模型與參數(shù)優(yōu)化進行研究,并應(yīng)用于暴雨積澇災(zāi)害風(fēng)險評估產(chǎn)品發(fā)布系統(tǒng)中具有重要的科學(xué)意義和實際應(yīng)用價值。本研究緊緊圍繞新型G1s暴雨積澇災(zāi)害風(fēng)險評估模型中的參數(shù)優(yōu)化和發(fā)布暴雨積澇災(zāi)害風(fēng)險評估產(chǎn)品等研究問題,開展以下的研究工作并取得了相應(yīng)創(chuàng)新成果:1.構(gòu)建了基于GIs暴雨積澇災(zāi)害風(fēng)險評估模型。以災(zāi)害風(fēng)險理論為基礎(chǔ),采用G1s空間表達與數(shù)據(jù)分析技術(shù),圍繞暴雨積澇災(zāi)害的致災(zāi)因子危險性、孕災(zāi)環(huán)境敏感性、承災(zāi)體易損性以及防災(zāi)減災(zāi)能力,構(gòu)建了基于GIs暴雨積澇災(zāi)害風(fēng)險評估模型,實現(xiàn)了暴雨積澇災(zāi)害風(fēng)險評估的過程可視化。2.針對GIs暴雨積澇災(zāi)害風(fēng)險評估模型中的參數(shù)進行優(yōu)化問題,為更客觀地科學(xué)設(shè)置模型中的權(quán)重系數(shù),通過建模形成權(quán)重最優(yōu)設(shè)置的優(yōu)化模型,采用目標優(yōu)化理論中兩種主流的進化算法,提出了基于進化策略和粒子群算法的兩種參數(shù)優(yōu)化方法,通過實驗的優(yōu)化結(jié)果分析,證實了該模型及優(yōu)化方法的有效性和準確性。3.以嘉定區(qū)暴雨積澇災(zāi)害風(fēng)險評估項目為依托,運用新型的暴雨積澇災(zāi)害風(fēng)險評估模型,設(shè)計與開發(fā)了嘉定區(qū)暴雨積澇災(zāi)害風(fēng)險評估產(chǎn)品,并在業(yè)務(wù)中得到成功應(yīng)用。首先,運用G1s技術(shù)對嘉定區(qū)的各類災(zāi)害相關(guān)資料進行空間化處理,形成暴雨積澇災(zāi)害的致災(zāi)因子危險性、孕災(zāi)環(huán)境敏感性、承災(zāi)體易損性和防災(zāi)減災(zāi)能力等基礎(chǔ)數(shù)據(jù);然后運用新型的GIs暴雨積澇災(zāi)害風(fēng)險評估模型及參數(shù)優(yōu)化技術(shù)設(shè)計并開發(fā)一套基于GIs分析的暴雨積澇風(fēng)險評估系統(tǒng),實現(xiàn)了集歷史暴雨積澇災(zāi)害風(fēng)險統(tǒng)計的風(fēng)險區(qū)劃以及實時提供未來災(zāi)害風(fēng)險情況的風(fēng)險預(yù)估系統(tǒng),為政府作出準確的防災(zāi)減災(zāi)決策提供了重要的依據(jù)。結(jié)合地理信息系統(tǒng)技術(shù)、智能進化算法、計算機技術(shù)通過對暴雨積澇災(zāi)害風(fēng)險評估的研究,實現(xiàn)了基于GIs技術(shù)的嘉定區(qū)暴雨積澇災(zāi)害風(fēng)險評估產(chǎn)品。本研究對開展多學(xué)科的交叉研究進行了有益的探索,也推動了暴雨積澇災(zāi)害風(fēng)險評估系統(tǒng)化和工程化的工作。
【關(guān)鍵詞】:暴雨積澇災(zāi)害風(fēng)險評估 進化算法 地理信息系統(tǒng) 風(fēng)險評估系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】:南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號】:P426.616;P208
【目錄】:
- 摘要6-7
- ABSTRACT7-9
- 第一章 緒論9-17
- 1.1 引言9-11
- 1.1.1 研究背景及意義9-10
- 1.1.2 暴雨積澇災(zāi)害風(fēng)險評估的研究進展10-11
- 1.2 進化算法介紹11-13
- 1.2.1 進化算法的研究現(xiàn)狀11-12
- 1.2.2 單目標優(yōu)化的研究現(xiàn)狀12-13
- 1.3 進化算法在氣象學(xué)參數(shù)優(yōu)化領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀13-14
- 1.4 本文研究內(nèi)容和組織結(jié)構(gòu)14-16
- 1.4.1 研究內(nèi)容14-15
- 1.4.2 組織結(jié)構(gòu)15-16
- 1.5 本章小結(jié)16-17
- 第二章 暴雨積澇災(zāi)害風(fēng)險評估資料說明與分析方法17-24
- 2.1 資料說明17
- 2.2 自然災(zāi)害風(fēng)險評估基礎(chǔ)知識17-18
- 2.2.1 基本概念17
- 2.2.2 基本方法17-18
- 2.3 地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)知識18-19
- 2.3.1 基本概念18
- 2.3.2 方法介紹18-19
- 2.4 進化策略算法19-22
- 2.4.1 進化策略的發(fā)展過程19-20
- 2.4.2 進化策略的執(zhí)行步驟20-21
- 2.4.3 進化策略的算法流程21-22
- 2.5 粒子群算法22-23
- 2.5.1 粒子群算法的基本原理22-23
- 2.5.2 粒子群算法步驟23
- 2.6 本章小結(jié)23-24
- 第三章 基于GIS的暴雨積澇災(zāi)害風(fēng)險評估研究24-39
- 3.1 暴雨積澇災(zāi)害風(fēng)險評估基本知識24-26
- 3.1.1 暴雨積澇災(zāi)害風(fēng)險評估基本流程24-25
- 3.1.2 暴雨積澇災(zāi)害風(fēng)險函數(shù)與指標體系建立25-26
- 3.2 暴雨積澇災(zāi)害風(fēng)險指標及可視化分析26-37
- 3.2.1 暴雨積澇災(zāi)害致災(zāi)因子危險性及可視化分析26-28
- 3.2.2 暴雨積澇災(zāi)害孕災(zāi)環(huán)境敏感性及可視化分析28-31
- 3.2.3 暴雨積澇災(zāi)害承災(zāi)體易損性及可視化分析31-33
- 3.2.4 暴雨積澇災(zāi)害防災(zāi)減災(zāi)能力及可視化分析33-35
- 3.2.5 暴雨積澇災(zāi)害災(zāi)情及可視化分析35-37
- 3.3 基于GIS的風(fēng)險評估模型建立37-38
- 3.4 本章小結(jié)38-39
- 第四章 暴雨積澇災(zāi)害風(fēng)險評估參數(shù)優(yōu)化模型及方法研究39-56
- 4.1 暴雨積澇災(zāi)害風(fēng)險評估參數(shù)優(yōu)化模型研究39-41
- 4.1.1 評估參數(shù)優(yōu)化建模39-40
- 4.1.2 模型災(zāi)情風(fēng)險分析40-41
- 4.2 暴雨積澇災(zāi)害風(fēng)險評估參數(shù)優(yōu)化方法研究41-43
- 4.2.1 評估參數(shù)優(yōu)化的關(guān)鍵問題41-42
- 4.2.2 處理帶約束的進化算法42-43
- 4.3 基于進化算法的風(fēng)險評估參數(shù)優(yōu)化43-46
- 4.3.1 暴雨積澇災(zāi)害風(fēng)險評估參數(shù)優(yōu)化評價流程43
- 4.3.2 基于進化策略的參數(shù)優(yōu)化43-45
- 4.3.3 基于粒子群算法的參數(shù)優(yōu)化45-46
- 4.4 實驗設(shè)計46-50
- 4.4.1 參數(shù)設(shè)置46-47
- 4.4.2 實驗步驟47-49
- 4.4.3 實驗結(jié)果49-50
- 4.5 實驗分析50-55
- 4.6 本章小結(jié)55-56
- 第五章 嘉定區(qū)暴雨積澇災(zāi)害風(fēng)險評估系統(tǒng)的設(shè)計及實現(xiàn)56-70
- 5.1 基于GIS的嘉定區(qū)暴雨積澇災(zāi)害風(fēng)險評估系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)56-63
- 5.1.1 技術(shù)路線56-57
- 5.1.2 系統(tǒng)需求57-58
- 5.1.3 系統(tǒng)總體設(shè)計58-60
- 5.1.4 過程可視化操作60-61
- 5.1.5 系統(tǒng)實現(xiàn)61-63
- 5.2 基于WEBGIS的嘉定區(qū)暴雨積澇災(zāi)害風(fēng)險評估系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)63-68
- 5.2.1 技術(shù)路線63-64
- 5.2.2 系統(tǒng)需求64
- 5.2.3 系統(tǒng)總體框架64-65
- 5.2.4 關(guān)鍵技術(shù)65-67
- 5.2.5 系統(tǒng)實現(xiàn)67-68
- 5.3 本章小結(jié)68-70
- 第六章 總結(jié)與展望70-72
- 6.1 總結(jié)70-71
- 6.2 問題與展望71-72
- 參考文獻72-76
- 致謝76-77
- 作者簡介77
【參考文獻】
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