1.2 国内外研究进展

1．自然灾害数据库研究

由于对自然灾害数据需求的不断增加，许多不同级别的自然灾害数据库应运而生。国际上较著名的全球大型综合自然灾害数据库有慕尼黑再保险公司的NatCat数据库和瑞士再保险公司的Sigma数据库。大洲级自然灾害数据库有拉丁美洲和加勒比地区灾害信息中心数据库（Network for Social Studies on Disaster Prevention in Latin America, LARED）、亚洲减灾中心（Asian Disaster Reduction Center, ADRC）的自然灾害数据库。国家或地区级自然灾害数据库的代表有澳大利亚应急管理自然灾害数据库（Emergency Management Australia Disasters Database, EMA）、南非灾害事件监测制图与分析数据库（Monitoring, Mapping, and Analysis of Disaster Incidents in South Africa database, MANDISA）。还有针对具体灾种的自然灾害数据库，如收录地震灾害信息的美国地质调查局数据库（United States Geological Survey Database, USGS Database）、联合国粮食计划署（WFP）的干旱灾害数据库、加拿大渔业和海洋部（DFO）的洪水、滑坡、暴风灾害数据库等。此外，还有记录各种自然灾害事件的数据库。其中，由灾后流行病研究中心（CRED）管理和维护的EM-DAT数据库影响力较大（Guha D等，2002），其主要目的是为国际和国家级人道主义行动提供服务，为备灾做出合理化决策，为自然灾害脆弱性评估和救灾资源优先配置提供客观依据。另外，历史灾害数据库DesInventar在灾害数据收集、处理及分析等方面表现出众（Velasquez A,2002），它采用系统管理方式对不同类型的自然灾害事件进行记录，该数据库已成功地应用于北美、印度及南非的自然灾害风险管理工作。

在国内，王静爱等（1995）建立了中国自然灾害数据库，对中国自然灾害时空分异进行了研究，提出中国自然灾害在宏观上东西分异高于南北分异的结论。徐霞等（2000）对自然灾害数据库进行分类，重建自然灾害数据库的基本功能，并以我国1998年洪水灾害为例建立了自然灾害案例数据库。韩丽蓉等（2005）基于MAPGIS平台建立了地质灾害数据库，在数据的图层划分、命名、编码方法、连接属性的关键字段等方面进行了有益的尝试。李月臣等（2007）建设了重庆市地质灾害数据库，并为地质信息进行了分类编码，分别构建空间数据子库和属性数据库。吴亚玲等（2010）运用WEB技术、地理信息系统等关键技术设计和构建了气象灾情数据库，实现了灾情查询、统计对比分析以及灾情分布与对应气象要素的叠加分析。张立宪等（2010）对云南省滑坡地质灾害资料进行了分析和整理，设计了基于Geodatabase的滑坡地质灾害数据库。

深入比较与分析国内外已建成的自然灾害数据库，存在的主要问题有：自然灾害的损失信息不完整，尤其缺乏间接损失的统计；自然灾害事件的分类定级标准不统一；次生灾害影响与灾害链方面的记录较少；对自然灾害元数据标准的重视程度不够；空间数据存储和可视化技术水平较低。在后续的数据库建设中，应当提高数据的完整性，完善数据库的各项标准，补充相关记录，加强元数据标准和元数据库的构建，引进最新的空间信息技术。

2．自然灾害风险评估研究

自然灾害风险管理中，风险评估是关键（UN/ISDR,2004; ICTP,2007）。联合国发展计划署（UNDP）与联合国环境规划署（UNEP）合作开展了“灾害风险指标（DRI）”计划，创建了两个脆弱性指标，对全球灾害进行风险评估，发表了题为《降低灾害风险：对发展的挑战》的全球报告（UNDP,2004）。美国哥伦比亚大学和ProVention联盟共同完成了“自然灾害风险热点计划”，提出3个灾害风险指标，编制了全球多灾种亚国家级灾害风险图，发表了题为《自然灾害热点：全球风险分析》（Dilley等，2005）、《自然灾害热点：案例研究》的报告（Arnold等， 2006）。美洲发展银行（IADB）、国立哥伦比亚大学（ECLAC）和IDEA在2003—2004年开展了旨在进行灾害风险研究的“美洲计划”，除开发了4个国家灾害风险指数外，还提出了亚国家和城市级风险与脆弱性评估指标体系（IADB-UNC/IDEA,2005）。ProVention联盟与UNDP已启动“全球风险辨识计划（GRIP）”，这是集风险辨识、评估为一体的全球性计划，目标为世界各国降低灾害风险提供决策服务（ProVention Consortium,2007）。2010年全球环境变化人文因素计划科学委员会（IHDP Scientific Committee）在德国波恩正式批准了新一轮国际核心科学计划——综合风险防范计划（Integrated Risk Governance, IRG）。该计划聚焦社会生态系统相关风险的“转入与转出”机制，通过比较分析一系列典型案例，建立满足可持续发展需要的综合灾害风险防范科学体系，提高人类防范各类新兴风险的能力（IHDP,2010）。尽管这些研究均基于大空间尺度，研究重点多为全球性灾害，但它们为灾害风险评估研究提供了可借鉴的方法体系。

除了上述国际研究计划，世界各国亦针对各自国情开展了相应研究。美国地质调查局（USGS）已把加强城市地质灾害研究列为21世纪初的重要工作内容之一，其中一项重要措施是依托GIS技术编制美国主要城市灾害风险地图，在科罗拉多州的格伦伍德斯普林市划分未来城市发展适宜地段和灾害高风险区，为城市规划、建设和管理提供重要依据（Susan等，1995）。澳大利亚地质调查局（AGSO）于1996年开始实施“城市减灾项目”，以求最大限度地降低城市地质灾害风险，提高城市社区安全性，促进城市可持续发展（Granger,1999）。美国国家海洋和大气局（NOAA）与联邦应急管理局（FEMA）合作开发了社区脆弱性评估工具，以光盘形式提供给用户，可以演示分析社会、经济和环境脆弱性过程（Lisa,2002）。加拿大不列颠哥伦比亚省应急署（PEP）开发了完整的风险评估工具集，帮助社区在面对灾害潜在风险时做出正确决策（PEP,2009）。

国内也有许多学者开展了相关研究，其中尤以风险评估方法、模型的研究最为突出，对各类自然灾害进行了风险分析以及灾情预测，面向对象包括农业、林业、保险业以及整个区域社会经济实体，评估空间尺度也是从地方到全国。在风险评价方法、技术上出现了一些比较成熟的研究成果。例如，马宗晋等对自然灾害风险综合评价理论与方法的探讨（马宗晋等，1994），提出了灾变指数等灾害风险评估方法。张业成等基于承险体与地震、滑坡、泥石流等地质灾害危险性的关系，分别提出了具体的地质灾害评估模型（张业成等，1998）。黄崇福（2005）对自然灾害风险评价理论与实践进行系统论述。王绍玉等（2005）阐述了城市灾害风险模型与风险管理的基本理论与框架。史培军等（2005）依据灾害系统理论和中国自然灾害数据库，构建了城市脆弱性水平指数，编制了中国城市自然灾害风险评价图。许世远等（2006）对我国沿海城市自然灾害研究的重点进行探讨，提出当前应集中开展自然灾害风险实证研究。李谢辉等（2009）将洪水风险评估分为洪灾危险性评估和洪灾易损性评估，构建了渭河下游河流沿线区域洪水灾害风险评估指标体系。刘少军等（2010）选取地形因子、高度差、历史暴雨数据、人口、耕地面积和GDP数据组成了台风洪灾风险评估指标体系。朱静（2010）初步探讨了基于RS和GIS技术的城市山洪灾害风险评估方法，并以云南省文山县城为例开展了实证研究。值得一提的是，北京师范大学、科技部灾害综合研究组等研究单位还将全国各类灾害风险的评估结果系统制成图集，大大推动了中国自然灾害风险评估的研究。

目前，国内外有关自然灾害风险评估多是针对单一灾种，对多灾种复合的自然灾害风险评估研究较少。自然灾害风险评估研究的重要趋势是强调风险的动态和综合评估，即强调灾害发生后，对由灾害引发的灾害链或灾害群进行实时评估。这种评估有利于及时掌握灾害链或灾害群各环节风险高低，从而为揭示综合灾害风险的形成机制提供理论依据。

3．自然灾害情景分析研究

“情景分析”（scenario analysis）是在一定假设基础上，对经济、产业或技术等可能出现现象的模拟（Lopez B等，2006）。1975年，美国对不同城市特定风险水平下的自然灾害风险情景进行了模拟：依据迈阿密、波尔特、旧金山等城市遭受台风、洪水、地震袭击所造成的灾害损失和影响范围信息，分析和预测美国未来同类灾害发生的风险。1999年，美国再次对上述三座城市进行了灾害风险情景分析，以讨论可持续减灾所涉及的问题（Mileti,1999）。联邦灾害管理机构美国陆军工程兵团、国家海洋和大气管理局（NOAA）、环境保护局以及联邦应急管理局对特大自然灾害的起因、性质、影响、责任、经验、教训和恢复重建等问题进行了实地调查，开展情景分析研究，对今后防灾减灾提出了针对性的建议（EERI,2006）。

自然灾害风险情景分析需要借助模型和计算机来实现。以台风风暴潮为例，20世纪80年代NOAA和国家气象局（NMS）联合开发了SLOSH模型（Jelesnianski等，1992），该模型在充分考虑台风强度、大小、前进速度、运移轨迹等要素的基础上，对预报飓风所带来的风暴潮潮高进行了情景模拟。美国联邦应急管理局开发了HAZUS-MH灾害评估及模拟系统，用以分析和预测由洪水、飓风或地震所导致的灾害损失。澳大利亚和美国研究机构联合开发了GCOM2D/3D系统（McInnes等，2003），通过二维或三维方式非常直观地再现了台风发生的场景。英国水文研究所开发了IHDM模型（Institute of Hydrology Distributed Model）。丹麦力学水利研究所（Danish Hydraulic Institute, DHI）开发了MIKE SHE模型。荷兰Delft研究所开发了Delft 3D模型。欧盟委员会联合研究中心自然灾害工程洪涝项目组（Flood Group of the Natural Hazards Project of the Joint Research Center of the European Commission）开发了LISFLOOD模型（Knijff等，2010）。

国内自然灾害研究中，关于流域不同洪水情景决溢风险评价的研究有大量情景分析方法的应用（夏富强等，2008）。白景昌（2004）采用二维非恒定流模型对蓄滞洪区的洪水演进进行了数值模拟，并用VORONOI图对模型进行了改正，根据模拟结果，划分出洪水到达时间、洪水最大流速、洪水淹没历时、洪水淹没水深等因子的空间差异，从而区分出不同地域的洪灾危险性（葛全胜，2008）。王建鹏等（2008）借助西安市强降水内涝预警系统，模拟了18个内涝灾害过程，深入分析了西安市区内涝成因。赵思健和黄崇福（2010）利用情景分析的方法评估了我国淮河流域的水稻洪涝灾害风险。以许世远为首席专家的华东师范大学沿海城市自然灾害研究团队基于城市地理学的背景，从地理学与灾害学耦合的角度出发，采用情景分析与模拟技术，对不同类型沿海城市洪涝灾害风险评估的理论框架、评估方法与技术流程进行了非常系统的探索研究：赵庆良等（2009）初步探讨了沿海山地丘陵型城市洪灾风险评估理论方法，提出了基于情景和GIS空间网络的沿海城市社区暴雨洪水灾害风险评估方法。石勇（2010）系统阐述了基于情景的平原三角洲沿海城市承灾体脆弱性分析的理论与方法。孙阿丽（2011）以SWMM模型为基础，初步探讨了小尺度区域情景模拟与指标体系耦合的沿海感潮型河网城市暴雨内涝灾害风险评估方法。刘耀龙（2011）从灾害风险的尺度效应出发，系统探讨了不同空间尺度沿海山地丘陵型城市暴雨洪涝灾害风险评估的理论与方法。权瑞松（2012）尝试采用情景模拟分析的手段研究城市暴雨内涝灾害系统孕灾环境变化过程，在充分考虑沿海城市独特下垫面特征的基础上，构建适用于城市的暴雨内涝模拟工具集，对城市系统内不同类型承灾体的暴雨内涝灾害风险进行区划。

情景分析已在灾害风险模拟中得到广泛应用，但仍存在两方面问题：① 情景分析中，预测模型边界条件的设定缺乏科学依据；② 情景分析多是对灾害风险场景的模拟，而对出现某种灾害风险，应急预案如何有效执行的模拟还未涉及。因此，应充分借鉴国内外已有的灾情风险情景分析工具，通过对灾害风险极端边界条件的界定，提高模拟精度，辅助修正应急预案的有效性和针对性，以提高应急预案的执行效果。