基于GIS的莆田市城市灾害评估与管理研究
摘要：随着城市的发展，城市化已经成为当今时代的主题，这也进一步造成了城市灾害越来越严重。具有关报道
显示，在我国，城市灾害所带来的损失占所有灾害损失的70%以上，因此对城市灾害进行风险评估已经相当必要了。本文通过借鉴目前国内外城市灾害风险评估的成果，构建了城市灾害综合风险评估指标体系，以莆田市为例，计算出莆田市各区县灾害综合风险指数。结果表明：随之城市的发展，莆田市灾害综合风险值也在不断增大。
关键词：综合风险；城市灾害；莆田市；指标体系
Abstract: With the development of the city, Urbanization has become the themes of our era, This also further resulted in
the city disaster is more and more serious. According to the reports, in china, urban-disaster loss accounted for 70% of the loss caused by all disaster. So, Risk assessment of urban disasters is quite necessary. In view of domestic and international disaster risk assessment technique and model, the article structure City hazard comprehensive risk assessment index system, with the putian city as an example, Calculate putian each area county disaster comprehensive risk index. It turned out that: with the development of city, the putian's Disaster comprehensive risk value become more and more large.
Key words: composite risk; urban-disaster; city of putian; index system.
随着全球气候的变化和城市化进程的加速，灾害已经严重阻碍了当今人类的发展。城市作为一个巨大的承灾体，已经逐渐成为国际社会和国家灾害防御的中心与重点。在我国，城市灾害所带来的损失已占到所有灾害损失的70%以上[1]。因此，城市灾害的管理研究已经引起当今社会及学术界的普遍关注。作为城市灾害风险管理的重要工具，城市灾害风险评估已经成为当今国际灾害研究的前沿与热点[2]。
风险评估是指在风险事件发生之前或之后（还没有结束），该事件给人们的生活、生命、财产等各个
方面造成的影响和损失的可能性进行量化评估的工作[3]。而城市灾害风险评估，就是对发生在城市的灾害进行风险评估。风险评估可以界定风险、可以对风险进行排序，从而为降低风险提供一套科学的和系统的方法[4]。
莆田市属于海西经济区的城市之一，近年来得到了快速的发展，随之而来的不仅仅有风险的提高，还有经济损失的增加。为了使莆田市实现可持续发展，城市灾害综合风险评估已经到了势在必行的地步了。上世纪80年代以来，城市灾害与风险管理研究逐渐引起国内学者的关注。史培军，虞立红，张素娟等[5]认为灾害是由孕灾环境、致灾因子、承载体和灾情共同组成的地球表层之异变系统，对灾害系统、灾害链、灾害群、灾度等做了系统的理论和实践分析。李季，郭大为[6]利用概率方法对城市爆炸进行了危险性评价。张风华，谢礼立，范立础等[7]把人员伤亡、经济损失和震后恢复时间三个方面作为衡量城
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市减灾能力的准则建立评价指标体系研究城市防震减灾能力。罗培[8]研制了基于GIS的重庆市地质灾害风险评估信息系统。该研究将根据前人研究的基础上，构建莆田市城市灾害风险评估指标体系，利用AHP法确定权重，计算莆田市综合风险值，利用GIS强大的数据、空间分析与制图功能，形成对灾害风险的可视化表达，并结合莆田市城市灾害风险管理的现状，提出城市灾害风险管理的具体对策，促进莆田市更好更快的发展。
1 研究区概况
该研究的研究范围主要以城厢区、涵江区、荔城区、秀屿区及仙游县为主，没有考虑海域和湄洲岛地区。
图1 福建省莆田市区位图
1.1 莆田市自然社会环境
莆田市，史称“兴化”，位于福建省沿海中部地带。现辖城厢区、涵江区、荔城区、秀屿区和仙游县。人口约306.97万人，陆域面积约4119平方公里，海域面积约1.1万平方公里，海岸线总长约534.5公里[9]。地属亚热带海洋性季风气候，四季佳果飘香。旅游胜地湄洲湾是“中国少有，世界不多”的天然深水港湾。近年来，莆田市已成为外商及港澳台商投资的热点，如今已批准设立外商投资企业达1456家，已建成投产“三资”企业668家。2008年GDP增长15%，2009年增长14.5%，2010年增长15.2%，连续三年GDP增长全省首位[10]。莆田的妈祖信仰从产生至今经历了整整1000年。作为民间信仰，它延续之久，传播之广，影响之深，都是其他民间崇拜所未曾有过的[11]。
1.2 莆田市主要城市灾害
在地理环境和人为因素共同的作用下，影响莆田市的城市灾害不仅仅有自然灾害，还有人为灾害，其中自然灾害包括气象灾害、洪涝灾害和地质灾害等，而人为灾害包括道路交通事故、火灾以及生命线工程事故。
莆田市位于我国东南沿海，面临浩瀚的太平洋，属于典型的亚热带海洋性季风气候，因降水年内和年际变率大，又受西北太平洋台风的影响，因此气象灾害特别严重。根据莆田市气象台<<1997——2003
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莆田市气候影响评价>>统计：近17年共造成受灾人口822.36万人，其中死亡人口115人，受伤人口275人，受灾农作物82.22万公顷，直接经济损失高达64.35亿元[12]。而莆仙平原地势低平，排水不畅，港道迂回曲折，有些河段狭窄，造成过洪能力受限制，一旦连日下雨，就极易发生洪涝泛滥。再加上今年来，全球受“温室效应”等现象影响，造成大气环流异常，我国南方降水也由此增加，特别是9914台风，造成的损失可谓是空前的。莆田市地处低山丘陵地带，西部与北部以山地为主，低山、峡谷、盆底错杂其间，东部和中部为海积平原和冲击平原，东南部沿海为丘陵台地和半岛，地势低平，港湾环抱。常发生地质灾害，其中滑坡、崩塌占绝大多数，一般可占总数的80%以上。
莆田市现有机动车百万辆，近年来，莆田市道路交通事故发生率居高不下，其中2009年发生道路交通事故1102起，造成143人死亡、1458人受伤，直接经济损失92.45万元，比去年上升36.6%。交通安全形势比较严峻。火灾是莆田市常见而又比较突出的人为灾害，发生比较频繁，危害较大的灾害之一。2009年发生火灾300次，死亡人数3人，受伤人数4人，直接经济损失高达552.55万元。其中，以居民区建筑物火灾发生频率最高。由于莆田市现有煤气、供电、通信线路和自来水地下管道等部分设施老化，尚存在违章施工和使用不当及人为偷盗、破坏等现象，因此煤气泄漏燃爆、供电、通信线路中断和大口径水管爆裂等事故时有发生，具体数据不详。
2 研究方法
2.1 数据收集及处理
该研究所使用的数据主要来自2010年莆田市统计年鉴以及莆田市交通网，从中获取的数据有经济密度、建筑密度、人口密度、人均GDP和登记失业率等，数据齐全，来源较为可靠，且具有权威性，原始图件来自莆田市交通网，基础图件采用mapinfo10.0软件绘制，图表采用Excel绘制。
2.2 评价方法的选择
目前，城市灾害综合风险建模与评估的方法有很多，如基于指标体系的风险建模与评估[13]、基于情景模拟的风险建模与评估[14]、基于风险概率的建模与评估[15]、基于GIS的风险建模与评估[16]等。其中，基于指标体系的评估方法是目前应用最为普遍的，其数据较易获取、建模和评估简便可行。但是，该方法不能模拟复杂灾害系统的动态性与不确定性，可能会造成一定的风险估值不够准确。基于风险概率的评估方法对于一个动态、多变量、开放的复杂大系统，系统不确定的因素众多，逻辑关系复杂，各类事件发生概率难以确定，风险概率评估工作很困难。
该研究选用GIS的分析方法原因在于其强大的数据、空间分析与制图能力，根据分析区和致灾因子特征，选取适合的栅格大小，建立不同的图层，将致灾因子的各种属性（强度、频率、持续时间等）、脆弱性指标（如经济密度、人口密度、人均GDP等）以及恢复力指标（如应急疏散能力、预警处理能力、应急预案完善度等）数据根据一定的数学关系分配到每个栅格中，然后对各个图层进行叠加，形成对灾
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害风险的可视化表达。如图所示，根据需要形成若干图层，再对其进行叠加，然后通过所建立的评价模型计算风险值。
图2 基于GIS的风险建模与评估体系
2.3 指标体系的建立
近二十年来国内外减灾战略的实施表明：在预防、防备和减灾这三项工作中，预防工作是最重要
的，而灾害风险评估是灾害预防与管理的重要工具。构建指标体系与评价模型是风险评价研究中最重要的方法。该研究将依据灾害风险评价的理论与方法，参考国内外风险评价指标体系，针对城市自然灾害与人为灾害特征，构建指标体系及评价模型，对莆田市城市灾害综合风险进行评价。 2.3.1 指标体系的构建原则
评价指标的选择必须符合一定的原则，只有这样才能使所选的指标具有科学性、合理性和客观性，才能够更加全面系统地反映城市灾害综合风险评估的价值。
（1）科学性和可靠性原则。科学性原则是对任何评价指标体系的基本要求，除此之外，评价指标还必须具有可靠性 [17]。
（2）全面性与针对性原则。评价指标体系涉及了城市的自然、社会、经济和文化等诸多领域，因此应当具有一定的逻辑关系，并且能满足较全面的要求，除此之外做到具体情况具体分析。
（3）可行性与简明性原则。可行性原则表现在决策者可以利用这些结果，进一步提高城市灾害的救援能力。除此之外，指标在合理、完整的基础上应尽量简单，使每一个子系统内的指标都具有代表性，且易于获得。
（4）定性与定量相结合原则。指标体系的设计应当满足定性与定量相结合的原则，亦即在定性分析的基础上，还要进行量化处理。只有通过量化，才能较为准确地揭示事物的本来面目。 2.3.2 指标体系的构建
在了解了莆田市的具体情况之后，该研究共选取了14个指标来对莆田市城市灾害综合风险进行评价，14个指标可分为4层（如表1），包括致灾因子、物质风险、暴露-易损性及抗灾恢复力。其中致灾因子包括致灾因子数、火灾发生次数和交通事故发生次数，物质风险包括因灾死亡率、因灾受伤概率和
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