高精度洪水地圖助力洪水風(fēng)險(xiǎn)解決方案制定

趙喬彬 瑞士再保險(xiǎn)中國(guó)財(cái)產(chǎn)險(xiǎn)部

近年來(lái)，連續(xù)的超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)、降雨及地震災(zāi)害暴露出全球巨大的風(fēng)險(xiǎn)保障缺口，在亞洲地區(qū)缺口主要集中在風(fēng)暴和洪水。由于投保的逆選擇性，商業(yè)洪水保險(xiǎn)難以獲取且價(jià)格高昂。本文以美國(guó)國(guó)家洪水計(jì)劃、英國(guó)Flood Re互助洪水保險(xiǎn)為例，介紹了國(guó)際上一些政府和保險(xiǎn)公司合作的洪水風(fēng)險(xiǎn)解決方案。同時(shí)，運(yùn)用最新科技手段繪制高精度洪水地圖，保險(xiǎn)公司可以有效識(shí)別洪水淹沒(méi)區(qū)域，量化標(biāo)的物洪水風(fēng)險(xiǎn)大小，參考制定核保政策等。以瑞士再保險(xiǎn)集團(tuán)洪水地圖為例，本文從技術(shù)角度詳細(xì)介紹了以地形學(xué)方法為基礎(chǔ)的建模方法、洪水地圖特點(diǎn)及其主要應(yīng)用場(chǎng)景，供業(yè)內(nèi)交流。

?圖1-1（左） 2017年和2018年亞洲自然災(zāi)害保險(xiǎn)損失與未保險(xiǎn)損失對(duì)比（單位：十億美元）

?圖1-2（右） 2010—2019年亞洲保險(xiǎn)損失與未保險(xiǎn)損失對(duì)比（單位：十億美元）

一、引言

2018年，全球自然災(zāi)害和人為災(zāi)害保險(xiǎn)損失金額共計(jì)850億美元，為有記錄以來(lái)年保險(xiǎn)損失金額第四高的年份，其中自然災(zāi)害帶來(lái)的保險(xiǎn)損失約為760億美元。世界上許多地區(qū)都遭受了嚴(yán)重的天氣災(zāi)害和地震，其中北美洲損失約530億美元，主要來(lái)自于森林火災(zāi)、雷暴和颶風(fēng)，而亞洲尤其是日本則連續(xù)經(jīng)歷了超強(qiáng)降雨、臺(tái)風(fēng)及地震災(zāi)害，共造成170億美元的保險(xiǎn)損失。2019年，臺(tái)風(fēng)海貝斯和臺(tái)風(fēng)法茜襲擊日本，造成150億美元的保險(xiǎn)損失，為全球同期最高。

盡管市場(chǎng)資本充裕，但在極端災(zāi)害發(fā)生的年份，自然災(zāi)害的保障缺口依然巨大。在各類災(zāi)害損失種類之中，亞洲地區(qū)的保障缺口主要集中在風(fēng)暴和洪水。

相比于那些會(huì)對(duì)保險(xiǎn)行業(yè)造成嚴(yán)重?fù)p失的主要災(zāi)害類別，例如熱帶氣旋、地震、歐洲冬季風(fēng)暴等，次生災(zāi)害通常沒(méi)有被成熟（再）保險(xiǎn)市場(chǎng)監(jiān)控，也沒(méi)有單獨(dú)建立的巨災(zāi)模型。這其中既包含獨(dú)立發(fā)生的次生災(zāi)害，例如河流洪水、驟發(fā)洪水、暴雨、滑坡、森林火災(zāi)等，也包括由原生災(zāi)害帶來(lái)的次生災(zāi)害，例如颶風(fēng)引發(fā)的降雨、風(fēng)暴潮、海嘯等。

受全球氣候變暖的影響，越來(lái)越多的保險(xiǎn)損失來(lái)自于次生災(zāi)害。2018年，在自然災(zāi)害引起的保險(xiǎn)賠付中，有60%用于救助因次生災(zāi)害所影響的受災(zāi)人口，其中降雨災(zāi)害導(dǎo)致的損失達(dá)到了創(chuàng)紀(jì)錄水平，如2018年颶風(fēng)佛羅倫薩給美國(guó)南卡羅萊納州和北卡羅萊納州帶來(lái)了創(chuàng)紀(jì)錄的降雨量并引發(fā)洪水災(zāi)害。與此同時(shí)，日益加速的城市化進(jìn)程進(jìn)一步減少了排水渠道，在短時(shí)暴雨來(lái)臨時(shí)加重了洪水暴發(fā)的可能性。

盡管洪水災(zāi)害頻發(fā)，但洪水風(fēng)險(xiǎn)的保障缺口依然很大。由于洪水保險(xiǎn)投保存在逆選擇性，通常只有居住在洪水高風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)或者遭受過(guò)洪水損失的居民投保，純商業(yè)保險(xiǎn)形式不能有效分散風(fēng)險(xiǎn)，保險(xiǎn)公司承保政策謹(jǐn)慎且費(fèi)率很高。下面我們以美國(guó)和英國(guó)的經(jīng)驗(yàn)為例介紹洪水保險(xiǎn)的一些運(yùn)行模式。

二、美國(guó)：NFIP國(guó)家洪水保險(xiǎn)計(jì)劃

上世紀(jì)60年代，美國(guó)密西西比河流域洪水泛濫，聯(lián)邦政府財(cái)政支付大量資金用于災(zāi)后救助。對(duì)于處于泛濫平原、需要洪水保障的居民來(lái)說(shuō)，單純依靠商業(yè)保險(xiǎn)獲得的洪水保險(xiǎn)價(jià)格高昂，經(jīng)濟(jì)上不可持續(xù)。為此，在1968年，美國(guó)國(guó)會(huì)建立了國(guó)家洪水保險(xiǎn)計(jì)劃（National Flood Insurance Program,NFIP），面向居民按自愿投保方式提供個(gè)人洪水保險(xiǎn)。其目的主要有兩個(gè)：一是通過(guò)將一部分財(cái)產(chǎn)損失風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)移給聯(lián)邦政府的方式，實(shí)現(xiàn)商業(yè)洪水保險(xiǎn)的可獲得性；二是通過(guò)要求投保社區(qū)合作開(kāi)發(fā)和采用洪水地圖，制定和實(shí)施基于洪水地圖的泛濫平原管理標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)避和降低國(guó)家整體洪水風(fēng)險(xiǎn)。具體操作上，只有采納和執(zhí)行了上述洪水地圖和管理標(biāo)準(zhǔn)的地區(qū)居民才能夠購(gòu)買(mǎi)到該洪水保險(xiǎn)，從而實(shí)現(xiàn)了上述兩個(gè)目的的達(dá)成。

?圖2 美國(guó)NFIP洪水地圖（查詢紐約曼哈頓地區(qū)為例）

作為泛濫平原管理標(biāo)準(zhǔn)的一部分，NFIP的管理機(jī)構(gòu)面向公眾提供全國(guó)性洪水風(fēng)險(xiǎn)地圖。由于歷史數(shù)據(jù)完整性和精確度不同，各地區(qū)洪水地圖有所差異，最早的地區(qū)自上世紀(jì)80年代開(kāi)始開(kāi)發(fā)使用洪水地圖，多數(shù)地區(qū)也已使用地圖15到20年。該地圖標(biāo)注了100年回歸期，即每年1%損失發(fā)生概率的洪水區(qū)域范圍（Special Flood Hazard Area,SFHA），通過(guò)地址查詢可獲取每個(gè)定位點(diǎn)的洪水風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，并以此為根據(jù)選擇相應(yīng)的洪水保險(xiǎn)產(chǎn)品。

對(duì)于參加了NFIP且位于SFHA區(qū)域的居民，必須購(gòu)買(mǎi)洪水保險(xiǎn)才能申請(qǐng)獲得聯(lián)邦抵押貸款；而沒(méi)有參加NFIP的地區(qū)居民，將面臨難以取得聯(lián)邦抵押貸款，甚至無(wú)法獲得聯(lián)邦災(zāi)后救助的困境。

2018年1—10月，NFIP提供了510萬(wàn)張洪水保單，總保額超過(guò)1.3萬(wàn)億美元，年保費(fèi)約36億美元，每年減少洪水損失估計(jì)達(dá)18.7億美元。瑞士再保險(xiǎn)作為NFIP再保險(xiǎn)合約首席再保人，提供承保能力支持。

三、英國(guó)：Flood Re互助再保險(xiǎn)

洪水災(zāi)害一直給英國(guó)帶來(lái)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)問(wèn)題，近期的如2015年末至2016年初發(fā)生于英格蘭北部和蘇格蘭地區(qū)的洪水，對(duì)當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)和居民造成了毀滅性的影響。自2000年起，英國(guó)政府和保險(xiǎn)公司合作，尋求找到為民眾提供可獲得且價(jià)格可承受的洪水保險(xiǎn)方式。2013年，互助再保險(xiǎn)公司Flood Re成立，旨在為保險(xiǎn)公司提供按固定費(fèi)率補(bǔ)貼的洪水再保險(xiǎn)保障，其本身預(yù)期每年承保經(jīng)營(yíng)結(jié)果虧損，通過(guò)向所有家財(cái)險(xiǎn)保險(xiǎn)公司征收每年1.8億英鎊稅費(fèi)的方式作財(cái)務(wù)支持。

Flood Re洪水保險(xiǎn)項(xiàng)目自2016年開(kāi)始啟動(dòng)，每一個(gè)提供家財(cái)險(xiǎn)的保險(xiǎn)公司可以選擇將家財(cái)險(xiǎn)保單中的洪水風(fēng)險(xiǎn)按固定價(jià)格再保分出給Flood Re。Flood Re設(shè)計(jì)項(xiàng)目期限為25年，計(jì)劃到2039年實(shí)現(xiàn)建立按實(shí)際風(fēng)險(xiǎn)定價(jià)且價(jià)格可承受的洪水保險(xiǎn)市場(chǎng)目標(biāo)。Flood Re洪水保險(xiǎn)營(yíng)運(yùn)至今，已有25萬(wàn)居民的房產(chǎn)從中獲益，具體體現(xiàn)在：消費(fèi)者可從更多渠道挑選更多種類的洪水保險(xiǎn)；曾經(jīng)無(wú)法獲得洪水風(fēng)險(xiǎn)保障的居民如今可以購(gòu)買(mǎi)到洪水保險(xiǎn)；曾經(jīng)遭受過(guò)洪水損失的居民可以從更多的保險(xiǎn)公司獲得報(bào)價(jià)；洪水保險(xiǎn)保費(fèi)整體降低；對(duì)過(guò)往洪水賠案保單續(xù)保限制保費(fèi)漲幅；等等。截至2019年底，F(xiàn)lood Re年銷售16萬(wàn)張保單。

與此同時(shí)，F(xiàn)lood Re將其承保的洪水風(fēng)險(xiǎn)再保險(xiǎn)分出，購(gòu)買(mǎi)了年損失賠償限額21億英鎊的再保險(xiǎn)保障。自Flood Re籌備之初，瑞士再保險(xiǎn)提供了包括洪水地圖、瑞士再保險(xiǎn)自有巨災(zāi)定價(jià)模型、理賠管理等在內(nèi)的全方位深度技術(shù)服務(wù)，并作為主要再保人提供再保險(xiǎn)承保能力支持。

四、瑞士再保險(xiǎn)：高精度洪水地圖

相比于臺(tái)風(fēng)、地震風(fēng)險(xiǎn)，洪水風(fēng)險(xiǎn)局地性更強(qiáng)，受具體地勢(shì)、距離、上游集水區(qū)等多種因素影響，有效的洪水風(fēng)險(xiǎn)大小識(shí)別必須依賴于高精度的洪水地圖。

瑞士再保險(xiǎn)集團(tuán)于2012年率先在業(yè)內(nèi)推出了全球洪水地圖（GFZ1），隨后在2014年對(duì)主要河流區(qū)域精度進(jìn)行關(guān)鍵性提升，在2018年再次更新后采用30m×30m精度的數(shù)字表面模型（Digital Surface Model,DSM）為風(fēng)險(xiǎn)暴露計(jì)算基礎(chǔ)的最新全球洪水地圖（GFZ3）。在美國(guó)和歐洲地區(qū)，地圖精度達(dá)到了商業(yè)使用中的最高精度5m×5m。

該洪水地圖（GFZ3）以商業(yè)使用可獲得的最準(zhǔn)確高程數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，將高精度的LiDAR數(shù)據(jù)融合到了全球范圍統(tǒng)一的30m精度數(shù)據(jù)，顯著提高了數(shù)據(jù)質(zhì)量和地圖精度，并對(duì)全球的洪水地圖進(jìn)行了重新計(jì)算。新地圖覆蓋除亞馬遜流域、剛果河流域、西伯利亞、新西蘭、南北緯60度以上之外的全球所有區(qū)域（圖3藍(lán)色區(qū)域），能對(duì)全球幾乎任意地址進(jìn)行詳細(xì)洪水災(zāi)害分析，進(jìn)而提供洪水保險(xiǎn)解決方案。

瑞士再保險(xiǎn)最新洪水地圖（GFZ3）主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

1.更高的地圖精度和分辨率

瑞士再保險(xiǎn)洪水地圖采用世界先進(jìn)的Intermap公司的NEXTMapWorld數(shù)字表面模型（圖4），支持全球范圍內(nèi)30m×30m的高精度分辨率，能夠更加準(zhǔn)確地描繪河流位置及可淹沒(méi)洪水區(qū)域。美國(guó)和歐洲地區(qū)達(dá)到更高的5m×5m基礎(chǔ)分辨率。圖5展示了瑞士再保險(xiǎn)洪水地圖新舊版本對(duì)比，左邊是舊版本GFZ2，右邊是新版本GFZ3，很明顯，由于新版本分辨率更高，因而顯示洪水淹沒(méi)區(qū)域的范圍變小。

?圖3 瑞士再保險(xiǎn)最新洪水地圖（GFZ3）支持區(qū)域

?圖4 Intermap's NEXTMap World數(shù)字表面模型

?圖5 新舊版本洪水地圖比較（以廣州地區(qū)為例）

2.基于垂直距離、水平距離以及上游集水區(qū)的地形學(xué)方法的洪水風(fēng)險(xiǎn)模型

詳見(jiàn)圖6。

3.全面的質(zhì)量保證

GFZ3洪水地圖將河流分布圖與衛(wèi)星圖像校正，確保了河流位置的準(zhǔn)確性。

4.納入高分辨率的全球水平面圖層

實(shí)現(xiàn)永久性水災(zāi)地區(qū)均位于50年洪水回歸期區(qū)域。

如前所述，由于洪水保險(xiǎn)投保的逆選擇性和洪水風(fēng)險(xiǎn)難以評(píng)估，保險(xiǎn)行業(yè)對(duì)于洪水保險(xiǎn)承保持相對(duì)謹(jǐn)慎態(tài)度。借助洪水地圖，保險(xiǎn)公司可以從以下幾個(gè)方面有效管理洪水風(fēng)險(xiǎn)：

識(shí)別全球范圍內(nèi)承保標(biāo)的的洪水風(fēng)險(xiǎn)，特別是對(duì)位于中國(guó)境外風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)的進(jìn)行保前查勘；

量化洪水風(fēng)險(xiǎn)大小，以損失回歸期的形式直觀圖像顯示；

以高精度地圖支撐，精確統(tǒng)計(jì)區(qū)域范圍內(nèi)的洪水風(fēng)險(xiǎn)暴露情況；

為保險(xiǎn)公司制定洪水風(fēng)險(xiǎn)部分的核保政策提供參考；

查看全球歷史洪水事件的損失情況。

與此同時(shí)，結(jié)合全球洪水定價(jià)模型，保險(xiǎn)公司還可以按特定需求設(shè)計(jì)各類定制化洪水保險(xiǎn)產(chǎn)品和風(fēng)險(xiǎn)解決方案。

?圖6 洪水風(fēng)險(xiǎn)模型

?圖7 瑞士再保險(xiǎn)中國(guó)洪水風(fēng)險(xiǎn)地圖GFZ3（以武漢市為例）