城市突發(fā)水澇災(zāi)害預(yù)防及恢復(fù)能力研究

孫欣欣

（浙江水利水電學(xué)院信息工程與藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院，310018，杭州）

城市突發(fā)水澇災(zāi)害預(yù)防及恢復(fù)能力研究

孫欣欣

（浙江水利水電學(xué)院信息工程與藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院，310018，杭州）

目前，國內(nèi)關(guān)于城市突發(fā)水澇災(zāi)害防治能力評(píng)價(jià)的相關(guān)研究較少，還沒有形成系統(tǒng)的城市突發(fā)水澇災(zāi)害防治能力評(píng)價(jià)體系。為進(jìn)一步推動(dòng)城市突發(fā)水澇災(zāi)害定量化研究，對(duì)城市突發(fā)水澇災(zāi)害預(yù)防及恢復(fù)能力進(jìn)行了探索性研究。運(yùn)用信息化手段應(yīng)對(duì)城市內(nèi)澇問題，首先對(duì)城市突發(fā)水澇災(zāi)害數(shù)據(jù)及其特征進(jìn)行了分析，并進(jìn)一步構(gòu)建了城市突發(fā)水澇災(zāi)害預(yù)防及恢復(fù)能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)模型，為各城市評(píng)價(jià)突發(fā)水澇災(zāi)害的預(yù)防及恢復(fù)能力提供一個(gè)初步的理論基礎(chǔ)和框架。設(shè)計(jì)了應(yīng)用于城市突發(fā)水澇災(zāi)害的混合大數(shù)據(jù)分析工具，通過搭建系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)對(duì)分析工具進(jìn)行了初步檢驗(yàn)。結(jié)果表明，大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用可以改善城市突發(fā)水澇災(zāi)害預(yù)防工作的技術(shù)與裝備支持情況，進(jìn)而有助于城市突發(fā)水澇災(zāi)害預(yù)防能力的提升。

城市突發(fā)水澇災(zāi)害；城市內(nèi)澇；災(zāi)害預(yù)防能力；災(zāi)害恢復(fù)能力；大數(shù)據(jù)

城市突發(fā)水澇災(zāi)害（又稱城市內(nèi)澇）是一種嚴(yán)重的自然災(zāi)害，指由于強(qiáng)降水或連續(xù)性降水超過城市排水能力致使城市內(nèi)產(chǎn)生積水災(zāi)害的現(xiàn)象，是對(duì)城市危害比較大的自然災(zāi)害之一。近年，隨著我國城市化進(jìn)程的加快，城市突發(fā)水澇災(zāi)害日趨嚴(yán)重，已成為城市發(fā)展面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。目前，國內(nèi)對(duì)城市突發(fā)水澇災(zāi)害的研究大多集中在成因分析、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、預(yù)警模擬方面，對(duì)城市突發(fā)水澇災(zāi)害防治能力的研究較少，現(xiàn)有的定量研究也更多地停留在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析技術(shù)上，如統(tǒng)計(jì)方法（頻率分析計(jì)算）、GIS技術(shù)、仿真模擬等。

隨著國內(nèi)智慧城市高速發(fā)展，城市市政設(shè)施的自動(dòng)化程度越來越高，物聯(lián)網(wǎng)傳感設(shè)備越來越普及；地下管網(wǎng)、地下管線等城市靜態(tài)數(shù)據(jù)和本底數(shù)據(jù)越來越全面和規(guī)整，氣象、水情、雨情等動(dòng)態(tài)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)則越來越詳細(xì)和精確；在智慧城市大框架下，更強(qiáng)調(diào)多部門的協(xié)同，以及應(yīng)用的關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效匯總和更有效的協(xié)同合作。但是目前內(nèi)澇防治工作中對(duì)跨部門海量數(shù)據(jù)綜合利用率很低，大量數(shù)據(jù)沒有得到充分利用，對(duì)海量、復(fù)雜數(shù)據(jù)的處理技術(shù)能力捉襟見肘，數(shù)據(jù)處理的時(shí)效性不強(qiáng)，防汛指揮效果有限，原有的對(duì)單一數(shù)據(jù)的處理已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)有的需求。新興的大數(shù)據(jù)技術(shù)可以更有效地處理海量數(shù)據(jù)，分析挖掘海量數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性，為城市突發(fā)水澇災(zāi)害防治實(shí)踐和研究工作提供有力的技術(shù)支撐。

根據(jù)城市自然災(zāi)害防治理論，城市自然災(zāi)害防治可劃分為預(yù)防階段、發(fā)現(xiàn)階段、應(yīng)急處理階段和災(zāi)后恢復(fù)重建四個(gè)階段，城市突發(fā)水澇災(zāi)害亦然。本文將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用到城市突發(fā)水澇災(zāi)害的預(yù)防及恢復(fù)兩個(gè)重要階段的研究中，在充分分析城市突發(fā)水澇災(zāi)害數(shù)據(jù)特征的基礎(chǔ)上，以城市自然災(zāi)害防治理論為依據(jù)，構(gòu)建城市突發(fā)水澇災(zāi)害的預(yù)防及恢復(fù)能力指標(biāo)體系，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)模型，并設(shè)計(jì)了應(yīng)用于城市突發(fā)水澇災(zāi)害領(lǐng)域的混合大數(shù)據(jù)分析處理工具，從大數(shù)據(jù)的角度對(duì)城市突發(fā)水澇災(zāi)害領(lǐng)域的定量化研究進(jìn)行探索。

一、城市突發(fā)水澇災(zāi)害數(shù)據(jù)及其特征

運(yùn)用信息化手段應(yīng)對(duì)城市內(nèi)澇問題，首先是基于數(shù)據(jù)的，城市信息化發(fā)展到今天，并不是沒有數(shù)據(jù)，而是數(shù)據(jù)太多，價(jià)值密度太低，而要求處理的時(shí)效性又很高，所以在研究城市突發(fā)水澇災(zāi)害預(yù)防及恢復(fù)能力之前，有必要對(duì)城市突發(fā)水澇災(zāi)害的數(shù)據(jù)特征進(jìn)行分析。

城市水澇災(zāi)害發(fā)生前后的每個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，貫穿預(yù)防預(yù)警過程、災(zāi)害發(fā)生過程、事后災(zāi)害補(bǔ)救過程等，不僅包括氣象、水文、水力等各方面的數(shù)據(jù)，還包括空間地理數(shù)據(jù)和排水工程數(shù)據(jù)等，因?yàn)槌鞘蟹e水情況除了與自然降水量有直接關(guān)系外，還與城市中建筑物分布、地形地勢(shì)分布、河流分布、排水設(shè)施布置等許多因素有關(guān)。從數(shù)據(jù)源看，城市突發(fā)水澇災(zāi)害相關(guān)數(shù)據(jù)分為六類，包括氣象數(shù)據(jù)、水文數(shù)據(jù)、空間地理數(shù)據(jù)、排水工程數(shù)據(jù)、內(nèi)澇監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)、災(zāi)害相關(guān)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，覆蓋雨情、水情、工情、災(zāi)情等全部與城市突發(fā)水澇災(zāi)害相關(guān)的海量數(shù)據(jù)。除了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)外，隨著時(shí)間的推移，城市水澇災(zāi)害相關(guān)歷史數(shù)據(jù)越來越多，有效的預(yù)防預(yù)警、減災(zāi)防災(zāi)需要充分挖掘上述海量數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)價(jià)值。

城市突發(fā)水澇災(zāi)害相關(guān)數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)源多樣、數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)格式多樣、價(jià)值密度低以及數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性要求較高等特點(diǎn)，具有鮮明的大數(shù)據(jù)屬性。大數(shù)據(jù)時(shí)代運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)來提高城市水澇災(zāi)害防治中的數(shù)據(jù)駕馭能力勢(shì)在必行。

二、城市突發(fā)水澇災(zāi)害預(yù)防及恢復(fù)能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

城市突發(fā)水澇災(zāi)害的防治是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。雖然目前大數(shù)據(jù)技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟，但要走向行業(yè)應(yīng)用，還需要有充分的理論指導(dǎo)和依據(jù)。城市突發(fā)水澇災(zāi)害防治能力的評(píng)價(jià)是提高城市突發(fā)水澇災(zāi)害防治能力的重要前提，本文將對(duì)城市突發(fā)水澇災(zāi)害防治的兩個(gè)重要階段——預(yù)防階段及恢復(fù)階段，進(jìn)行能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建，并作為探索城市突發(fā)水澇災(zāi)害領(lǐng)域應(yīng)用大數(shù)據(jù)分析的導(dǎo)入和理論依據(jù)。

目前，國內(nèi)關(guān)于城市突發(fā)水澇災(zāi)害防治能力評(píng)價(jià)的相關(guān)研究較少，還沒有形成系統(tǒng)的城市突發(fā)水澇災(zāi)害防治能力評(píng)價(jià)體系。但是，關(guān)于城市自然災(zāi)害應(yīng)急能力、減災(zāi)能力評(píng)價(jià)方面的相關(guān)研究較為豐富，并有學(xué)者對(duì)城市自然災(zāi)害防治能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行過較為系統(tǒng)的研究。因此，之前的研究成果為城市突發(fā)水澇災(zāi)害預(yù)防及恢復(fù)能力評(píng)價(jià)體系的研究提供了有益的借鑒。

1.城市突發(fā)水澇災(zāi)害預(yù)防能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

從整個(gè)災(zāi)害管理周期來看，做好災(zāi)前預(yù)防工作相比其他階段具有更大的現(xiàn)實(shí)意義，可以達(dá)到事半功倍的防治效果。城市突發(fā)水澇災(zāi)害預(yù)防能力是指城市在水澇災(zāi)害暴發(fā)前所進(jìn)行防御準(zhǔn)備的能力，是城市突發(fā)水澇災(zāi)害防治的長(zhǎng)期性建設(shè)。

基于已有相關(guān)研究，結(jié)合城市突發(fā)水澇災(zāi)害自身特點(diǎn)，本文從體制機(jī)制標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)、防汛抗?jié)承袆?dòng)支持、防澇基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、公眾教育與宣傳培訓(xùn)四個(gè)方面構(gòu)建城市突發(fā)水澇災(zāi)害預(yù)防能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系（見表1）。

2.城市突發(fā)水澇災(zāi)害恢復(fù)能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

災(zāi)害恢復(fù)是在災(zāi)害事件結(jié)束之后，遭受災(zāi)害的地區(qū)和人們向?yàn)?zāi)前正常的生活和生產(chǎn)秩序的回歸。對(duì)于中國而言，在災(zāi)害恢復(fù)方面的研究尚處于初級(jí)階段，城市突發(fā)水澇災(zāi)害恢復(fù)方面的研究更是有限。

災(zāi)害恢復(fù)具有非線性、動(dòng)態(tài)性和復(fù)雜性等特征，根據(jù)災(zāi)害影響維度，災(zāi)害恢復(fù)度量指標(biāo)可以從社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、基礎(chǔ)設(shè)施和自然環(huán)境四個(gè)維度進(jìn)行劃分。城市突發(fā)水澇災(zāi)害具有“兩短一長(zhǎng)”的特點(diǎn)，從開始降雨到開始出現(xiàn)內(nèi)澇時(shí)間短，從開始出現(xiàn)內(nèi)澇到出現(xiàn)最大水浸深時(shí)間短，內(nèi)澇持續(xù)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，而且災(zāi)害發(fā)生和影響范圍局部特性明顯。根據(jù)城市突發(fā)水澇災(zāi)害自身特點(diǎn)，本文著重從基礎(chǔ)設(shè)施、自然環(huán)境、社會(huì)環(huán)境三個(gè)方面構(gòu)建其恢復(fù)能力評(píng)價(jià)指標(biāo)。城市突發(fā)水澇災(zāi)害恢復(fù)詳細(xì)度量指標(biāo)如表2。

三、城市突發(fā)水澇災(zāi)害預(yù)防及恢復(fù)能力評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)模型

根據(jù)城市突發(fā)水澇災(zāi)害預(yù)防能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，運(yùn)用層次分析法，經(jīng)過指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化處理，建立城市突發(fā)水澇災(zāi)害預(yù)防能力評(píng)估模型其中P表示城市對(duì)突發(fā)水澇災(zāi)害的預(yù)防能力，Xi表示第i項(xiàng)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化后的指標(biāo)值，Wi表示第i項(xiàng)指標(biāo)所占的權(quán)重。上述指標(biāo)權(quán)重可以通過專家打分法確定，由于不同的城市各方面情況有差異，因此指標(biāo)值及權(quán)重值也不同。運(yùn)用上述評(píng)估模型可以對(duì)城市突發(fā)水澇災(zāi)害的預(yù)防能力進(jìn)行定量化評(píng)估。

根據(jù)城市突發(fā)水澇災(zāi)害恢復(fù)能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，運(yùn)用層次分析法，經(jīng)過指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化處理，建立城市突發(fā)水澇災(zāi)害恢復(fù)能力評(píng)估模型其中R表示城市在突發(fā)水澇災(zāi)害后的恢復(fù)能力，Yj表示第j項(xiàng)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化后的指標(biāo)值，Vj表示第j項(xiàng)指標(biāo)所占的權(quán)重。運(yùn)用上述評(píng)估模型，根據(jù)不同城市的指標(biāo)及權(quán)重情況，可以對(duì)城市突發(fā)災(zāi)害恢復(fù)進(jìn)程進(jìn)行識(shí)別和定量化研究。對(duì)于城市突發(fā)水澇災(zāi)害來說，災(zāi)害恢復(fù)研究可以使相應(yīng)主體更加有效地進(jìn)行災(zāi)后風(fēng)險(xiǎn)管理決策。

城市突發(fā)水澇災(zāi)害預(yù)防及恢復(fù)能力評(píng)價(jià)模型可以為各城市評(píng)價(jià)內(nèi)澇的預(yù)防能力和恢復(fù)能力提供一個(gè)初步的理論基礎(chǔ)和框架，并可結(jié)合自身城市特點(diǎn)確定指標(biāo)權(quán)重，進(jìn)一步分析如何提升城市對(duì)突發(fā)水澇災(zāi)害的預(yù)防及恢復(fù)能力。城市突發(fā)水澇災(zāi)害防治是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，影響城市對(duì)突發(fā)水澇災(zāi)害預(yù)防和恢復(fù)能力的因素也錯(cuò)綜復(fù)雜，因此上述評(píng)估模型中的指標(biāo)選取完備性與合理性，以及模型的可操作性有待進(jìn)一步細(xì)化研究。

四、基于大數(shù)據(jù)技術(shù)提高城市突發(fā)水澇災(zāi)害預(yù)防能力

對(duì)城市突發(fā)水澇災(zāi)害預(yù)防及恢復(fù)能力進(jìn)行評(píng)價(jià)是為了研究如何提升城市對(duì)突發(fā)水澇災(zāi)害的預(yù)防和恢復(fù)能力，最大限度降低突發(fā)水澇災(zāi)害對(duì)城市和居民的傷害。從本文構(gòu)建的城市突發(fā)水澇災(zāi)害預(yù)防能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系可知，技術(shù)與裝備支持情況是影響評(píng)價(jià)城市突發(fā)水澇災(zāi)害預(yù)防能力的指標(biāo)之一。王明祎指出，災(zāi)害救援技術(shù)支持對(duì)于應(yīng)急救援體系來說是必不可少的，城市管理者為了保證災(zāi)害救援工作有效、順利進(jìn)行，就必須建立起自然災(zāi)害應(yīng)急救援技術(shù)支持體系。通過前文分析可知城市內(nèi)澇防治工作已經(jīng)處于一個(gè)大數(shù)據(jù)的環(huán)境之中，傳統(tǒng)的信息技術(shù)手段無論是在數(shù)據(jù)的獲取還是處理分析上都已顯現(xiàn)出局限性。與現(xiàn)有數(shù)據(jù)分析支持技術(shù)相比，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)加強(qiáng)對(duì)城市突發(fā)水澇災(zāi)害海量數(shù)據(jù)的處理分析，充分實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的預(yù)防決策支撐價(jià)值，可以進(jìn)一步提升城市突發(fā)水澇災(zāi)害的預(yù)防能力。

1.應(yīng)用于城市突發(fā)水澇災(zāi)害的混合大數(shù)據(jù)分析工具設(shè)計(jì)

城市突發(fā)水澇災(zāi)害相關(guān)數(shù)據(jù)來自多類型異構(gòu)數(shù)據(jù)源，既有來自水量計(jì)、位移計(jì)、雷達(dá)水位儀、傳感器等的實(shí)時(shí)水位數(shù)據(jù)，又有來自智能探頭、微信等的視頻、圖片、語音數(shù)據(jù)，還包括互聯(lián)網(wǎng)上的大量文字、圖片信息，涵蓋了文本數(shù)據(jù)、多媒體數(shù)據(jù)、Web數(shù)據(jù)、社交網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、移動(dòng)數(shù)據(jù)等多種類型。除結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)外，不同數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)特性的數(shù)據(jù)需要不同的數(shù)據(jù)分析處理技術(shù)方法。對(duì)Hadoop改進(jìn)并將其應(yīng)用于各種場(chǎng)景的大數(shù)據(jù)分析處理已經(jīng)成為新的研究熱點(diǎn)，針對(duì)城市突發(fā)水澇災(zāi)害相關(guān)數(shù)據(jù)特點(diǎn)，本研究設(shè)計(jì)了一種基于Hadoop的混合大數(shù)據(jù)分析工具，以對(duì)城市突發(fā)水澇災(zāi)害中產(chǎn)生的海量歷史或?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，為有效制定災(zāi)害預(yù)防對(duì)策提供科學(xué)的數(shù)據(jù)支撐。Hadoop是目前最主流的大數(shù)據(jù)處理平臺(tái)之一，包括存儲(chǔ)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的分布式文件系統(tǒng)HDFS、存儲(chǔ)半結(jié)構(gòu)化或結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫HBase，以及分布式計(jì)算系統(tǒng)MapReduce等，非常適合城市突發(fā)水澇災(zāi)害大數(shù)據(jù)處理。

圖1描述了混合大數(shù)據(jù)分析工具的結(jié)構(gòu)圖和數(shù)據(jù)流。該工具包含兩個(gè)分析引擎分別針對(duì)城市突發(fā)水澇災(zāi)害的無結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和關(guān)系數(shù)據(jù)。兩個(gè)引擎均構(gòu)建在Hadoop之上，利用云并行引擎來加速數(shù)據(jù)的處理。下文主要針對(duì)將圖1所述的大數(shù)據(jù)分析工具應(yīng)用于突發(fā)水澇災(zāi)害的預(yù)防及恢復(fù)能力測(cè)試。

2.平臺(tái)搭建與實(shí)驗(yàn)

為進(jìn)一步檢驗(yàn)應(yīng)用于城市突發(fā)水澇災(zāi)害的混合大數(shù)據(jù)分析工具，本文搭建了系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)，共使用了4臺(tái)PC機(jī)，型號(hào)均為Dell Precision WorkStation T3400，單核CPU，4G內(nèi)存，500G硬盤。其中1臺(tái)安裝Window7操作系統(tǒng)作為開發(fā)主機(jī)，其余3臺(tái)安裝Linux CentOS6.4操作系統(tǒng)作為工作集群。

本文通過模擬數(shù)據(jù)，分別生成1萬條、10萬條、100萬條、1 000萬條、1億條雨量水位數(shù)據(jù)，通過Hibernate批量導(dǎo)入到MySQL數(shù)據(jù)庫，HBase數(shù)據(jù)庫的批量導(dǎo)入是通過MapReduce完成的。和水位相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以水位信息表的形式存儲(chǔ)，主要包括測(cè)站、記錄時(shí)間、水位等信息，如表3所示。

表1　城市突發(fā)水澇災(zāi)害預(yù)防能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

表2　城市突發(fā)水澇災(zāi)害恢復(fù)度量指標(biāo)體系

本文對(duì)混合大數(shù)據(jù)分析工具中的Mapreduce算法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，用以測(cè)試響應(yīng)速度隨Hadoop集群規(guī)模的變化情況，由此顯示大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。利用海量模擬數(shù)據(jù)，分別測(cè)試了單機(jī)版、Hadoop集群中包含一個(gè)節(jié)點(diǎn)、兩個(gè)節(jié)點(diǎn)與三個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)所需的時(shí)間，其中雨量水位數(shù)據(jù)存放在HBase數(shù)據(jù)庫中，測(cè)試結(jié)果如表4所示。

通過表4的性能測(cè)試對(duì)比圖可以看到，當(dāng)數(shù)據(jù)量較小時(shí)，混合大數(shù)據(jù)分析工具中的Hadoop集群的運(yùn)算時(shí)間要比單機(jī)運(yùn)算時(shí)間長(zhǎng)，這是因?yàn)镠adoop集群運(yùn)行Mapreduce作業(yè)在運(yùn)行作業(yè)前后需要進(jìn)行一系列的操作，比如數(shù)據(jù)切片分發(fā)給Mapper、作業(yè)初始化、作業(yè)清理工作等，這些都是相對(duì)比較耗時(shí)間的。集群由于采用多臺(tái)機(jī)器進(jìn)行分布式并行操作，因此其計(jì)算速度會(huì)大大提升。在上面的實(shí)驗(yàn)中可以看到，如果使用混合大數(shù)據(jù)工具Hadoop集群運(yùn)行作業(yè)，當(dāng)數(shù)據(jù)量為1億條時(shí)，預(yù)測(cè)響應(yīng)速度由單機(jī)的5 608 s提高到3 178 s。可以想象，如果使用規(guī)模更大的集群運(yùn)行作業(yè)，響應(yīng)速度還會(huì)得到很大的提高。

從前文分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的混合分析工具不僅能夠更有效地處理城市突發(fā)水澇災(zāi)害中的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)（無結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和關(guān)系數(shù)據(jù)），充分挖掘內(nèi)在的聯(lián)系和規(guī)律，而且在海量數(shù)據(jù)處理速度上也有質(zhì)的提升?？梢?，大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用可以改善城市突發(fā)水澇災(zāi)害的技術(shù)與裝備支持情況，進(jìn)而有助于城市突發(fā)水澇災(zāi)害預(yù)防能力的提升。

圖1　應(yīng)用于城市突發(fā)水澇災(zāi)害的混合大數(shù)據(jù)分析工具

表3　模擬水位信息表

表4　 MapReduce并行計(jì)算性能測(cè)試單位：s

五、結(jié)論

城市自然災(zāi)害防治能力評(píng)價(jià)是提高城市自然災(zāi)害防治能力的重要前提之一，是整個(gè)城市自然災(zāi)害防治工作的重要環(huán)節(jié)。本文對(duì)城市突發(fā)水澇災(zāi)害中的預(yù)防和恢復(fù)兩個(gè)重要階段進(jìn)行了研究，從信息化應(yīng)對(duì)內(nèi)澇的角度出發(fā)，對(duì)城市突發(fā)水澇災(zāi)害數(shù)據(jù)及其特征進(jìn)行了分析，并初步構(gòu)建了城市突發(fā)水澇災(zāi)害預(yù)防及恢復(fù)能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及評(píng)估模型，雖然指標(biāo)體系選取的合理性及模型可操作性有待進(jìn)一步驗(yàn)證，但可以為城市突發(fā)水澇災(zāi)害定量化研究提供一定借鑒。結(jié)合城市突發(fā)水澇災(zāi)害數(shù)據(jù)特征及預(yù)防能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，本文分析認(rèn)為應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)可以提高城市突發(fā)水澇災(zāi)害的預(yù)防能力，并設(shè)計(jì)了應(yīng)用于城市突發(fā)水澇災(zāi)害的混合大數(shù)據(jù)分析工具，通過搭建測(cè)試平臺(tái)模擬實(shí)驗(yàn)對(duì)混合大數(shù)據(jù)分析工具進(jìn)行檢驗(yàn)，測(cè)試結(jié)果初步表明基于Hadoop的混合大數(shù)據(jù)分析工具在處理海量城市突發(fā)水澇災(zāi)害數(shù)據(jù)時(shí)比傳統(tǒng)分析工具更有效率，可以為城市突發(fā)水澇災(zāi)害預(yù)防能力的提升提供有效的技術(shù)支撐?！?/p>

［1］毛磊，張慧明.基于城市化因子的南京市內(nèi)澇影響因素實(shí)證分析［J］.經(jīng)濟(jì)研究導(dǎo)刊，2011（3）.

［2］陳洋波，羅進(jìn)生，周浩瀾，等.東莞城區(qū)內(nèi)澇預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)［J］.中國市政工程，2013（10）.

［3］王明祎.城市自然災(zāi)害防治能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究［D］.貴州：貴州大學(xué)，2009.

［4］唐彥東，劉春平，于汐.災(zāi)后恢復(fù)重建理論研究［J］.自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，2009（5）.

［5］宛文博，葛怡，畢軍，等.災(zāi)害恢復(fù)力研究進(jìn)展——基于文獻(xiàn)調(diào)查的分析［J］.自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，2010（4）.

［6］吳吉東，李寧，周揚(yáng)，等.災(zāi)害恢復(fù)度量框架——Katrina颶風(fēng)災(zāi)后恢復(fù)應(yīng)用案例［J］.自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，2013（4）.

責(zé)任編輯楊軼

Studies on capability of sudden flood and waterlogging prevention and recovery in urban areas>

//Sun Xinxin

There are less studies on assessment of restoration capability from sudden flood and waterlogging in urban areas until present，and therefore no systematic approaches can be taken.In order tomake quantitative studies on flood and waterlogging disasters，exploratory research has been conducted on the prevention and restoration capability in urban areas.With application of information technology，relevant data and features of sudden flood and waterlogging disasters in urban areas are worked out.Indicator systems and evaluation models are built for prevention and restoration capability that provide a preliminary theoretical base and framework for further assessment.Mixed large data analysis tools are designed and tested through establishment of system testing platform.The result demonstrates that large data technology can be used to upgrade technology and equipment for disaster reduction，and enhance the capability of disaster prevention and control.

sudden flood and waterlogging in urban areas；urban waterlogging；capability of disaster prevention；capability of disaster recovery；big data

P426.616

A

1000-1123（2016）09-0033-04

2016-03-03

孫欣欣，副教授，主要從事計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和軟件工程教學(xué)科研工作。

浙江省科技廳公益技術(shù)研究科技計(jì)劃項(xiàng)目（No.2014C33060），“基于大數(shù)據(jù)的城市突發(fā)水澇災(zāi)害預(yù)防與預(yù)警分析技術(shù)研究”。