基于SAR影像洪水淹没频率的城市洪涝风险评估方法

作     者：柯佳颖 梁允 狄立 王棨 高阳 王超 王肖 KE Jiaying;LIANG Yun;DI Li;WANG Qi;GAO Yang;WANG Chao;WANG Xiao

作者机构：国网河南电科院河南郑州450000 国网河南省电力公司河南郑州450000 河南九域恩湃电力技术有限公司河南郑州450000 北京深蓝空间遥感技术有限公司北京100000 

出 版 物：《水利水电技术（中英文）》 (Water Resources and Hydropower Engineering)

年 卷 期：2024年第55卷第S1期

页      面：1-10页

学科分类：081504[工学-水利水电工程] 08[工学] 0815[工学-水利工程] 

主　　题：城市洪涝风险评估 合成孔径雷达 随机森林 

摘      要：受到全球气候变化的影响,洪涝灾害已成为影响城市发展的重要自然灾害之一。因此,开展城市洪涝风险评估可有效地减少洪涝损失,提高城市洪涝风险管控能力。以郑州市为例,基于SAR影像利用SDWI方法确定水陆分割阈值,再采用坡度去除山体阴影区误检水体,进而计算研究时间内的洪水淹没频率,同时选取年均雨季降雨量、年均暴雨天数、坡度、高程标准差、水网密度、地灾易发性、人口密度、地均GDP、土地利用类型、应急避难场,构建城市洪涝灾害风险评价指标体系;然后,分别利用层析分析法、随机森林法计算各指标的主观权重、客观权重,再结合距离函数获取组合权重,进而构建洪涝风险评估模型,提高模型可靠性。结果显示:(1)基于随机森林法和层次分析法计算洪水淹没频率的主观权重、客观权重和组合权重分别为26.44%、18.44%和22.96%,说明SAR获取的洪水淹没频率在城市洪涝风险评估中十分重要。(2)巩义市、荥阳市、新密市、登封市洪涝风险偏高,该结果与《河南郑州“7·20特大暴雨灾害调查报告》相符;郭家咀水库和荥阳市崔庙镇王宗店村都处于高风险和次高风险区域,是郑州“7·20特大暴雨重点受灾区域,与实际情况相符。(3)高风险和次高风险约占郑州市的30%,中风险和次低风险约占郑州市的70%,说明郑州市部分区域的洪涝风险等级偏高,整体呈现相对中等风险。(4)采用熵权法、灰色关联分析法、随机森林方法与该方法进行对比分析,结果表明该方法的精度最高,Kappa系数和总体分类精度分别为0.84和90.47%,满足郑州市城市洪涝风险等级分析要求。将该方法应用到北京市房山区,验证了该方法的适用性。研究成果能够提供危险性、易损性共同作用下的城市洪涝灾害风险信息,可用于指导相关部门开展洪水风险管理。