[发明专利]洪水危险性的区划和时空演变规律的研究方法

权利要求书

1.一种洪水危险性的区划和时空演变规律的研究方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、构建研究区域的大尺度区域洪水危险性评估指标体系：针对于研究区域，从致灾因子和孕灾环境两个方面选取出多个评估指标，并获取各个评估指标的评估指标空间分布图；

S2、采用层次分析法求解各个评估指标的权重；

将洪水危险性划分为K个危险性等级，利用云模型确定出各个评估指标在K个危险性等级下的隶属度；

S3、将各个评估指标位于相同危险性等级下的权重和隶属度进行加权求和，得到K个危险性等级分别对应的综合隶属度分布图层；

S4、采用秩特征值对各个综合隶属度分布图层进行洪水危险性的级别区划，得到对应的风险区划图；

S5、针对于不同时期的研究区域，从气候变化和土地利用类型变化两个方面分别选取出相关的评估指标空间分布图，通过如上步骤S2～S4得到对应的风险区划图；

将不同时期下的风险区划图进行比对，得出洪水灾害的时空演变规律。

2.根据权利要求1所述的洪水危险性的区划和时空演变规律的研究方法，其特征在于，从致灾因子方面选取出的评估指标包括：最大一天降雨量M1DP、年平均暴雨天数AvSD，暴雨具体是指降雨量大于50mm，最大一天降雨量M1DP和年平均暴雨天数AvSD用于反映降雨量的强度和持续时间；

从孕灾环境方面选取出评估指标包括：数字高程模型DEM、坡度Slope、到河流的距离DTR、土壤类型ST和径流系数RC，

其中，当数字高程模型的高程越低，研究区域的洪水危险性越高；当坡度越缓，研究区域的洪水危险性越高；当到河流的距离越短，研究区域的洪水危险性越高；土壤类型用于反映研究区域的不同土地利用类型下土壤的渗透能力；当径流系数的数值越大，对应土地利用类型的土壤的下渗能力越弱。

3.根据权利要求2所述的洪水危险性的区划和时空演变规律的研究方法，其特征在于，在步骤S2中，采用层次分析法求解各个评估指标的权重，过程如下：

步骤1、根据T个评估指标，将洪水危险性问题分解为多个层次和因素，构建得到层次结构，其中，因素为评估指标，中间层的因素从属于上一层因素或者对上一层因素有影响，同时又支配下一层的因素或者受到下一层因素的作用；

步骤2、将不同评估指标的重要程度进行两两比较，按两两比较的结果构造出判断矩阵，其中，采用1～9标度表示评估指标的相对重要性，具体如下：

a_pq＝1表示当前中间层的因素p与因素q对上一层因素的重要性相同，a_pq为因素p相对于因素q的重要性；

a_pq＝3表示元素p比元素q略重要；

a_pq＝5表示元素p比元素q重要；

a_pq＝7表示元素p比元素q重要得多；

a_pq＝9表示元素p比元素q的极其重要；

a_pq＝2n，n＝1,2,3,4，表示元素p与q的重要性介于a_pq＝2n-1与a_pq＝2n+1之间；

a_pq＝1/n，n＝1,2,...,8,9，当且仅当a_qp＝n；其中，a_pq与a_qp互成倒数，a_pq＝1/n，表示元素p比元素q没那么重要；a_qp＝n，表示元素q比元素p重要；若a_pq＝1/n，则相当于a_qp＝n，二者表达的含义是一致的；

步骤3、对判断矩阵进行一致性检验：

计算衡量判断矩阵的不一致程度指标CI和平均随机一致性指标RI；

其中，RI通过查表得到；CI计算公式为：

在公式中，λ_max(A)为成对对比矩阵A的绝对值特征值，成对对比矩阵A＝(a_pq)_n×n；n为成对对比矩阵A的阶数；

计算不一致程度指标CI和平均随机一致性指标RI的比值，得到判断矩阵的随机一致性比率CR；

当CR＜0.1时，则判定判断矩阵具有满意的一致性，或其不一致程度是可以接受的；

当CR≥0.1时，则调整判断矩阵，直到判断矩阵达到满意的一致性；

步骤4、当判断矩阵满足CR＜0.1之后，求解出T个评估指标的权重W＝[w₁,w₂,...,w_T]；

其中，权重W的每个列向量采用规范列平均法计算得到，具体为：

针对于成对对比矩阵A的各个列向量，分别进行归一化；

将归一化后的列向量与对应的行向量进行求和以及归一化处理，最终得到的列向量的值即为相对权重。