基于地理信息系统的气象服务效益评估方法技术方案

本发明专利技术公布了一种基于地理信息系统的气象服务效益评估方法。该方法综合运用神经网络法、层次分析法、结构方程法、灰色系统法统计分析方法，利用相应的社会统计数据和调查数据，进行气象服务效益的分析与评估。该方法以地图数据库和遥感数据为基础地理数据，利用人口数据、灾害损失数据、气象水文专题数据，基于ＧＩＳ技术和数据库技术，采用集中管理维护的设计模式，对研究区域内的水文信息、人文信息、气象信息进行统一的控制和管理。本发明专利技术实现图文并貌一体化的维护管理、综合查询、空间分析、专题地图、模拟分析和气象服务效益评估功能，提高气象服务效益评估的信息化水平和辅助决策能力，为气象水文管理和气象服务效益评估提供辅助决策依据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术为，主要包括属性查询、专题 地图、空间分析、模拟分析、预测分析以及气象服务效益评估功能。相关的知识包括地理信 息系统、气象科技、计算机技术、计算机制图、数据库技术、统计学等。
技术介绍
1994年9月世界气象组织(WM0)召开了二十世纪九十年代第二次气象水文服务效 益评估的专门会议，会议认为气象服务效益评估是一项重要的和有价值的工作，也是一个 难度较大的课题。美国、前苏联、英国等国家的专家，从不同角度对气象服务效益进行过分 析和评价，但迄今尚未形成一种国际公认的的评价方法和评价模式。国内不少专家也曾探索过气象服务经济效益问题，在1983年、1987年分别由中国 气象局组织了《气象科技经济效益研究》和《气象服务经济效益评价方法》研究。但由于条 件限制和可操作性不强，研究成果未能推广使用。随着气象服务水平的不断提高，气象服务 效益评估的研究显得越来越重要，怎样用科学、合理的方法来进行气象服务效益评估的研 究，是摆在许多研究人员面前的一个难题。目前国内尚无该类基于地理信息系统的气象服务效益评估地理信息系统方法。本 专利技术将地理系统系统等技术应用于气象服务效益评估中，利用GIS强大的地理数据管理分 析、可视化和科学计算、快速分析与评估灾害损失、监测和模拟洪水淹没、以及建立防灾预 案功能，为各部门提供良好的辅助决策数据，旨在提高气象服务效益评估的决策水平和服 务效率。参考文献经济效益编译组.气象服务经济效益译文集.北京气象出版社，1986.黄宗捷.气象服务效益概论.气象出版社，1996.中国气象局.公众气象服务效用定量评估实施方案.北京，2006.许自达，关业祥.洪水灾害对策及其效益评估.南京河海大学出版社， 1996.王新生，陆大春等.安徽省公众气象服务效益评估.气象科技，2007， 35(6) 853-857.Wang Xinsheng, Lu Dachun, Wang Labao. Hu ffujiuBenefit Analysis and Assessment ofPublic Meteorological Service in Anhui Provinc. Meteorological Science andTechnology,2007,35(6) :853_857.李峰等.山东公众气象服务效益评估.山东气象，2007，27(1) =22-24.濮梅娟，解令运，刘立忠等.江苏省气象服务效益研究(1)_公众气象服务效益 评估.气象科学，1997，17 (2) 196-202.中国气象局.公众气象服务效益评估报告.全国气象服务效益评估研讨会 文集 2006 326-380.
技术实现思路
本专利技术以地图数据库和遥感数据为基础地理数据，利用人口数据、灾害损失数据、 气象水文专题数据，基于GIS技术和数据库技术，采用集中管理维护的设计模式，对研究地 区内的水文信息、气象信息、人文信息进行统一的控制和管理。该专利技术实现图文并貌一体 化的维护管理、综合查询、空间分析、专题地图、三维模拟、预测分析和气象服务效益评估功 能，为气象水文管理和气象服务效益评估提供辅助决策依据。本专利技术为实现上述目的，采用如下技术方案1)空间数据的获取利用相应的GIS软件对已有的栅格数据或不规范地图数据进 行数字化处理，制成一幅数字化地图；2)属性数据的获取包括气象服务效益评估所需的水文数据、社会调查数据、洪 涝灾害损失数据；3)利用地理信息技术和数据库技术，根据筛选、统计处理后的水文数据、社会调查 数据、洪涝灾害损失数据，建立相应的空间数据库和属性数据库；4)利用社会统计数据和调查数据，进行影子价格法、自愿付费法、节省费用法气象 服务评估模型的构建；5)运用神经网络法、层次分析法、结构方程法、灰色系统法、数据包络法，利用相应 的社会统计数据和调查数据，进行气象服务效益评估和分析。6)以气象服务效益评估方法为核心模块构建系统，设计和开发气象服务效益评估 地理信息系统。优选地，所述影子价格法气象服务效益评估模型的构建方法如下 式中参数P为电视覆盖率；C为影子价格；T为时间扩展系数讽表示市镇居民 数；M2表示乡村居民数而表示市镇居民收听收看天气预报的总次数；G2表示乡村居民收听 收看天气预报的总次数讽表示实际回收抽样调查表中市镇居民数；N2表示实际回收抽样 调查表中乡村居民数。优选地，所述自愿付费法气象服务效益评估模型的构建方法如下 式中参数W 公众气象服务评估效益；P为电视覆盖率讽表示市镇居民数;M2表 示乡村居民数讽表示实际回收抽样调查表中市镇居民数；N2表示实际回收抽样调查表中 乡村居民数；Ci表示每个自愿付费等级的中值取值氓表示每个付费等级中的市镇居民数； B2表示每个付费等级中的乡村居民数；n表示自愿付费的等级数。优选地，所述节省费用法气象服务效益评估模型的构建方法如下①按人口计算数学模型 式中参数P为电视覆盖率讽表示市镇居民数;M2表示乡村居民数讽表示实际 回收抽样调查表中市镇居民数；N2表示实际回收抽样调查表中乡村居民数；n 表示节省费用的等级数讽=C,节省费用等级划分同自愿付费等级划分；每个节省费用等级中的 市镇居民数；E2i 每个节省费用等级中的乡村居民数；②按户计算数学模型 式中系数ff 气象服务效益评估效益；F 家庭户数讽节省费用法的等级中值；n 表示节省 费用的等级数；M 回收调查表数洱每个节省费用等级中的居民数。优选地，所述神经网络法气象服务效益评估模型的构建方法如下步骤6012初始化参数；步骤6013输入训练样本；步骤6014计算隐层和输出层各神经元输出；步骤6015计算网络误差；步骤6017计算各层误差信号；步骤6018调整各层权值；步骤6019a检验网络总误差是否达到精度要求，若是则执行步骤60191 ；否则转步 骤60190。优选地，所述层次分析法气象服务效益评估模型的构建方法如下步骤6021确立思维判断定量化的标度；步骤6022建立层次结构模型，该模型包括目标层，准则层，方案层；步骤6023构造判断矩阵，运用两两相比较的方法，对各相关元素进行两两比较评 分，根据中间层的若干指标，可得到若干两两比较判断矩阵；步骤6024计算单排序权向量并作一致性检验；对每个成对比较矩阵计算最大特征值及其对应的特征向量，利用一致性指标、随 机一致性指标和一致性比率做一致性检验若检验通过，归一化后的特征向量即为权向量； 若不通过，重新构造成对比较矩阵；步骤6025计算总排序权向量并作一致性检验；计算最下层对最上层总排序的权向量，利用总排序一致性比率进行检验若通过， 则按照总排序权向量表示的结果进行决策，否则需要重新考虑模型或重新构造那些一致性 比率较大的成对比较矩阵。优选地，所述结构方程法气象服务效益评估模型的构建方法如下步骤6031实际问题分析；步骤6032提出研究假设；步骤6033构建模型选择确定变量，分析因果关系，构建路径图；步骤6034问卷、抽样与数据采集；步骤6035模型拟合求解模型参数；步骤6036模型评价；步骤6037模型修正；步骤6038结束。7如附图说明图1所示，本专利技术包括如下步骤步骤20获取空间数据和属性数据。利用相应的GIS软件对栅格数据或不规范地 图数据进行数字化处理，制成一幅具有实际应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于地理信息系统的气象服务效益评估方法，其特征在于：１）空间数据的获取：利用相应的ＧＩＳ软件对已有的栅格数据或不规范地图数据进行数字化处理，制成一幅数字化地图；２）属性数据的获取：包括气象服务效益评估所需的水文数据、社会调查数据、洪涝灾害损失数据；３）利用地理信息技术和数据库技术，根据已筛选、统计处理后的水文数据、社会调查数据、洪涝灾害损失数据，建立相应的空间数据库和属性数据库；４）利用社会统计数据和调查数据，进行影子价格法、自愿付费法、节省费用法气象服务评估模型的构建；５）运用神经网络法、层次分析法、结构方程法、灰色系统法、数据包络法，利用相应的社会统计数据和调查数据，进行气象服务效益评估和分析。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：毕硕本，董学士，梁静涛，王启富，何晓庆，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]