洪水淹没损失评估系统研究分析

损失评估模型损失评估模型主要涉及三方面要素，即洪水分布特性、社会经济数据和损失率.洪水分布特性包含洪水空间淹没范围、淹没水深和淹没历时等；社会经济数据也就是通常所说的属性数据，包括人口数据、房产数据、家庭财产数据、农业数据、林业数据、畜牧业数据、工商企业数据、渔业数据、公共线路数据、公共设施数据等[3].若要进行洪灾损失评估的计算，需要将两者统一起来，而洪水空间特性表示的可能只是乡镇的一部分，这与以行政单位为统计单位的社会经济数据存在不合理性.解决这一不合理性，可以采用空间信息格网模型，即将洪水淹没范围做离散化处理，得到洪水特性格网；并用社会经济空间展布方法得到社会经济数据空间展布格网.将洪水特性格网与社会经济格网叠加得到可以进行洪涝灾害损失计算的格网，即洪灾损失评估空间格网[4].每个洪灾损失评估空间格网单元都包含有社会经济数据，地形数据及洪水特征数据等，如图2所示（图略）.损失率是指某一资产在某一洪水特性条件下可能遭受的损失程度，是洪灾淹没区范围内单位面积的损失值与未受灾年份单位面积收益之比.损失率受多方面因素的影响，所以可以根据典型受灾地区损失情况的调查结果建立回归分析方程，得到分行业的损失率推算公式，其一般统计回归计算模型[5]，如（1）式所示.Y=c0[A]c1[B]c2（1）式（1）中，Y为洪灾损失率；[A]为淹没洪水特性因子；[B]为承受体种类因子，如各种分类资产、各种作物；c0、c1、c2为待求参数，通过利用典型调查或试验资料统计回归求得.通过获得格网单元的社会经济指标信息和洪水特征信息，再获得对应的资产或农业洪灾损失率，从而计算出格网单元的损失值.该损失计算过程如图3所示（图略）.

系统的设计与实现

1.系统总体设计该系统采用C/S（客户端/服务器端）模式的系统架构，如图4所示.C/S模式的系统架构，具有良好的交互性，对图形数据的编辑和处理能力很强，可以大大减少网络的数据传输量，减小服务器的负担.其中，服务器端采用Oracle数据库和ArcSDE相结合的方式存储属性数据和空间数据；客户端则采用C#语言在.NET技术的支持下开发系统功能和界面，并通过ArcGISEngine和ADO.NET访问服务器端的数据[6-8].鄱阳湖区洪水淹没损失评估系统在层次结构上分为用户界面层、业务逻辑层和数据服务层三层，如图5所示.其中业务逻辑层用来处理核心的业务逻辑，其主要任务是接受用户界面的服务请求，然后与数据服务器进行数据交互，最后提供给客户端所要求的空间数据或文本数据；用户界面层负责界面的表示和与用户的交互操作；数据服务层负责空间数据和属性数据的管理，如鄱阳湖区1?1万地形图、DEM、行政区划图、各种专题图以及社会经济数据等[9-10].

2.系统功能模块设计该系统有五个模块组成：基础数据库管理模块、基础工情信息管理模块、洪水淹没范围计算模块、洪水淹没分布统计模块、洪灾损失评估计算模块.1)基础数据库管理模块该模块实现对各种数据的获取和更新，可将基础数据和图件以键盘、扫描仪或数字化仪等输入设备录入计算机，也可利用其他系统将图件和数据转入本系统，同时对数据和原图进行编辑，实现数据的更新.本系统包括对矢量数据、栅格数据、属性数据、数字高程模型数据的录入和更新.2)基础工情信息管理模块该模块实现对鄱阳湖区基础工情信息的查询、统计、分析和图表输出.例如以图形方式显示鄱阳湖区的行政单位、水系、水利工程、水文站点等地理位置和分布情况.地图可以无极放大、缩小，并可方便快捷地移动地图到希望显示的区域.此外，基础工情信息还包含了历年降雨量信息、历年水位信息和径流量信息，其查询结果以多样化的图形、表格方式直观显示.系统提供图文双向查询，即可以从地图上某一点查询属性信息，也可以反过来根据属性信息进行空间定位.同时，系统还提供条件检
索.用户通过点击相关专题信息，可以快速转入查询其他各类信息[11-13].3)洪水淹没范围计算模块该模块实现洪水淹没范围的计算和历史淹没数据的管理.为满足实时获取淹没范围的需求，该模块提供实时水位和预测水位的录入和更新，在计算淹没范围的同时，实时显示当前最新的水位信息和录入时间，以便计算当前的淹没范围.当淹没范围计算完成后，可以临时显示淹没范围或将淹没范围导入数据库中.历史淹没范围数据管理包括淹没范围信息的查询、编辑和更新，其中淹没范围数据涵盖了淹没面积、淹没水深、淹没历时及淹没时间等信息.此外，为直观地显示和比较淹没范围等信息的差异，可以将计算结果通过图表或Excel表格的方式显示和输出.4)洪水淹没分布统计模块该模块实现淹没范围里各领域各行业的受灾分布统计.在基础数据库中包含了鄱阳湖区的各种专题地图数据，如村庄、道路、农田、工厂、矿产、学校等，利用这些专题数据与计算的淹没范围数据，在GIS空间分析功能的支持下，可以方便直观的得到各领域被淹没的分布，并可按行政单位或行业特性分类统计出各个该领域的受灾情况，得到的统计结果可以输出为表格或导入数据库，供以后查询和分析使用.当在统计结果中点击某一受灾要素时，可以在地图图形上定位出该要素的位置，便于及时确定受灾位置，进而制定有效的撤离和救援方案.5)洪灾损失评估模块该模块实现洪灾损失评估的计算及历史损失情况的查询和统计.损失评估的计算是将洪水淹没特性与社会经济数据空间布展叠加，然后用损失率进行评估统计得到结果.评估结果包含社会GDP损失、分产业的GDP损失、受灾面积人口及分行业或作物的损失价值.通过空间数据的行政单位属性，可以按行政单位统计各经济损失指标，并可将损失评估的结果输出为表格或导入数据库.在查询历史损失评估结果时，可以根据评估时间、经济损失指标或行政单位进行统计分析，然后用图表输出.

系统的实现

1.系统数据库建立基于GIS的淹没损失评估系统的数据库包括空间数据库和属性数据库.空间数据库存储的是鄱阳湖区的1?1万地形图、30米分辨率DEM数据及各种专题地图.空间数据要统一参考系，然后部署到ArcSDE中，在系统中通过ArcGISEngine连接数据库.属性数据主要包含社会经济数据，及鄱阳湖区分乡镇的GDP总值、分产业GDP总值及人口和居民财产等数据.此外为计算损失价值，还要建立个社会经济指标的损失率数据库.属性数据部署到Oracle数据库中，以二维表的形似存在，表间关系通过某一共同的属性关键字连接，如行政单位名称或行业名称，而鄱阳湖区空间数据和社会经济数据通过空间要素的图元属性进行关联.