基于D數(shù)理論的洪澇災(zāi)害的危險(xiǎn)性評(píng)估

摘 要：本文針對(duì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中不確定信息的表示問題，提出了基于D數(shù)理論的洪澇災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估方法，建立了洪澇災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估指標(biāo)體系，并以湖南省14個(gè)地州市為例證明了方法的可行性。

關(guān)鍵詞：D數(shù)理論；洪澇災(zāi)害；風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；危險(xiǎn)性

1、引言

洪澇災(zāi)害脆弱性是指一定社會(huì)背景下，某孕災(zāi)環(huán)境內(nèi)特定承災(zāi)體易受到致災(zāi)洪水的破壞或損失的特性。危險(xiǎn)性評(píng)估是對(duì)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)遭受不同強(qiáng)度洪水的破壞的特性進(jìn)行定量評(píng)估分析。目前，對(duì)于洪災(zāi)危險(xiǎn)性評(píng)估的研究很多，萬君等[1]應(yīng)用GIS技術(shù)，通過研究洪災(zāi)危險(xiǎn)性和社會(huì)經(jīng)濟(jì)脆弱性，對(duì)湖北省洪災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評(píng)估；馬國(guó)斌等[2]借助自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)理論，用歸一化和層次分析法，對(duì)全國(guó)進(jìn)行了短時(shí)洪災(zāi)危險(xiǎn)性評(píng)估；潘安定等[3]對(duì)廣州市洪水災(zāi)害危險(xiǎn)性進(jìn)行了數(shù)字化分析，得到了各指標(biāo)對(duì)洪災(zāi)影響程度的柵格圖層。但評(píng)估中不確定信息的表示問題一直未得到很好的解決?；诖?，本文結(jié)合D數(shù)理論，給出了洪澇災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估過程的具體步驟。

2、D數(shù)理論

D數(shù)理論[4]是鄧勇在證據(jù)理論的基礎(chǔ)上提出的一種不確定性推理理論，。

定義1[4]設(shè)Ω是一個(gè)識(shí)別框架，對(duì)于映射D：Ω→[0，1]，滿足

，

則把映射D叫做D數(shù)，其中 是空集，A∈2Ω。

定義2[4] 設(shè)有兩個(gè)D數(shù)D1和D2，則 ，即：

D（b）=v （1）

其中 ，

其中 ， 。

定義3[4] D數(shù)融合法則： （2）

其中ωj為Dj的權(quán)重， 為 從小到大排序所對(duì)應(yīng)的下標(biāo)j.

定義4[4] D數(shù)的集成： （3）

3、基于D數(shù)理論的洪澇災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估過程

Step：1：建立風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系

本文結(jié)合湖南省的實(shí)際情況，建立了如下洪澇災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估指標(biāo)體系（見表1）。Step2：指標(biāo)體系的D數(shù)表示

首先我們需要確定一個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)，本文結(jié)合Khan[5]和Pun[6]的方法，將評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分為5個(gè)等級(jí)，分別為-2、-1、0、1、2，分別表示“高的負(fù)面影響”、“低的負(fù)面影響”、“無影響”、“低的正面影響”、“高的正面影響”。在此基礎(chǔ)上將各評(píng)價(jià)指標(biāo)用D數(shù)表示[7]。

Step3：D數(shù)融合

根據(jù)公式（1）-（2）將評(píng)級(jí)對(duì)象融合為一個(gè)D數(shù)。這里我們?cè)O(shè)定所有指標(biāo)的權(quán)重均為1。

Step4：計(jì)算洪澇災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)并排序

根據(jù)公式（3），計(jì)算出各地的I（D）并排序， I（D）越大，代表其洪災(zāi)危險(xiǎn)性越大。

3、實(shí)例研究

以湖南省為例，計(jì)算每個(gè)城市的洪災(zāi)脆弱性風(fēng)險(xiǎn)，并排序。

Step1：根據(jù)表1設(shè)定的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。請(qǐng)十位專家對(duì)湖南省14個(gè)地州市的各指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，并將結(jié)果用D數(shù)表示（見表3）。

Step2：根據(jù)公式（2）-（3）對(duì)每個(gè)城市的D數(shù)進(jìn)行融合，再通過公式（1）計(jì)算出每個(gè)城市的 ，結(jié)果見表3。

4、結(jié)論

本文在對(duì)當(dāng)前洪澇災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估總結(jié)的基礎(chǔ)上，針對(duì)評(píng)估中不確定信息的表示問題，提出了基于D數(shù)理論的洪澇災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估方法，建立了洪澇災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估指標(biāo)體系，并以湖南省14個(gè)地州市為例證明了方法的可行性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 萬君， 周月華， 王迎迎.基于 GIS 的湖北省區(qū)域洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法研究[ J ] .暴雨災(zāi)害， 2007

[2] 馬國(guó)斌， 蔣衛(wèi)國(guó)， 李京，等. 中國(guó)短時(shí)洪澇災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估與驗(yàn)證[J]. 地理研究， 2012， 31（1）：34-44.

[3] 潘安定， 劉會(huì)平， 陳碧珊，等. 廣州市洪水災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)初步研究[J]. 自然災(zāi)害學(xué)報(bào)， 2 1 （4）：2328.

[4] Deng Y.D numbers： Theory and Applications[J].Journal of Information and Computational Science， 2012，9（9）： 2421-2428.

[5] Khan M H， Fitzcharles K， Environmental management ？eld handbook for ruralroad improvement projects[M]， CARE International Bangladesh， Dhaka， 1998.

[6] Pun K F， Hui I K， Lewis W G， et al. A multiple-criteria environmental impact assessment for the plastic injection molding process： a methodology[J]. Journal of Cleaner Production， 2003， 11（1）：41-49.

[7] Deng X， Hu Y， Deng Y， et al. Environmental impact assessment based on D numbers[J]. Expert Systems with Applications An International Journal， 2014， 41（2）：635-643.

作者簡(jiǎn)介：

張雙雙 （1990—），女，漢族，籍貫：江蘇徐州，學(xué)歷學(xué)位：碩士研究生，單位：湖南科技大學(xué)，研究方向：數(shù)理統(tǒng)計(jì)與保險(xiǎn)