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基于公顷网格尺度的森林火灾起火概率实证分析

冷慧卿1

摘要：对森林火灾起火概率的细致研究是揭示区域森林火灾起火规律、开展定量风险评估及保险区划工作的基础。本研究选取浙江省永嘉、丽水莲都、青田、缙云四县（区）为案例研究区，依托历史火点数据，利用二元Logistic回归模型在公顷网格尺度上开展了实证分析工作。选择的解释变量包括：距国家/省级道路距离、距居民地距离、高程、坡度、坡向、日平均气温、日相对湿度和日降水量。实证结果表明，研究区域内的森林火灾起火概率与日相对湿度、日平均温度、日降水、高程、坡度等要素存在着统计意义上显著的关系。本文构建的森林火灾野火概率模型也为后续开展基于火灾物理模型的森林火灾定量风险评估与保险区划研究工作奠定了基础。

关键词：公顷网格森林火灾起火概率二元logistic回归

一.引言

从灾害风险管理的角度来看，灾害风险显著的区域性规律要求必须进行区划，实现分区管理。灾害所表现出的区域性特征，其核心是决定灾害发生和形成的各类要素以及过程的区域异同性。保险区划是由定量风险评估、保险费率厘定以及区域划分三部分共同构成的系统性工作，是在对区域中某类风险的特征与规律进行定量描述的基础之上形成的。在为保险区划服务的定量风险评估中，风险被定义为损失及其发生的可能性，是由一系列的可能损失及其对应的概率所构成的二维事件空间，即：

Risk={probability,consequence}

即，风险={系列损失对应的概率，系列损失}（IUGS,1997）。实现对此类框架下的风险的定量表达，必须借助模型得以实现。保险精算作为一门科学，在强大的数理统计模型的支持下形成了一套经典的风险评估方法。它通过将大量的历史上已经发生的损失数据按照指定的方式进

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作者简介：冷慧卿，中国人民财产保险股份有限公司农业保险事业部总经理助理；通讯地址：北京市朝阳区建国门外大街

2号院2号楼；中国人民财产保险股份有限公司农业保险事业部/三农保险部，邮编：100022

基于公顷网格尺度的森林火灾起火概率实证分析保险与风险管理研究动态2011年12月

行组织，利用较为成熟的统计模型，找到可以表征损失的随机变量的主要参数的过程，从而得到该随机变量的概率密度分布、累积概率密度分布以及超越概率分布，即所要评估的风险。

采用基于历史损失数据的直接统计法的最重要的前提是大量的历史数据。这里，―大量”是一个相对的概念。究竟怎样才算做―大量”，并没有统一的标准。例如，在交强险的费率厘定过程中，采用的交通事故案例的数量达到了上亿条。而我国一些常见的灾害的数据，分地区的年度数据不过20余年。用较少的数据量进行估计，在多数情况下也可以取得显著的估计结果，但是数据越多能够提供的信息相应地会越为丰富。在数据短缺且估计模型存在着较大的不确定性的情况下，就必须借助灾害模型的方法进行评估。

所谓基于火灾模型的风险评估方法，就是指通过计算机仿真的手段，利用火灾模型生成大量的火灾事件案例，经过对仿真生成的火灾事件损失的统计达到定量评估风险的目的。由于灾害模型是按照灾害发生的物理机制构建的数理模型，因此可以实现基于计算机的随机事件模拟。在利用有限的历史数据对模型进行校验的基础之上，即可通过随机模拟生成大量―假”事件，为经典的精算模型提供充足的数据样本。特别是，在较高的空间分辨率下，空间单元数目大大增加，导致数据样本分散，每个空间单元能够分配到的数据信息也相应减少，传统的统计模型将难以适用。在这种情况下，引入灾害模型能够有效解决数据样本问题。

基于火灾模型的风险评估方法对森林火灾进行评估的核心是对森林火灾过程的理解与事件的刻画。研究人员通常将森林火灾的物理过程刻画为两个环节，即起火与蔓延。顾名思义，起火即森林从无火状态向燃烧状态的转化。在一场火灾中，对起火过程进行建模主要关注其最初的起火点。而蔓延则是在起火点出现后，野火向四周扩散、引起燃烧点周边更多森林进行燃烧状态，并直至火灾达到临界状态、蔓延终止的过程。采用基于物理模型的方法开展森林火灾定量风险评估，必须构建高分辨率、高准确度的森林火灾起火模型与蔓延模型。

由于森林起火在很大程度上是一个随机的事件，是与一系列的自然和人为要素有着密切联系的。从自然要素来看，除了季节、温度、相对湿度、风速、可燃物类型等，森林起火还与一些随机天气事件如雷击等有着密切的联系。从人为要素来看，由于人类在林区点燃明火（例如上坟点香烛、吸烟），甚至是由于铁轨上火车驶过引起的火星都可能成为起火的诱因。因此，必须从不确定性的角度来理解森林火灾起火。此时，对起火事件的刻画常常采用起火概率模型加以描述。

从当前来看，用于草原和