社區(qū)減災(zāi)能力的熵權(quán)-灰靶評(píng)價(jià)方法研究
——以蘇州新區(qū)為例

連達(dá)軍，朱 進(jìn)，李廣斌

(蘇州科技大學(xué)，江蘇 蘇州 215009)

社區(qū)減災(zāi)能力的熵權(quán)-灰靶評(píng)價(jià)方法研究——以蘇州新區(qū)為例

連達(dá)軍，朱 進(jìn)，李廣斌

(蘇州科技大學(xué)，江蘇 蘇州 215009)

社區(qū)是城市細(xì)胞和基層單位，其防災(zāi)減災(zāi)能力建設(shè)對(duì)構(gòu)建城市安全體系有著極其重要的作用。本文借助于熵權(quán)-灰靶模型和GIS疊置分析技術(shù)進(jìn)行社區(qū)減災(zāi)能力綜合評(píng)價(jià)方法研究，首先從災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估能力、救援與保障能力等6個(gè)方面構(gòu)建起包含30個(gè)二級(jí)指標(biāo)的社區(qū)減災(zāi)能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。經(jīng)過(guò)指標(biāo)序列的影響空間和標(biāo)準(zhǔn)模式的構(gòu)建、灰靶變換和靶心度分級(jí)，進(jìn)行社區(qū)減災(zāi)能力分級(jí)評(píng)價(jià)。以蘇州新區(qū)作為案例分析研究區(qū)，借助于A(yíng)rcMap10.2軟件得到該區(qū)域的社區(qū)減災(zāi)能力空間分布特征圖。分析結(jié)果表明，研究區(qū)社區(qū)減災(zāi)能力總體上呈現(xiàn)東區(qū)較好，西區(qū)較弱，區(qū)域內(nèi)社區(qū)減災(zāi)能力建設(shè)不平衡特征。研究區(qū)各街道和社區(qū)的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估能力和災(zāi)害管理能力較好，工程防御能力總體分布不均衡，經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)支撐能力、救援與保障能力、公眾認(rèn)知能力較差，說(shuō)明社區(qū)綜合減災(zāi)能力不足，今后應(yīng)從單純依賴(lài)減災(zāi)示范社區(qū)建設(shè)轉(zhuǎn)變?yōu)榧訌?qiáng)社區(qū)綜合減災(zāi)能力的內(nèi)涵建設(shè)。

社區(qū)減災(zāi)能力；熵權(quán)-灰靶模型；靶心度；GIS疊置分析

區(qū)域綜合減災(zāi)能力是區(qū)域在防災(zāi)備災(zāi)、應(yīng)急處置、救援救助和災(zāi)后恢復(fù)重建等災(zāi)害管理全過(guò)程的綜合能力；而社區(qū)是城市的細(xì)胞，更是城市公共防災(zāi)減災(zāi)工作的基礎(chǔ)組成部分，做好社區(qū)公共防災(zāi)減災(zāi)工作，對(duì)構(gòu)建城市安全體系有著極其重要的作用[1-2]。目前關(guān)于區(qū)域減災(zāi)能力指標(biāo)體系及其評(píng)價(jià)方法的研究集中于單災(zāi)種研究、綜合減災(zāi)某一方面的研究和區(qū)域綜合減災(zāi)能力的研究，針對(duì)社區(qū)的減災(zāi)能力研究較少[3]。本文針對(duì)城市社區(qū)，進(jìn)行減災(zāi)能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建及減災(zāi)能力評(píng)價(jià)，并且選取蘇州市虎丘區(qū)(高新區(qū)，以下簡(jiǎn)稱(chēng)為新區(qū))作為研究區(qū)進(jìn)行實(shí)例測(cè)算，借助于GIS空間分析技術(shù)對(duì)研究區(qū)減災(zāi)能力的空間分布特征進(jìn)行分析，為救災(zāi)管理提供決策支持。

1 社區(qū)減災(zāi)能力的內(nèi)涵與界定

社區(qū)減災(zāi)能力可界定如下，為避免或減少各種人為災(zāi)害和自然災(zāi)害，社區(qū)在防災(zāi)、抗災(zāi)、救災(zāi)和災(zāi)后恢復(fù)重建過(guò)程中，以保護(hù)社區(qū)居民生命財(cái)產(chǎn)安全、保護(hù)居民正常生活和社區(qū)各項(xiàng)產(chǎn)業(yè)活動(dòng)正常進(jìn)行為目的，所采取的各種工程性和非工程性措施。其內(nèi)涵應(yīng)具備以下特征：①社區(qū)減災(zāi)能力是區(qū)域綜合減災(zāi)能力的組成部分，但二者的評(píng)價(jià)尺度，指標(biāo)選取不盡相同；②社區(qū)組織不是社區(qū)減災(zāi)能力的唯一主體，政府、社區(qū)、居民和各種組織是社區(qū)減災(zāi)的共同主體；③社區(qū)減災(zāi)資源不是抵抗、防御或減輕單一災(zāi)種的能力，而是應(yīng)對(duì)各種災(zāi)害(包括自然災(zāi)害和人為災(zāi)害)的能力水平；④全國(guó)綜合減災(zāi)示范社區(qū)標(biāo)準(zhǔn)不應(yīng)作為社區(qū)減災(zāi)能力界定與評(píng)價(jià)的唯一標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)綜合考慮影響社區(qū)減災(zāi)能力的各種因素，構(gòu)建客觀(guān)全面的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

2 社區(qū)減災(zāi)能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

《全國(guó)綜合減災(zāi)示范社區(qū)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定了符合減災(zāi)示范社區(qū)的基本條件和基本要素，并且有明確的指標(biāo)，但該標(biāo)準(zhǔn)是以示范效應(yīng)作為減災(zāi)社區(qū)建設(shè)的核心，其指標(biāo)僅可作為社區(qū)減災(zāi)能力評(píng)價(jià)的部分指標(biāo)。應(yīng)綜合考慮上述因素及社區(qū)減災(zāi)能力的內(nèi)涵，從災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估能力、救援與保障能力、工程防御能力、經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)支撐能力、災(zāi)害管理能力和公眾認(rèn)知能力6個(gè)方面構(gòu)建社區(qū)減災(zāi)能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，如圖1所示。該指標(biāo)體系共包含30個(gè)二級(jí)指標(biāo)，涉及二值型、數(shù)值型和等級(jí)型3種類(lèi)型的數(shù)據(jù)。

圖1 社區(qū)減災(zāi)能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

3 社區(qū)減災(zāi)能力綜合評(píng)價(jià)方法研究

按照權(quán)重確定方法進(jìn)行劃分，目前比較流行的評(píng)價(jià)方法可概括為主觀(guān)確權(quán)法和客觀(guān)確權(quán)法兩大類(lèi)，前者如層次分析法、模糊評(píng)價(jià)法，后者如熵權(quán)法。近年也有學(xué)者采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析等方法進(jìn)行評(píng)價(jià)研究，這些方法均有助于評(píng)價(jià)技術(shù)與方法的發(fā)展[4-7]。本文所涉及的社區(qū)減災(zāi)能力評(píng)價(jià)具有以下特點(diǎn)：①指標(biāo)多，數(shù)據(jù)類(lèi)型不一致，無(wú)法使用傳統(tǒng)方法進(jìn)行確權(quán)；②指標(biāo)數(shù)據(jù)無(wú)經(jīng)驗(yàn)值，數(shù)據(jù)量少，不容易進(jìn)行定量評(píng)價(jià)；③社區(qū)間的同類(lèi)指標(biāo)具有可比性且均可轉(zhuǎn)化為極性一致性指標(biāo)。基于上述特點(diǎn)，本文采用灰靶理論進(jìn)行評(píng)價(jià)。

3.1 熵權(quán)-灰靶模型

該理論適用于不確定性現(xiàn)象中的“小樣本，貧信息”評(píng)價(jià)問(wèn)題，其基本思想是在沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)模式的條件下設(shè)定一個(gè)灰靶，并且在灰靶中找到靶心，然后將待評(píng)模式與標(biāo)準(zhǔn)模式進(jìn)行比較，以此識(shí)別模式接近靶心的程度并依據(jù)靶心度等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行模式分級(jí)[8]。考慮到各評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)靶心度的影響程度不同，采用熵權(quán)法確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，該方法的靶心度計(jì)算公式為

Γ(X0(j),Xi(j))=

(1)

式中,wi(i=1,2,…,n)為指標(biāo)i的權(quán)重；Δ0i(j)為各空間單元上指標(biāo)i的灰關(guān)聯(lián)差異信息；j為空間單元的序號(hào)。權(quán)重的計(jì)算公式為

(2)

3.2 GIS空間疊置分析技術(shù)

疊置運(yùn)算是GIS技術(shù)的空間分析功能之一，運(yùn)算對(duì)象至少涉及兩個(gè)圖層[12-14]?？煞譃榛趯傩赃壿嬯P(guān)系的空間單元疊置運(yùn)算(Ⅰ類(lèi)疊置)和基于空間單元的屬性邏輯關(guān)系運(yùn)算(Ⅱ類(lèi)疊置)兩類(lèi)，如圖2所示。Ⅰ類(lèi)疊置經(jīng)過(guò)疊置運(yùn)算后空間單元的范圍和屬性均發(fā)生變化，該類(lèi)疊置不僅要進(jìn)行邏輯關(guān)系運(yùn)算，還包括復(fù)雜的空間對(duì)象拓?fù)溥\(yùn)算；Ⅱ類(lèi)疊置經(jīng)過(guò)疊置運(yùn)算后空間單元的范圍不變化，屬性發(fā)生變化，主要包含邏輯關(guān)系運(yùn)算，但參加運(yùn)算的圖層比較多時(shí)，要考慮不同圖層的權(quán)重。可見(jiàn)，社區(qū)減災(zāi)能力綜合評(píng)價(jià)是以社區(qū)為評(píng)價(jià)單元，各評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的圖層為運(yùn)算對(duì)象，采用熵權(quán)-灰靶模型進(jìn)行的Ⅱ類(lèi)疊置分析。

圖2 疊置運(yùn)算示意圖

4 實(shí)例測(cè)算

4.1 研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)來(lái)源

蘇州新區(qū)位于蘇州市區(qū)西部，如圖3所示，近20年主要經(jīng)受風(fēng)雹、臺(tái)風(fēng)、冷凍和洪澇等自然災(zāi)害，導(dǎo)致了巨大的經(jīng)濟(jì)損失；由于蘇州經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，流動(dòng)人口激增，近年來(lái)人為災(zāi)害頻發(fā)，社區(qū)減災(zāi)能力建設(shè)越來(lái)越受到地方政府的重視。本文將蘇州市新區(qū)作為研究區(qū)，進(jìn)行社區(qū)減災(zāi)能力評(píng)價(jià)與分析，評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)主要來(lái)自?xún)蓚€(gè)方面：①空間數(shù)據(jù)來(lái)源于蘇州市空間數(shù)據(jù)庫(kù)，部分指標(biāo)借助于A(yíng)rcGIS軟件計(jì)算獲得；②屬性數(shù)據(jù)由蘇州市民政局組織，委托新區(qū)民政局進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì)，由各街道匯總得到。調(diào)查目標(biāo)共涉及8個(gè)鎮(zhèn)區(qū)(或街道)83個(gè)社區(qū)，獲取72個(gè)社區(qū)的有效樣本數(shù)據(jù)，以此作為研究區(qū)減災(zāi)能力計(jì)算與分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

圖3 研究區(qū)概況

4.2 社區(qū)減災(zāi)能力測(cè)算

以街道為單位，依次從災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估能力、救援與保障能力等6個(gè)方面，按灰靶理論構(gòu)建指標(biāo)序列的影響空間，根據(jù)式(1)和式(2)進(jìn)行熵權(quán)計(jì)算、灰關(guān)聯(lián)差異信息空間構(gòu)建和靶心度確定。計(jì)算時(shí)需要注意，除年群體事件災(zāi)害數(shù)、年火災(zāi)次數(shù)和社區(qū)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)強(qiáng)度為極小值極性外，其余指標(biāo)均為極大值極性。表1為楓橋街道7個(gè)社區(qū)的工程防御能力灰關(guān)聯(lián)系數(shù)和一級(jí)靶心度計(jì)算結(jié)果。

表1 楓橋鎮(zhèn)社區(qū)工程防御能力灰關(guān)聯(lián)系數(shù)和一級(jí)靶心度計(jì)算結(jié)果

靶心度的大小順序即為工程防御能力強(qiáng)弱順序，由表1，可見(jiàn)，該街道馬一社區(qū)工程防御能力最強(qiáng)，楓津社區(qū)次之，康佳社區(qū)工程防御能力最弱。同法可計(jì)算所有社區(qū)的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估能力、救援與保障能力、工程防御能力、經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)支撐能力、災(zāi)害管理能力和公眾認(rèn)知能力。按照GISⅡ類(lèi)疊置技術(shù)，借助于A(yíng)rcMap10.2軟件得到蘇州市新區(qū)社區(qū)減災(zāi)能力，采用距平法劃分為4個(gè)等級(jí)，得到分布如圖4所示。

圖4 蘇州新區(qū)行政區(qū)劃及社區(qū)減災(zāi)能力分布圖

5 分析與建議

對(duì)比蘇州新區(qū)行政區(qū)劃圖4(a)，可以得到研究區(qū)內(nèi)社區(qū)減災(zāi)能力以下幾個(gè)方面的特征：

(1) 研究區(qū)內(nèi)社區(qū)減災(zāi)能力總體上呈現(xiàn)東區(qū)較好，西區(qū)較弱，區(qū)域社區(qū)減災(zāi)能力建設(shè)不平衡。獅山街道社區(qū)綜合減災(zāi)能力最強(qiáng)；通安鎮(zhèn)東部的樹(shù)山村和華通真山社區(qū)，滸墅關(guān)鎮(zhèn)中部的和祥社區(qū)、永新社區(qū)和文昌花園減災(zāi)能力較強(qiáng)；獅山街道的馨泰社區(qū)和滸墅關(guān)鎮(zhèn)的永蓮社區(qū)減災(zāi)能力優(yōu)于其他相鄰社區(qū)。研究區(qū)西部的鎮(zhèn)湖街道、東渚鎮(zhèn)、通安鎮(zhèn)和滸墅關(guān)經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)的大部分社區(qū)減災(zāi)能力都較差，與同街道其他社區(qū)減災(zāi)能力建設(shè)相比，存在明顯不足。

(2) 社區(qū)綜合減災(zāi)能力不足。圖5(a)—(e)為蘇州新區(qū)社區(qū)減災(zāi)能力各一級(jí)指標(biāo)空間分布圖，可見(jiàn)研究區(qū)各街道和社區(qū)在災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估能力、救援與保障能力等方面的建設(shè)各有優(yōu)勢(shì)，但社區(qū)綜合減災(zāi)能力不足。災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估能力和災(zāi)害管理能力普遍較好，但公眾認(rèn)知能力卻差強(qiáng)人意；經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)支撐能力和救援與保障能力總體較差，說(shuō)明地方政府在減災(zāi)資金的投入方面有待加強(qiáng)；工程防御能力總體分布不均衡，說(shuō)明地方政府應(yīng)組織相關(guān)職能部門(mén)在內(nèi)部道路、綠地和排澇體系建設(shè)、消防設(shè)施建設(shè)與維護(hù)、地下民防設(shè)施建設(shè)等方面統(tǒng)籌規(guī)劃、統(tǒng)籌建設(shè)、統(tǒng)籌維護(hù)管理。

圖5 蘇州新區(qū)社區(qū)減災(zāi)能力一級(jí)指標(biāo)空間分布

(3) 社區(qū)減災(zāi)能力建設(shè)應(yīng)從過(guò)去單純以減災(zāi)示范社區(qū)建設(shè)轉(zhuǎn)化為社區(qū)綜合減災(zāi)能力的內(nèi)涵建設(shè)。研究區(qū)共有8個(gè)全國(guó)綜合減災(zāi)示范社區(qū)，其災(zāi)害管理能力均為“優(yōu)”或“良”；但就綜合減災(zāi)能力而言，僅永蓮和馨泰兩個(gè)社區(qū)為“優(yōu)”，和祥、獅山、萬(wàn)楓、新升4個(gè)社區(qū)“良好”，而楓津和橫塘為“中”(見(jiàn)圖4)。減災(zāi)示范社區(qū)建設(shè)雖然可強(qiáng)化體制機(jī)制和檔案管理等災(zāi)害管理能力，但綜合減災(zāi)能力卻不盡然。建議改變以往單純以減災(zāi)示范社區(qū)建設(shè)為中心的思維慣性，追求社區(qū)綜合減災(zāi)能力的內(nèi)涵建設(shè)。

社區(qū)防災(zāi)減災(zāi)工作是城市公共防災(zāi)減災(zāi)工作的基礎(chǔ)組成部分，對(duì)構(gòu)建城市安全體系有著重要作用。本文借助于熵權(quán)-灰靶理論進(jìn)行社區(qū)減災(zāi)能力分級(jí)評(píng)價(jià)，利用GIS空間疊置分析技術(shù)得到社區(qū)減災(zāi)能力空間分布特征圖。本文研究成果可為社區(qū)減災(zāi)能力建設(shè)工作提供指導(dǎo)和依據(jù)，并可支持職能部門(mén)進(jìn)行防災(zāi)減災(zāi)決策。在社區(qū)綜合減災(zāi)能力分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行社區(qū)災(zāi)害動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)研究是今后的主要工作。

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StudyonEntropyWeightandGreyTargetEstimationMethodofCommunityDisasterReductionCapability:TakeSuzhouNewDistrictasanExample

LIAN Dajun,ZHU Jin,LI Guangbin

(Suzhou University of Science and Technology, Suzhou 215009,China)

The community is the city cell and the basic unit, and its construction of disaster prevention and mitigation plays an extremely important role in the construction of urban security system. Comprehensive estimation method of community disaster reduction capability was studied based on entropy weight-grey target model and GIS overlay analysis technique. Evaluation index system, including about 30 two levels indicators，was firstly built up from six aspects of disaster risk assessment ability, rescue and support capability, etc. After the construction of influence space, model standardization processing, grey target transform, and classification of approaching degree, the disaster reduction capacity was then grading assessed. Taking Suzhou new district as a case study area, the spatial distribution characteristics of community disaster reduction capability were obtained by using ArcMap10.2 software. The results show that the overall ability of community disaster reduction in the east of study area is better than that in the west. The capacity of disaster risk assessment and disaster management of all streets and communities in the study area are acceptable. The overall defense capability of the project is unevenly distributed. The conclusion can be inferred that community comprehensive disaster reduction capability is insufficient from the poor economic support ability, rescue and support capability and public cognitive ability. The demonstration community construction of disaster reduction should be shifted to the connotation construction of community’s comprehensive disaster reduction capability.

community disaster reduction capability; entropy weight and grey target model； approaching degree； GIS overlay analysis

2017-08-01;

2017-09-08

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51578352)

連達(dá)軍(1972—)，男，博士，副教授，主要從事測(cè)繪與GIS應(yīng)用、災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析與空間決策等方面的研究。E-mail：ldjwwyx@126.com

連達(dá)軍，朱進(jìn)，李廣斌.社區(qū)減災(zāi)能力的熵權(quán)-灰靶評(píng)價(jià)方法研究——以蘇州新區(qū)為例[J].測(cè)繪通報(bào)，2017(12)：98-102.

10.13474/j.cnki.11-2246.2017.0388.

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A

0494-0911(2017)12-0098-05