基于Google Earth Engine的中国沿海台风灾害灾情评估

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中国是受台风影响最严重的国家之一。随着中国经济发展、社会资产和人口在沿海聚集,台风造成的经济损失逐渐升高。另一方面,气候变化导致台风活动特征发生改变,影响着台风灾害风险格局变化,这对应对台风灾害也提出了新的挑战。因此需要实现台风灾害客观定量化灾情评估,评估结果有助于制定防灾减灾政策,并对减少人民生命财产损失和确定灾害对国民经济发展制约作用有重要意义。目前中国台风灾情评估还有较大发展空间。传统灾情评估工作主要是由基层单位完成,这导致灾情统计不规范、时间滞后及灾情夸大等问题,很难及时获取灾情并进行应急处置。针对这些问题,已有较多研究运用新的评估方法并探讨其在评估过程中实际应用效果。但是,这些研究评估范围往往局限于单一省市级行政区,无法覆盖整个台风灾害影响范围,因此很难获取台风灾害较为全面的灾情。此外,地理信息系统作为台风灾情评估方法落地手段在近年也得到了充分发展。但是大多评估系统仅限于历史灾情评估,无法实时评估,难以充分发挥台风灾害评估的价值意义。因此,传统灾情统计方法和平台由于缺乏全局性、时效性,难以满足防灾工作真正要求,需要探索更有效的台风灾情评估方法与应用。在此背景下,本文基于Google Earth Engine平台,结合了气象卫星数据、台风及暴露资产数据,运用了随机森林等方法实现了台风活动特征分析、灾情评估及评估系统总体搭建。具体研究内容与结论如下:(1)利用了卫星气象数据和台风资料,分析了1981-2019年来中国台风活动特征分布格局和长期变化趋势。结果表明,影响中国台风数量呈下降趋势;中国每年受台风影响面积和台风年降水呈上升趋势;未来台风生成时间主要集聚在8月份;中国台风风、雨影响因子分别出现了北移和西移的趋势。台风生成时间的集聚、风险范围扩大和台风降水增加可能加剧未来台风灾害损失。(2)基于随机森林算法和多源数据建立了台风灾情评估模型,并评估了2000-2019年的灾情损失。结果表明,随机森林在灾情评估中可以达到很好的拟合效果。由台风引起的受灾农田面积、受灾人口规模和直接经济损失均呈上升趋势,东南沿海地区特别是广东省增长趋势最大。未来需要将台风灾害防治重点放在经济发达的东南沿海省份,并制定完善减灾行动方案,避免台风灾害导致更多的财产损失。(3)本研究以Google Earth Engine平台为基础并结合灾害评估模型搭建了台风灾害灾情评估系统,并建立了台风灾害信息时空数据库。通过灾害实时评估、灾情信息化和可视化,大大增强了防台减台决策的能力。
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