[发明专利]一种基于压力-状态-响应框架的城市内涝韧性评估方法

说明书

本发明公开了一种基于压力‑状态‑响应框架的城市内涝韧性评估方法。包括：1)研究区数据收集；2)数据前处理；3)基于压力‑状态‑响应框架构建城市内涝韧性评估指标体系；4)指标计算和标准化；5)城市内涝韧性综合评估模型构建；5)基于地理探测器识别城市内涝韧性的主要影响指标，并解析各指标间交互作用。本发明基于压力‑状态‑响应框架构建了城市内涝韧性评估指标体系，可准确评估城市街区尺度的内涝韧性，并进一步识别了城市内涝韧性的影响指标，对城市内涝防治，区域规划和防灾减灾具有重要意义。

技术领域

本发明属于城市内涝韧性评估技术领域，具体涉及一种基于压力-状态-响应框架的城市内涝韧性评估方法。

背景技术

城市化的快速发展极大地增加了区域地表不透水面积，使原先相当部分的自然流域被不透水表面所覆盖，造成下渗与蒸发显著减少，径流总量增大，雨水汇流速度大大提高，提高了城市内涝发生频率，严重影响着人们生命和财产安全以及城市的可持续发展。同时，受气候变化的影响，城市地区极端降水的发生也越来越频繁。因此，受快速城市化和气候变化的双重影响，城市化下的暴雨洪水问题的研究日益受到人们的关注，已成为水文气象相关学科的热点问题之一。

韧性在物理学上是指材料受到外力作用后抵抗折断的能力，现逐步移用于生态系统和城市系统等方面。城市内涝韧性是指城市抵抗内涝发生及内涝发生后减少损失和快速恢复到正常状态的一种综合能力。提升城市内涝韧性是城市可持续发展的重要组成部分，对城市经济发展和社会稳定具有至关重要的作用。因此，准确评估城市内涝韧性，辨识城市内涝韧性的关键影响指标并有针对性的改进和提升城市内涝韧性已成为城市防灾减灾和现阶段海绵城市建设等领域亟需广泛关注的问题。

目前，多数学者开展了城市内涝的相关研究，但现有的研究大多侧重于城市内涝风险评估，缺乏对城市内部精细尺度内涝韧性评估。同时，由于数据分辨率不足的问题，现有的方法和数据多是针对城市整体和大范围研究区的内涝韧性评估，难以准确评估城市街区精细尺度的内涝韧性。直接移用城市内涝风险评估的评估方法和指标体系进行内涝韧性评估会造成其评估结果存在很大的不确定性。

发明内容

发明提供一种基于压力-状态-响应框架的城市内涝韧性评估方法，旨在基于压力-状态-响应框架构建全面且覆盖多过程的内涝韧性指标体系和相应的评估方法，实现准确评估城市街区精细尺度内涝韧性和辨识影响城市内涝韧性的主要影响指标的目的，并对城市内涝风险管理和防灾减灾提供帮助。本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于压力-状态-响应框架的城市内涝韧性评估方法，包括以下步骤：

1)数据收集：收集下载高分辨率遥感影像数据、卫星测高数据、降雨数据、人口密度数据、排水管网位置分布数据和径流控制率数据；

2)数据前处理：包括基于卫星测高数据反演研究区的数字地表模型(DSM)和基于高分辨率遥感影像数据反演研究区的土地利用类型；

3)基于压力-状态-响应框架构建城市内涝韧性评估指标体系：基于压力-状态-响应框架从已收集的数据集中筛选影响城市内涝韧性的指标，构建内涝韧性评估指标体系。指标体系中的三个指标层(压力层，状态层和响应层)相互关联和影响，全面反映了内涝的形成-发展-恢复的过程，有效的揭示了内涝韧性动态互馈过程。其中，压力层为与城市内涝发生相关的自然和地形指标，状态层为区域内减缓内涝发展相关的指标，响应层为研究区内涝发生后恢复到正常状态的相关的指标；

4)指标计算和标准化：将研究区划分为网格尺度研究单元；基于划分的网格和步骤3)中确定的指标体系，进行网格尺度的指标计算；依据网格尺度的各指标和内涝韧性的正负关系，计算标准化后指标；