基于主成分分析法的文山州洪灾评估.pdfVIP

第 7期 广东水利水 电 NO．7 2011年7月 GUANGD0NG WATER RES0URCESAND HYDROPOWER Ju1．2011 基于主成分分析法的文山州洪灾评估 祝秀信 (云南省水文水资源局文山分局，云南 文山 663000) 摘 要：以文山州 1990～2007年洪灾资料为基础，选择受灾人 口、死亡人 口、经济损失、减产粮食4个指标的数据，采用主成 分分析法建立了文山州洪灾程度评估模型，并利用该模型计算了文山州洪灾程度综合指标值，对其进行定量分级评估。评 估结果表明：1990～2007年的18年间，文山州共出现 1次特大灾害、5次大灾、l1次较大灾害、1次一般灾害，平均3年就会 出现 1次比较严重的洪灾，且灾害程度随时间并未呈现减弱、减小的趋势。 关键词 ：主成份分析 ；洪灾评估 ：文山州 ；MATLAB 中图分类号：X43 文献标识码：B 文章编号 ：1008—0l12(2011)07—0027—04 引言 综合简化，以期反映复杂整体的情况，是研究如何通过 洪水灾情评估就是根据灾情评估指标和灾情评估 原始变量的少数几个线性组合来解释原始变量的绝大 模型，对因洪水灾害造成的破坏程度进行综合评估，评 部分信息，即在保证数据信息损失最小的前提下，经线 估的结果对洪水灾害管理工作具有重要的指导意义。 性变换和舍弃一小部分信息，以少数的综合变量取代原 但由于洪水灾情涉及 自然环境与社会经济等许多因素， 始采用的多维变量的一种分析方法 J。 其损失程度的综合评估需要统筹考虑多项评估指标，目 1．1．2 评价模型 前国内外尚无统一的洪水灾情评估指标体系和对各指 依据主成分分析基本原理，设水资源承载能力的评 标的灾情等级划分标准，因而如何建立符合区域实际的 价系统原来需要_，个变量， ，：，…，，来描述，经主成 洪水灾情评估指标体系和灾情等级划分标准，科学、客 分分析后得到m(m J)个新变量Z ， …，Z ，且 Z，， 观地将多指标问题综合成单指数问题进行洪水灾害等 z，…，z 均是 。，。，…一，的线性组合。变量 z，Z ， 级评估至今仍是洪灾研究的难点和热点之一 。因 … ， z 构成的坐标系是在原坐标系经平移和正交旋转 此，本文以文山州 1990～2007年洪灾资料为基础，结合 后得到的，称 z，z，…，Z 组成的空间为m维主超平 区域实际，选择受灾人 口、死亡人 口、经济损失、减产粮 面。用原样本群点Ⅳ。在主超平面上的投影近似地表达 食4个指标的数据 ，采用主成分分析法建立文山州洪灾 原样本群点。在主超平面上，第 1主分量Zl对应于数据 程度评估模型，运用MATLAB软件对模型进行计算，得 变异最大方向，即原样本群点在第 l主轴上投影的散差 出文山州洪灾程度综合指标值，对其进行定量分级评 V(Z)为最大；对于Z ，…，z ，依次有 (Z)≥V(Z) 估，旨在能较全面反映文山州洪灾损失情况，从而确定 ≥… ≥ (Z)。因此，z．是携带原始数据信息最多的1 减灾 目标，优化减灾措施 ，为减灾决策提供参考依据 。 维变量，z 是携带原始数据信息次多的变量，依次类 1 评价方法及数据来源 推，而m维主超平面是保留原始数据信息量最大的m维 1．1 主成分分析法 子空间。主成分分析方法评价模型如下 ： 1．1．1 基本原理 1)数据的标准化处理 主成分分析是 由Hotelling于 1933年首先提出的， Y = (X，一 )／s， i=l，2，…I；j=1，2，…，J (