風暴潮災害風險制圖研究

石先武 國志興 譚 駿 高 廷 邸香平

1 自然資源部海洋減災中心，北京，100194 2 中國資源衛(wèi)星應(yīng)用中心，北京，100094 3 中國地圖出版社，北京，100054

中國是世界上受風暴潮災害影響最嚴重的國家之一。風暴潮災害影響范圍廣、發(fā)生頻率高、損失大，已成為威脅中國沿海人民生命財產(chǎn)安全和制約沿海經(jīng)濟發(fā)展的重要災害之一［1，2］。據(jù)統(tǒng)計，2011—2020年，風暴潮災害導致中國沿海各地直接經(jīng)濟損失808.21 億元，死亡（含失蹤）31 人［3］。2011年日本“3.11”地震大海嘯之后，中國啟動了海洋災害風險評估和區(qū)劃工作，風暴潮被列為最主要的災種，旨在開展國家、省、縣三級尺度的風暴潮災害風險評估和區(qū)劃，摸清中國沿海地區(qū)風暴潮災害風險分布。多尺度、精細化的風暴潮災害風險圖是該項工作的最重要成果之一，通過制定風暴潮災害風險制圖規(guī)范，保證海洋災害風險評估和區(qū)劃成果的科學性、適用性、可靠性，形成全國沿海地區(qū)統(tǒng)一的風暴潮災害風險評估成果，為沿海海洋行政主管部門應(yīng)對海洋災害提供決策支撐，以有效減輕沿海地方海洋災害風險，減少海洋災害導致的人員傷亡和財產(chǎn)損失。

災害風險圖是通過可視化的手段將風險評估結(jié)果以地圖形式多角度地展示出來，不僅有十分顯著的社會經(jīng)濟效益，還能為風險評估成果的應(yīng)用提供強有力的科學支撐［4，5］。中國先后出版了《中國自然災害系統(tǒng)地圖集》［6］《中國自然災害風險地圖集》［7］以及World Atlas of Natural Disaster Risk［8］。 這 些 地圖集科學地展示了中國和世界上主要國家自然災害及其風險分布的時空格局，形成了一整套自然災害風險制圖的理論框架和應(yīng)用體系。風暴潮災害風險制圖屬于單災種風險制圖范疇，旨在通過規(guī)范化的地圖信息表達，兼顧科學性和藝術(shù)性地展示風暴潮災害風險的空間分布格局及風險等級大小。本文從社會公眾、海洋防災減災管理者和保險公司3個角度闡述了風暴潮災害風險圖的用途，分析了國家、省、縣三級尺度風暴潮災害風險圖的制圖內(nèi)容，提出了一套風暴潮災害風險圖的色彩和符號設(shè)計方案，并對未來風暴潮災害風險制圖研究方向進行了展望，可為風暴潮災害風險評估工作成果的規(guī)范化和標準化提供參考。

1 風暴潮災害風險圖的用途

風暴潮災害風險圖是風暴潮災害風險信息最重要的載體。對普通公眾和海洋防災減災行政管理人員來說，風暴潮災害風險底圖能發(fā)揮不同的用途，如圖1 所示。對于社會公眾來說，普通公眾可以通過風暴潮災害風險地圖了解所在區(qū)域的風暴潮災害風險，掌握必備的風暴潮災害應(yīng)急避災常識；社區(qū)層面可基于風暴潮災害風險地圖開展科普宣傳和日常風暴潮災害應(yīng)急演練，同時可將其作為風暴潮災害應(yīng)急期間人員應(yīng)急疏散的參考依據(jù)。對于防災減災管理者而言，風暴潮災害風險圖可以在涉?？臻g規(guī)劃編制、風暴潮災害期間災害影響預判、風暴潮災害應(yīng)急預案制定和沿海重點工程選址等方面發(fā)揮重要作用。對于保險公司來說，風暴潮災害風險圖是風險轉(zhuǎn)移的重要工具，可為保險公司開展沿海標的物費率厘定提供重要參考依據(jù)。

圖1 風暴潮災害風險圖的用途Fig.1 Applications of Storm Surge Disaster Risk Map

2 風暴潮災害風險制圖內(nèi)容

依據(jù)風暴潮災害風險評估應(yīng)用目標、評估對象、評估內(nèi)容和評估單元的不同［9］，風暴潮災害風險制圖可分為國家、省、縣三級尺度，不同空間尺度采用的地圖比例尺見表1。國家、省、縣三級尺度風暴潮災害風險圖的建議制圖比例尺分別為1∶100 萬、1∶25 萬、1∶1萬，不同尺度下的風暴潮災害風險制圖內(nèi)容見表2［10］。從國家尺度、省尺度到縣尺度，風暴潮災害風險評估成果的應(yīng)用目標服務(wù)對象從宏觀到微觀，評估的空間單元越來越細，評估的內(nèi)容越來越豐富，評估的技術(shù)方法也越來越復雜。風暴潮災害風險制圖的核心在于以基礎(chǔ)地理信息要素為底圖，合理突出災害風險專題要素，通過符號設(shè)計、色彩設(shè)計等手段向用圖者傳遞風暴潮災害風險等級和風險分布信息［11］。風暴潮災害風險圖制圖信息傳輸過程如圖2 所示，它是基于風暴潮災害風險信息，結(jié)合制圖者的地圖認知，通過符號和色彩向用圖者傳達關(guān)心區(qū)域的風暴潮災害風險信息。

表1 不同空間尺度采用的地圖比例尺Tab.1 Map Scales Used at Different Spatial Scales

表2 風暴潮災害風險評估制圖內(nèi)容Tab.2 Mapping Content of Storm Surge Disaster Risk Assessment

圖2 風暴潮災害風險圖制圖信息傳輸過程Fig.2 Transmitting Process of Mapping Information of Storm Surge Disaster Risk Map

3 風暴潮災害風險圖色彩和符號設(shè)計

風暴潮災害風險地圖符號主要表征風暴潮災害發(fā)生的位置、致災因子類型以及承災體的類別，而色彩用于凸顯風暴潮災害發(fā)生的頻率、強度及空間分異規(guī)律。風暴潮災害風險圖的色彩既要有對比又不宜過多過重，用較少的色彩清晰地表達風險信息的內(nèi)容層次、相互關(guān)系與分布規(guī)律。依據(jù)風暴潮災害的危險性、脆弱性和風險程度選用紅、橙、黃、藍四色表示由重到輕不同的級別，色系和色值選擇見表3。風暴潮災害風險圖的符號色彩設(shè)計有類別與等級之分，又有質(zhì)底設(shè)色與裝飾設(shè)色。當多類點狀符號為主、整體色彩基本一致時，可將高等級、需要突出的要素改為暖色。對于質(zhì)底設(shè)色、分層設(shè)色，其色差值隨圖面對應(yīng)區(qū)域的面積大小而變化，圖面面積較小時需要加深用色，反之減淡用色。統(tǒng)計類符號用色沒有嚴格的規(guī)定，可以根據(jù)結(jié)構(gòu)的繁簡、分級的多少、底色的深淺、圖幅間用色的對比來選擇，以達到科學美觀的目的。

表3 風暴潮災害致災因子危險性、承災體脆弱性和風險色彩設(shè)計Tab.3 Design of Risk of Storm Surge Disaster Hazard Factors，Vulnerability of Hazard-Bearing Body and Risk Colors

根據(jù)風暴潮災害風險制圖表達需要，風暴潮災害風險圖為了突出風暴潮災害的影響，有時會顯示一些受風暴潮災害影響嚴重的重要承災體，包括學校、醫(yī)院、避難場所、物資儲備庫等。風暴潮災害應(yīng)急疏散圖是一類具有實際應(yīng)用價值的特殊風險圖，它是在風暴潮淹沒范圍及水深分布的基礎(chǔ)上，考慮交通路網(wǎng)、避災點、居民點等信息的分布，確定需要疏散的地區(qū)居民和可通達的道路，將受風暴潮災害影響的居民疏散到安全避災點，標識出可行的人員疏散方向和路徑，本文提出的風暴潮災害承災體和應(yīng)急疏散相關(guān)要素的符號設(shè)計方案如表4 所示。

表4 風暴潮災害風險圖典型符號設(shè)計Table 4 Design of Typical Symbols of Storm Surge Disaster Risk Map

4 結(jié)束語

災害風險研究的定量化、模型化、系統(tǒng)化是未來研究的重點，災害風險制圖必須智能化才能滿足災害風險管理的需求。隨著風暴潮風險評估技術(shù)的發(fā)展，風暴潮災害風險圖的類別和形式更加多樣化，風暴潮災害風險圖作為風暴潮災害風險信息的重要載體，如何兼顧區(qū)域地理環(huán)境要素，通過合理的色彩和符號形式突出風暴潮災害風險信息是風險制圖中需要解決的難點。風暴潮災害風險圖是涉及海洋學、地理學和信息學等多學科的地圖成果，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和地圖制作模式的創(chuàng)新使得基于互聯(lián)網(wǎng)平臺的風暴潮災害風險地圖制作成為可能，如何基于實時的風暴潮災害預警信息，實現(xiàn)快速、精確的動態(tài)風暴潮災害風險圖制作，是未來風暴潮災害風險制圖研究的重點。