【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及洪灾预警技术，尤其是基于场次洪涝灾害的损失函数构建方法和系统。
技术介绍
1、城市洪涝灾害是由于城市排水系统的承载能力不足，导致降雨过程中城市内部出现积水或溢水的现象，给城市的社会经济活动和人民生命财产安全带来严重的影响。随着全球气候变化和城市化进程的加速，城市洪涝灾害的频发和严重程度都有所增加，造成的经济损失也呈现出动态性、连锁性和巨灾性的特征。因此，准确评估城市洪涝灾害的经济损失，对于制定合理的洪涝防治措施，提高城市的防灾减灾能力，降低城市洪涝灾害的风险，具有重要的理论和实践意义。
2、目前，城市洪涝灾害损失评估的方法主要分为两类：一类是基于水文水动力模型的评估方法，另一类是基于损失函数的评估方法。基于水文水动力模型的评估方法，通过模拟洪涝水情的时空演进过程，结合社会经济数据，计算洪涝灾害对不同类型资产和产业的损失。这种方法可以反映洪涝灾害损失的时空动态变化特征，但也存在模型复杂、计算耗时、数据需求大等缺点，不利于实时管理和应急响应。基于损失函数的评估方法，通过建立洪涝灾害损失与重现期的关系，快速估算洪涝灾害的总体损失。这种方法可以提高评估的时效性，但针对不同重现期的暴雨洪水仅能给出一个损失总值，忽视了洪涝灾害损失的发展过程，缺乏动态特性，难以支持灾害风险的动态管理等缺点。总之，缺乏针对场次洪涝灾害的损失函数，无法反应洪涝灾害损失的动态变化过程。同时，多数研究的对象是直接经济损失，尚未发现针对洪涝灾害间接经济损失的损失函数。
3、因此，需要进一步的研究和创新。
1、专利技术目的，提供一种基于场次洪涝灾害的损失函数构建方法，以解决现有技术存在的上述问题。
2、技术方案，提供一种基于场次洪涝灾害的损失函数构建方法，包括如下步骤：
3、步骤s1、获取研究区域的基础数据并预处理；
4、步骤s2、针对流域和城市，分别构建流域一维水文水动力模型、城市一维二维水文水动力耦合模型，并率定模型参数；
5、步骤s3、筛选洪涝灾害损失评估指标，构建直接经济损失评估指标体系和间接经济损失评估指标体系，并将社会经济数据进行空间展布；
6、步骤s4、基于率定参数后的城市一维二维水文水动力耦合模型进行洪涝模拟，获得每个时间步长的栅格化的积水深度数据；构建并采用损失率计算模块，获得每个时间步长的栅格化的损失率数据；针对直接经济损失和间接经济损失构建两种时间尺度的损失评估模块；基于展布后的社会经济数据、损失率和产业关联性，计算灾中各个时刻的洪涝灾害直接经济损失和灾后每天的洪涝灾害间接经济损失；对洪涝灾害损失-时间函数的变化曲线进行拟合，比较不同函数的拟合效果，选择最优的拟合函数及其参数；
7、步骤s5、分析损失函数中相关参数与灾害发生概率之间的关系，得到损失函数参数与灾害发生概率的关系公式并输出损失函数。
8、根据本申请的一个方面，所述步骤s1进一步为：
9、步骤s11、获取自然地理数据并预处理，自然地理数据包括土地利用数据、dem数据和土壤数据；预处理过程包括格式转换和空间匹配，确定土地利用数据和土壤数据的cn值和曼宁系数；
10、步骤s12、获取水文气象数据并预处理，水文气象数据包括设计降雨数据和实测降雨数据；预处理过程包括时间插值和空间插值，并根据不同重现期，确定设计降雨数据的降雨历时、雨峰位置系数和降雨强度；
11、步骤s13、获取社会经济数据并预处理，社会经济数据包括积水点数据、poi数据、gdp栅格数据、部门资产数据、行业gdp数据和投入产出数据；预处理过程包括数据筛选、数据整合和数据标准化，将poi数据和gdp栅格数据进行空间化处理，形成栅格数据。
12、根据本申请的一个方面，所述步骤s2进一步为：
13、步骤s21、构建流域一维水文水动力模型，基于dem数据、河道数据和水闸数据，确定河道的几何形状、河网的拓扑结构和水闸的控制规则；基于设计降雨数据或实测降雨数据，确定模型的输入条件，以及基于河道水位数据，确定模型的输出条件，为二维城市洪涝模拟提供河道的边界条件；
14、步骤s22、构建城市洪涝模型，采用一维二维水文水动力耦合模型；基于dem数据、土地利用数据和土壤数据，确定地表的几何形状、曼宁系数和cn值；基于设计降雨数据或实测降雨数据，确定模型的降雨输入条件；基于流域大模型的输出结果，确定模型的边界条件；模拟城市范围内的地表水深和流速变化过程，输出栅格尺度的水文特征要素；
15、步骤s23、基于实测水位数据、积水点数据和农作物受灾面积数据，分别对一维河道模型和二维地表模型的模拟结果进行对比分析，计算模型的纳什效率系数、决定系数和相对误差，评价模型的精度和适用性。
16、根据本申请的一个方面，所述步骤s3进一步为：
17、步骤s31、获取洪涝灾害损失评估指标，包括建筑物资产、构筑物资产、设备工器具资产、居民室内财产、流动资产、农产品产值、gdp和部门产值；采用空间化方法，将数据转化为高分辨率的栅格数据；间接经济损失评估指标体系根据预设的规则划分为预定个产业部门；构建直接经济损失评估指标体系和间接经济损失评估指标体系；
18、步骤s32、将直接经济损失的社会经济数据进行空间展布，包括：
19、建筑物资产分布密度db=pb/ab； p b为房屋建筑的总资产， a b为房屋建筑的总面积；
20、构筑物资产总价值分布密度ds=ps/（abl-ab/lm）； a bl为城乡、工矿、居民用地的总面积， l m为房屋建筑平均层数； p s为构筑物的总资产价值；
21、设备工器具资产价值分布密度dei=pei/ab； p ei为设备工器具资产的总价值；
22、居民室内财产分布密度dri，i=（∑∑nri,i,j×vi×pj/100）/arb,i； n ri,i,j代表第 i种居民类型所拥有的第 j类室内财产每百户的数量； v i代表城镇/农村居民的总户数； p j代表第 j类室内资产价值，来源于电商平台，根据电商平台统计的不同价值区间的销售量加权计算， a 本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于场次洪涝灾害的损失函数构建方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的基于场次洪涝灾害的损失函数构建方法，其特征在于，所述步骤S1进一步为：
3.如权利要求2所述的基于场次洪涝灾害的损失函数构建方法，其特征在于，所述步骤S2进一步为：
4.如权利要求3所述的基于场次洪涝灾害的损失函数构建方法，其特征在于，所述步骤S3进一步为：
5.如权利要求4所述的基于场次洪涝灾害的损失函数构建方法，其特征在于，所述步骤S4进一步为：
6.如权利要求1所述的基于场次洪涝灾害的损失函数构建方法，其特征在于，所述步骤S5进一步为：
7.如权利要求6所述的基于场次洪涝灾害的损失函数构建方法，其特征在于，所述直接经济损失计算过程包括：
8.如权利要求6所述的基于场次洪涝灾害的损失函数构建方法，其特征在于，所述间接经济损失计算过程包括：
9.如权利要求8所述的基于场次洪涝灾害的损失函数构建方法，其特征在于，还包括总经济损失的动态评估过程：
10.一种基于场次洪涝灾害的损失函数构建
...【技术特征摘要】
1.基于场次洪涝灾害的损失函数构建方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的基于场次洪涝灾害的损失函数构建方法，其特征在于，所述步骤s1进一步为：
3.如权利要求2所述的基于场次洪涝灾害的损失函数构建方法，其特征在于，所述步骤s2进一步为：
4.如权利要求3所述的基于场次洪涝灾害的损失函数构建方法，其特征在于，所述步骤s3进一步为：
5.如权利要求4所述的基于场次洪涝灾害的损失函数构建方法，其特征在于，所述步骤s4进一步为：
6.如...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏鑫，王欣怡，王磊之，李伶杰，王银堂，胡庆芳，刘勇，崔婷婷，张野，云兆得，雷发楷，刘创，
申请(专利权)人：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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