CN115169771A - 一种洪涝灾害影响下的交通网效率受损快速评估方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种洪涝灾害影响下的交通网效率受损快速评估方法，包括获取降雨预测结果；提取洪涝淹没范围；建立洪涝淹没范围内的降雨区域的地质灾害风险背景场；判别受到洪涝灾害影响的受灾区域以及该受灾区域受到洪涝灾害影响的结果；将受灾区域受到洪涝灾害影响的结果与交通路网数据进行融合分析，获取所述受灾区域因洪涝灾害引发的道路损毁、阻隔的规模及程度信息。本发明提出了“短临天气预报‑洪灾风险评估‑地质灾害评估‑交通受损评估”的灾后应急处置方法，并基于获取的灾情信息组织气象、灾害、交通等各行各业的专家，协同开展应急会商，充分发挥专业优势，强化灾害链式过程的预测与分析，制定灾后应急预案并提交主管部门以供决策。

Description

一种洪涝灾害影响下的交通网效率受损快速评估方法
技术领域
本发明涉及洪涝灾害影响下的交通网效率受损评估技术领域，具体为一种洪涝灾害影响下的交通网效率受损快速评估方法。
背景技术
洪涝作为强降雨或持续降雨而导致低洼地区溃水或淹没的一种自然现象，是世界上最主要的自然灾害之一。洪涝灾害对人民生命财产安全和社会稳定造成严重威胁，制约着我国经济社会的长期可持续发展。洪涝灾害发生后，快速准确地获取降水时空演化、洪水淹没范围、次生地质灾害分布等灾情信息，对灾后应急处置具有极其重要的意义。传统以人工采集为主的洪涝监测方法存在覆盖范围小、人力成本和时间成本较高等缺点，难以满足洪涝应急救灾的需要，遥感技术以其数据获取方便、时空分辨率高、数据覆盖范围广等优点逐渐成为洪涝灾害监测的主要手段，但是目前关于洪涝灾害遥感监测的研究大部分停留在对洪水淹没范围的单一要素提取，没有充分利用气象数据、地质灾害点、交通路网等信息进行综合分析与融合，进而实现“洪涝动态-地质灾害-交通受损”的全链条灾害预测与评估。
发明内容
本发明的目的在于提供一种洪涝灾害影响下的交通网效率受损快速评估方法，本发明面向大范围洪涝灾害灾情信息快速获取的需求，提出了“短临天气预报-洪灾风险评估-地质灾害评估-交通受损评估”的灾后应急处置方法。
本发明提供了一种洪涝灾害影响下的交通网效率受损快速评估方法，包括以下步骤：
获取降雨预测结果；
提取洪涝淹没范围，根据所述降雨预测结果构建位于洪涝淹没范围内的降雨区域的实时降水背景场，根据降雨区域的实时降水背景场实现对洪涝灾害风险的洪涝淹没范围的实时评估；
建立所述洪涝淹没范围内的降雨区域的地质灾害风险背景场，并结合所述降雨区域地质灾害调查结果，实现对洪涝淹没范围内的降雨区域的次生灾害风险评估；
利用洪涝灾害风险的洪涝淹没范围的实时评估以及洪涝淹没范围内的降雨区域的次生灾害风险评估的数据，判别受到洪涝灾害影响的受灾区域以及该受灾区域受到洪涝灾害影响的结果；
将所述受灾区域受到洪涝灾害影响的结果与交通路网数据进行融合分析，获取所述受灾区域因洪涝灾害引发的道路损毁、阻隔的规模及程度信息，并对交通路网的连通性、有效性进行分析，评估交通路网受灾害影响产生的损毁与阻断情况。
优选的，所述获取降雨预测结果包括利用高时空分辨率水汽和降水短临预报产品，协调气象部门获取气象数据资料，同时根据地形地貌对气象的影响，推断天气系统演化过程，预测降水数据。
优选的，根据所述降雨预测结果做短临天气预报，并根据实时气象数据和天气状况对所述短临天气预报做实时修正、更新。
优选的，所述气象数据资料包括卫星云图、风、气压、温度。
优选的，所述降水数据包括降水时刻、降水强度、降水区域。
优选的，所述提取洪涝淹没范围的方法包括利用卫星雷达、光学影像及无人机中的一种或多种获取。
优选的，建立所述地质灾害风险背景场包括：
收集所述洪涝淹没范围内的降雨区域的灾害因子数据，所述灾害因子数据包括地质岩性、地形地貌、水文、人类活动；
依据所述洪涝淹没范围内的降雨区域的灾害因子数据建立地质灾害风险背景场。
优选的，所述降雨区域地质灾害调查结果包括所述降雨区域过往共发生的地质灾害。
优选的，对所述洪涝灾害风险的洪涝淹没范围的实时评估包括：
根据所述降雨区域的近实时降水背景场，并结合所述降雨区域的地形信息，分析研判该降雨区域的洪涝灾害的发展趋势，以及会受到该降雨区域的洪涝灾害影响的其他区域。
优选的，实现所述降雨区域的次生灾害风险评估包括以下步骤：
制作所述降雨区域的次生灾害易发性专题图；
依据所述降雨区域的次生灾害易发性专题图分析、评估本轮降雨使所述降雨区域诱发次生灾害的概率。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明面向大范围洪涝灾害灾情信息快速获取的需求，提出了“短临天气预报-洪灾风险评估-地质灾害评估-交通受损评估”的灾后应急处置方法，并基于获取的灾情信息组织气象、灾害、交通等各行各业的专家，协同开展应急会商，充分发挥专业优势，强化灾害链式过程的预测与分析，制定灾后应急预案并提交主管部门以供决策。本发明提供了一套洪涝灾害下地质灾害及交通网受损快速应急评估新思路，具有很好的普适性，适合同类灾害发生时的推广应用。该体系中采用的各中技术方法时效性高，结果可靠，在灾害发生后能够做到快速响应，从而减少灾害带来的损失。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明提出的大范围洪涝灾害影响下的交通网效率受损快速评估方法流程图；
图2为2021年河南省特大暴雨灾害期间全国累计降雨量时空分布变化示意图；
图3为采用哨兵1号、高分3号卫星遥感影像获取的2021年7月20日暴雨后河南省洪涝淹没情况；
图4为河南省过往共发生地质灾害，用来绘制本轮暴雨条件下河南省地质灾害易发性图；
图5为基于遥感影像识别的洪涝水体2021年7月20日河南省骨干交通网连通性分析结果。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
实施例
如图1所示，本实施例提供了一种洪涝灾害影响下的交通网效率受损快速评估方法，包括以下步骤：
获取降雨预测结果，获取降雨预测结果包括利用高时空分辨率水汽和降水短临预报产品，协调气象部门获取气象数据资料，气象数据资料包括卫星云图、风、气压、温度，同时根据地形地貌对气象的影响，推断天气系统演化过程，预测降水数据，降水数据包括降水时刻、降水强度、降水区域。根据降雨预测结果做短临天气预报，并根据实时气象数据和天气状况对短临天气预报做实时修正、更新。
提取洪涝淹没范围，提取洪涝淹没范围的方法包括利用卫星雷达、光学影像及无人机中的一种或多种获取，根据降雨区域的实时降水背景场实现对洪涝灾害风险的洪涝淹没范围的实时评估。
对洪涝灾害风险的洪涝淹没范围的实时评估包括：
根据降雨区域的近实时降水背景场，并结合降雨区域的地形信息，分析研判该降雨区域的洪涝灾害的发展趋势，以及会受到该降雨区域的洪涝灾害影响的其他区域。结合降雨区域的地形信息，分析研判该降雨区域的洪涝灾害的发展趋势，以及会受到该降雨区域的洪涝灾害影响的其他区域，实现洪涝灾害风险近实时评估；
构建洪涝淹没范围内的降雨区域的地质灾害风险背景场，构建地质灾害风险背景场包括收集洪涝淹没范围内的降雨区域的灾害因子数据，灾害因子数据包括地质岩性、地形地貌、水文、人类活动，并结合降雨区域地质灾害调查结果，降雨区域地质灾害调查结果包括降雨区域过往共发生的地质灾害，实现降雨区域的次生灾害风险评估。
实现降雨区域的次生灾害风险评估包括以下步骤：
制作降雨区域的次生灾害易发性专题图；
依据降雨区域的次生灾害易发性专题图分析、评估本轮降雨使降雨区域诱发次生灾害的概率。
利用洪涝灾害风险近实时评估的数据以及降雨区域的次生灾害风险评估的数据，判别受到洪涝灾害影响的受灾区域以及该受灾区域受到洪涝灾害影响的结果，将受灾区域受到洪涝灾害影响的结果与交通路网数据进行融合分析，获取受灾区域因洪涝灾害引发的道路损毁、阻隔的规模及程度信息，并对交通路网的连通性、有效性进行分析，以评估交通路网受灾害影响产生的损毁与阻断情况。
利用本发明中的评估系统可以实现获取洪涝灾情的实时资料，专家可根据该洪涝灾情的实时资料进行灾情的风险评估，各个部门根据评估结果制定应对洪涝灾情的应急预案，并根据洪涝灾情的评估数据进行洪涝灾情的救援指导。
如图2-5，以2021年河南省特大暴雨灾害为例对本发明的详细流程进行附图说明：
图2为2021年7月18日至24日ECMWF欧洲中期天气预报中心全国累计降雨量分布变化图，根据图2的天气预报中心的降雨量分布图可预测河南省的降水时刻、降水强度、降水区域，做河南省的短临天气预报，并根据天气预报中心的的最新数据和天气状况对河南省的短临预报做出实时修正和更新。
图3为采用哨兵1号、高分3号卫星遥感影像获取的2021年7月20日暴雨后河南省洪涝淹没情况，根据图3可提取河南省洪涝淹没范围，根据降雨预测结果构建位于河南省洪涝淹没范围内的降雨区域的近实时降水背景场，结合河南省降雨区域的地形信息，分析研判河南省降雨区域的洪涝灾害的发展趋势，以及会受到河南省该降雨区域的洪涝灾害影响的河南省其他区域的洪涝灾害风险近实时评估。
图4为河南省通过地质调查发现的地质灾害点，用来绘制本轮暴雨条件下河南省地质灾害易发性图。获取河南省的灾害因子数据，包括地质岩性、地形地貌、水文、人类活动。结合图4采用深度学习方法评估降雨区域的次生灾害发生概率，制作降雨区域的次生灾害易发性专题图，通过次生灾害易发性的时空演化，进而评估本轮降雨使所述降雨区域诱发次生灾害的风险，实现降雨区域的次生灾害风险评估。
图5为基于2021年7月20日遥感影像识别的洪涝水体绘制的河南省骨干交通网连通性分析结果。根据图3得到的洪涝灾害风险近实时评估信息以及图 4得到的降雨区域次生灾害风险评估信息，得到河南省受到洪涝灾害影响的受灾区域以及影响结果，依据时空数据融合，将受到洪涝灾害影响的区域与河南省骨干交通网路数据进行融合，获取河南省受灾区域因洪涝灾害引发的道路损毁、阻隔的规模及程度信息，并对交通路网的连通性、有效性进行分析，以评估交通路网受灾害影响产生的损毁与阻断情况。
最后说明的是：以上公开的仅为本发明的一个具体实施例，但是，本发明应用并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种洪涝灾害影响下的交通网效率受损快速评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取降雨预测结果；
提取洪涝淹没范围，根据所述降雨预测结果构建位于洪涝淹没范围内的降雨区域的实时降水背景场，根据降雨区域的实时降水背景场实现对洪涝灾害风险的洪涝淹没范围的实时评估；
建立所述洪涝淹没范围内的降雨区域的地质灾害风险背景场，并结合所述降雨区域地质灾害调查结果，实现对洪涝淹没范围内的降雨区域的次生灾害风险评估；
利用洪涝灾害风险的洪涝淹没范围的实时评估以及洪涝淹没范围内的降雨区域的次生灾害风险评估的数据，判别受到洪涝灾害影响的受灾区域以及该受灾区域受到洪涝灾害影响的结果；
将所述受灾区域受到洪涝灾害影响的结果与交通路网数据进行融合分析，获取所述受灾区域因洪涝灾害引发的道路损毁、阻隔的规模及程度信息，并对交通路网的连通性、有效性进行分析，评估交通路网受灾害影响产生的损毁与阻断情况。
2.根据权利要求1所述的一种洪涝灾害影响下的交通网效率受损快速评估方法，其特征在于：所述获取降雨预测结果包括利用高时空分辨率水汽和降水短临预报产品，协调气象部门获取气象数据资料，同时根据地形地貌对气象的影响，推断天气系统演化过程，预测降水数据。
3.根据权利要求2所述的一种洪涝灾害影响下的交通网效率受损快速评估方法，其特征在于：根据所述降雨预测结果做短临天气预报，并根据实时气象数据和天气状况对所述短临天气预报做实时修正、更新。
4.根据权利要求2所述的一种洪涝灾害影响下的交通网效率受损快速评估方法，其特征在于：所述气象数据资料包括卫星云图、风、气压、温度。
5.根据权利要求2所述的一种洪涝灾害影响下的交通网效率受损快速评估方法，其特征在于：所述降水数据包括降水时刻、降水强度、降水区域。
6.根据权利要求1所述的一种洪涝灾害影响下的交通网效率受损快速评估方法，其特征在于：所述提取洪涝淹没范围的方法包括利用卫星雷达、光学影像及无人机中的一种或多种获取。
7.根据权利要求1所述的一种洪涝灾害影响下的交通网效率受损快速评估方法，其特征在于：建立所述地质灾害风险背景场包括：
收集所述洪涝淹没范围内的降雨区域的灾害因子数据，所述灾害因子数据包括地质岩性、地形地貌、水文、人类活动；
依据所述洪涝淹没范围内的降雨区域的灾害因子数据建立地质灾害风险背景场。
8.根据权利要求1所述的一种洪涝灾害影响下的交通网效率受损快速评估方法，其特征在于：所述降雨区域地质灾害调查结果包括所述降雨区域过往共发生的地质灾害。
9.根据权利要求1所述的一种洪涝灾害影响下的交通网效率受损快速评估方法，其特征在于：对所述洪涝灾害风险的洪涝淹没范围的实时评估包括：
根据所述降雨区域的近实时降水背景场，并结合所述降雨区域的地形信息，分析研判该降雨区域的洪涝灾害的发展趋势，以及会受到该降雨区域的洪涝灾害影响的其他区域。
10.根据权利要求1所述的一种洪涝灾害影响下的交通网效率受损快速评估方法，其特征在于：实现所述降雨区域的次生灾害风险评估包括以下步骤：
制作所述降雨区域的次生灾害易发性专题图；
依据所述降雨区域的次生灾害易发性专题图分析、评估本轮降雨使所述降雨区域诱发次生灾害的概率。
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