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地理学报 2021年第5期76卷 1148-1162页

作者：胡畔陈波史培军北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 北京师范大学环境演变与自然灾害教育部重点实验室北京100875 应急管理部-教育部减灾与应急管理研究院北京100875 北京师范大学地理科学学部北京100875 青海省人民政府-北京师范大学高原科学与可持续发展研究院西宁810008

暴雨洪涝灾害给中国造成了巨大人口和经济损失。本文通过对中国气象灾情普查数据的分析,结合小时降水数据、统计年鉴等资料,研究了1984—2007年间中国极端降水和暴雨洪涝灾情时空分异特征。在此基础上,采用地理探测器研究了中国暴雨洪... 详细信息

暴雨洪涝灾害给中国造成了巨大人口和经济损失。本文通过对中国气象灾情普查数据的分析,结合小时降水数据、统计年鉴等资料,研究了1984—2007年间中国极端降水和暴雨洪涝灾情时空分异特征。在此基础上,采用地理探测器研究了中国暴雨洪涝灾情时空格局的影响因素。结果表明,研究时段内全国极端降雨指标没有一致的变化趋势。长江、珠江及东南沿海等流域暴雨洪涝频次显著增加,但因灾人口死亡率下降,表明设防能力的提升对人口损失的缓减影响明显;西北地区因灾死亡人数和人口受灾率、经济损失等均增加,表明设防能力薄弱;因暴雨洪涝受灾人口贡献率最高的因子是气象致灾因素,又因暴雨洪涝死亡人口贡献率最高的是地理等孕灾环境和社会经济等承灾体因素,故暴雨洪涝直接经济损失贡献率最高的是地理等孕灾环境因素。该研究可为洪水灾情的影响因素定量化分析提供理论参考。

关键词：暴雨暴雨洪涝灾情时空格局地理探测器影响因素中国

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基于高精度房屋类型数据的海口市台风次生洪涝灾害损失评估

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灾害学 2022年第4期37卷 155-165页

作者：曾鹏苏朝晖方伟华张海霞余璐北京师范大学环境演变与自然灾害教育部重点实验室北京100875 北京师范大学地理科学学部灾害风险科学研究院北京100875 北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 应急管理部—教育部减灾与应急管理研究院北京100875

采用高分辨率房屋建筑物轮廓栅格数据、城市规划以及百度POI等资料构建了海口市房屋建筑物的使用类型及经济价值分布;基于实地调研的损失数据及参考现有研究,拟合了海口市各类房屋建筑物脆弱性曲线;结合模型模拟的海口市历史台风事件和... 详细信息

采用高分辨率房屋建筑物轮廓栅格数据、城市规划以及百度POI等资料构建了海口市房屋建筑物的使用类型及经济价值分布;基于实地调研的损失数据及参考现有研究,拟合了海口市各类房屋建筑物脆弱性曲线;结合模型模拟的海口市历史台风事件和台风暴雨-洪涝-风暴潮联合概率情景的洪涝淹没数据,开展了海口市台风次生洪涝情景下的房屋建筑物损失评估。研究表明:①高精度的承灾体数据可以实现对单体房屋的损失估算及空间分布规律分析。江东新区、海甸岛以及新埠岛等沿海区域的房屋洪涝灾害暴露度较高,商业用地、工业用地及在建工程等房屋使用类型发生洪涝损失的概率较大。②相同台风暴雨-洪涝-风暴潮重现期水平下,海口市房屋室内财产损失率呈现北高南低的分布格局,损失率较高的区域主要分布海甸岛、新埠岛以及江东新区等南渡江入海口附近。③相同台风暴雨-洪涝-风暴潮重现期水平下,海口市房屋建筑物洪涝损失主要集中在北部沿海及河流沿线,空间分布与洪涝危险性空间分布趋同。

关键词：台风次生灾害洪涝灾害损失评估室内财产价值海口市

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基于机器学习的降雨—滑坡灾害链直接经济损失脆弱性评估

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灾害学 2022年第4期37卷 220-224页

作者：李子轩杜鹃徐伟北京师范大学地理科学学部环境演变与自然灾害教育部重点实验室北京100875 北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 应急管理部-教育部减灾与应急管理研究院北京100875

承灾体脆弱性定量评估是灾害风险评估中的一项重要任务,也是个难点问题。开展降雨—滑坡直接经济损失脆弱性定量评估能直接为灾害链风险评估提供关键参数,对区域灾害链风险防范具有重要的意义。该文基于区域灾害系统,综合考虑致灾因子... 详细信息

承灾体脆弱性定量评估是灾害风险评估中的一项重要任务,也是个难点问题。开展降雨—滑坡直接经济损失脆弱性定量评估能直接为灾害链风险评估提供关键参数,对区域灾害链风险防范具有重要的意义。该文基于区域灾害系统,综合考虑致灾因子危险性、孕灾环境稳定性和承灾体脆弱性要素,采用机器学习算法,构建了降雨—滑坡灾害链直接经济损失脆弱性评估模型,并以贵州省毕节和六盘水两市为例,开展了降雨—滑坡灾害链直接经济损失脆弱性定量评估。结果表明,在三种机器学习算法模型中,随机森林和决策树模型具有相对较好的效果(最优变量组合的R 2分别为0.284和0.342,RMSE分别为7.92和7.59),XGBoost算法的效果相对较差。不同方法在实际损失的极值预测仍然存在偏差。决策树模型中脆弱性贡献变量最为重要的是NDVI、GDP和高程,而随机森林模型中则为累计有效降雨量和距道路距离。

关键词：降雨—滑坡灾害链脆弱性机器学习算法定量评估毕节和六盘水市

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雅鲁藏布江山南宽谷段爬坡沙丘表层沉积物特征

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中国沙漠 2022年第2期42卷 153-163页

作者：董苗严平王晓旭张国明孟小楠纪欣然王勇太原师范学院地理科学学院山西晋中030619 北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 北京师范大学地理科学学部北京100875 北京师范大学环境演变与自然灾害教育部重点实验室北京100875 北京师范大学国家安全与应急管理学院北京100875 北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室珠海基地广东珠海519087 河南省科学院地理研究所河南郑州450052

为揭示雅鲁藏布江山南宽谷段爬坡沙丘的形成过程、物源及沉积学意义,对山南宽谷段朗赛岭爬坡沙丘进行断面采样,分析爬坡沙丘不同地貌部位沉积物的粒度和地球化学元素特征。结果表明:爬坡沙丘表层沉积物以细沙和中沙为主,河漫滩和阶地表... 详细信息

为揭示雅鲁藏布江山南宽谷段爬坡沙丘的形成过程、物源及沉积学意义,对山南宽谷段朗赛岭爬坡沙丘进行断面采样,分析爬坡沙丘不同地貌部位沉积物的粒度和地球化学元素特征。结果表明:爬坡沙丘表层沉积物以细沙和中沙为主,河漫滩和阶地表现出明显的风水交互特点,迎风坡和背风坡则表现为明显的风成特点;不同地貌部位沉积物粒度特征不同,从河漫滩到迎风坡坡顶,沉积物粒度整体变细,分选逐渐变好,从迎风坡顶到背风坡,分选变差。沉积物的地球化学元素以Si、Al、Fe、Na为主,在不同地貌部位分布差异较小,表明其具有相似的沉积环境,和上陆壳(UCC)相比,除Si以外其余常量元素均有亏损。微量元素集中分布于河漫滩沉积物中,部分存在于稳定矿物中的微量元素可分布于坡麓地带。A-CN-K图解及CIA值揭示了朗赛岭爬坡沙丘处于化学风化的初期,A-CNK-FM图则表明Fe、Mg元素在空间上存在差异,是差异风力风选的结果。从化学风化指标来看,从河漫滩到迎风坡,沉积物的风化程度增强。综上所述,物源和风动力是导致爬坡沙丘粒度和化学元素存在空间差异的重要因素,朗赛岭爬坡沙丘属于近源沙丘,沙源主要是雅鲁藏布江河流相沉积物,不同地貌部位沉积物特征的差异性是对风、水交互作用的积极响应。

关键词：粒度化学元素物源爬坡沙丘雅鲁藏布江

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基于Copula函数的1977—2014年广东省年最大洪峰特征分析

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水利水电技术（中英文） 2022年第2期53卷 1-17页

作者：梁媛媛孙鹏张强北京师范大学环境演变与自然灾害教育部重点实验室北京100875 北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 北京师范大学地理科学学部灾害风险科学研究院北京100875 安徽师范大学地理与旅游学院安徽芜湖241002

基于广东省51个水文站的1977—2014年的年最大洪峰流量数据,分析了年最大洪峰流量序列的特征和趋势,综合运用MK和Pettitt等数理统计方法研究年最大洪峰流量的变化趋势,同时基于单变量和多变量Copula函数进一步分析洪水重现期及洪水联合... 详细信息

基于广东省51个水文站的1977—2014年的年最大洪峰流量数据,分析了年最大洪峰流量序列的特征和趋势,综合运用MK和Pettitt等数理统计方法研究年最大洪峰流量的变化趋势,同时基于单变量和多变量Copula函数进一步分析洪水重现期及洪水联合分布,揭示土地利用对广东年最大洪峰流量频率的影响机制。研究结果表明:(1)广东省29(22)个站点年最大洪峰流量有增加(减小)的趋势,且北江的三水、石角、高道和西江的小罗年最大洪峰流量呈显著增加趋势,站点大多数集中于北江流域和西江流域;(2)Inverse Gaussian和Log-logistic是年最大洪峰流量拟合最优的单变量分布函数,Clayton Copula是年最大洪峰流量拟合最优的Copula函数;(3)在1977—2014年间,51个站点中有10个站点(其中六个集中在鉴江和漠阳江水系,其余集中在北江和西江水系)发生了百年一遇的洪水,有的甚至远远超过百年一遇,剩余的站点洪水的重现期多集中在20~30 a一遇;(4)选取考虑两站点(高道站与石角站、连平站与顺天站、马口站与三水站、潮安站与东桥园站、合江站和高州站)间年最大洪峰流量的联合分布情况,超过20 a一遇的洪水发生的概率很低,同时5种年联合分布情况下联合重现期和同现重现期随着流量增大而增大,同现重现期总体大于联合重现期。广东省51个站点中,无论是年最大洪峰流量的空间分布还是发生年份的时间分布上都受到了城市化进程下土地利用类型变化的影响,二者在空间和时间上存在一致性。

关键词：年最大洪峰流量 Copula 频率分析土地利用广东省洪水气候变化

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全球城市扩展模拟数据集(1992-2050)

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全球变化数据学报（中英文） 2024年第1期8卷 90-97,V0090-V0097页

作者：刘志锋应嘉禾何春阳黄庆旭白巧贤潘鑫豪北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 北京师范大学地理科学学部自然资源学院北京100875 北京师范大学环境演变与自然灾害教育部重点实验室北京100875 应急管理部-教育部减灾与应急管理研究院北京100875

全球城市扩展数据是开展全球城市扩展过程及其影响与优化研究的基础,但现有数据未有效区分城乡建设用地,导致相关研究结果存在较大不确定性。本文复合全球建设用地数据和全球城市中心位置数据重建了全球1992–2020年逐年城市扩展过程,... 详细信息

全球城市扩展数据是开展全球城市扩展过程及其影响与优化研究的基础,但现有数据未有效区分城乡建设用地,导致相关研究结果存在较大不确定性。本文复合全球建设用地数据和全球城市中心位置数据重建了全球1992–2020年逐年城市扩展过程,利用土地利用情景变化动力学-城市(Land Use Scenario Dynamics-urban,LUSD-urban)模型分区模拟了5种共享社会经济路径下全球2020–2050年城市扩展过程,构建了一套有效区分城乡建设用地且连续可比的全球城市扩展数据集。精度评价表明该数据集准确可靠,模型模拟结果的Kappa系数为0.88、FoM为0.23。本数据集包含1992–2020年逐年全球历史城市建成区范围和2021–2050年逐五年全球未来城市建成区范围,数据集的空间分辨率为1 km,存储格式为.tif。数据量为498 MB,压缩后为23.7 MB。

关键词：城市扩展全球 1992–2050年共享社会经济路径城市化

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青藏高原城市洪涝缓解能力评估——以拉萨市为例

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北京师范大学学报（自然科学版） 2022年第2期58卷 318-327页

作者：戴开璇沈石程昌秀耿佳辰张天媛北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室环境演变与自然灾害教育部重点实验室地理科学学部地理数据与应用分析中心北京100875 国家青藏高原科学数据中心北京100101

通过耦合FUTURES城市扩张模拟模型和城市洪涝缓解能力评估模型,综合不同气候变化和城市扩张情景对拉萨市洪涝缓解能力的历史及未来变化进行了定量评估.结果发现:1)2000-2015年,拉萨市各区洪涝缓解能力平均降低了5.34%.其中城关区和堆龙... 详细信息

通过耦合FUTURES城市扩张模拟模型和城市洪涝缓解能力评估模型,综合不同气候变化和城市扩张情景对拉萨市洪涝缓解能力的历史及未来变化进行了定量评估.结果发现:1)2000-2015年,拉萨市各区洪涝缓解能力平均降低了5.34%.其中城关区和堆龙德庆区分别降低了4.63%和8.55%,仅达孜区的缓解能力提高了1.13%.2)城关区未来洪涝缓解能力在RCP4.5和RCP8.5情景下分别平均降低了15.01%和29.52%,堆龙德庆区则分别降低了16.16%和31.95%.3)城关区和堆龙德庆区的新增城镇用地造成其缓解能力比原自然地表降低50%以上,在城市扩张中采取保护水体措施,能够有效减少缓解能力的退化.4)未来城市扩张造成拉萨市未来洪涝缓解能力的大幅降低,而气候变化进一步扩大了其退化程度.因此,拉萨市在未来应该遏制城市建设向水体、草地扩张的趋势,提高城市土地利用效率.并且应当加强城市内部绿色基础设施的建设,适度提高防洪排水设施标准,以应对气候变化可能造成的极端降水事件.

关键词：极端降水城市洪涝城市扩张 FUTURES模型 InVEST-UFRM模型

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理解地理“耦合”实现地理“集成”

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地理学报 2020年第1期75卷 3-13页

作者：宋长青程昌秀杨晓帆叶思菁高培超北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 北京师范大学地理科学学部北京100875 北京师范大学环境演变与自然灾害教育部重点实验室北京100875

"耦合"作为物理学的经典概念,为许多学科提供了一套阐述多主体相互作用的思路和方法。"集成"不是来自特定学科,但因其高度的概括能力被广泛应用于自然和人文科学领域。地球科学是应用这两个概念最多的学科之一。地... 详细信息

"耦合"作为物理学的经典概念,为许多学科提供了一套阐述多主体相互作用的思路和方法。"集成"不是来自特定学科,但因其高度的概括能力被广泛应用于自然和人文科学领域。地球科学是应用这两个概念最多的学科之一。地理学作为自然与人文交叉学科,具有区域性、综合性和复杂性特征。在使用耦合概念时,不同地理分支具有不同的理解,为此,地理学者有必要明确界定不同学科、不同情景下耦合概念的内涵,从而更准确地探索陆地表层格局、过程和机制。首先,从地理要素耦合、地理空间耦合、地理界面耦合、地理空间尺度耦合、地理关系耦合、地理耦合解译六个方面,对地理耦合的内涵进行全面解析和界定,并给出了相应的研究实践案例。其次,从地理学的视角认识理解集成,并以"黑河流域生态-水文集成研究"重大研究计划的地理实践为例,介绍实现地理集成的基本路径。最后,提出理解地理"耦合"与实现地理"集成"之间的联系。

关键词：地理耦合地理集成生态-水文过程黑河流域

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畜牧业雪灾致灾成害过程和风险评估研究进展与展望

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地理科学进展 2021年第12期40卷 2116-2129页

作者：马恒张钢锋史培军北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 北京师范大学环境演变与自然灾害教育部重点实验室北京100875 北京师范大学应急管理部—教育部减灾与应急管理研究院北京100875 北京师范大学地理科学学部北京100875 青海师范大学高原科学与可持续发展研究院西宁810008

畜牧业雪灾是牧区冬、春季节最严重的自然灾害之一,往往会造成大量牲畜伤亡,严重威胁和制约了牧区畜牧业生产和高质量发展,未来气候变化使得畜牧业雪灾风险存在着更大的不确定性。论文基于区域自然灾害系统理论,梳理了畜牧业雪灾致灾成... 详细信息

畜牧业雪灾是牧区冬、春季节最严重的自然灾害之一,往往会造成大量牲畜伤亡,严重威胁和制约了牧区畜牧业生产和高质量发展,未来气候变化使得畜牧业雪灾风险存在着更大的不确定性。论文基于区域自然灾害系统理论,梳理了畜牧业雪灾致灾成害过程和风险评估的理论框架,从致灾因子、孕灾环境、承灾体等方面系统总结了当前研究进展,以及存在的主要问题。最后针对今后畜牧业雪灾研究进行了展望,主要包括以下6个方面:(1)增强草高估算和雪深反演精度研究;(2)深化积雪分配过程研究及多致灾因子与孕灾环境耦合的危险性分析;(3)强化缺氧环境对畜牧业雪灾致灾成害过程的影响机制研究;(4)加强牲畜暴露分布的时空变化研究;(5)推进畜牧业雪灾减灾措施的成本效益分析;(6)加强气候变化背景下畜牧业雪灾风险定量评估和多学科交叉研究。

关键词：畜牧业雪灾致灾成害过程风险评估致灾因子孕灾环境承灾体

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北京师范大学灾害风险科学研究回顾与展望

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北京师范大学学报（自然科学版） 2022年第3期58卷 458-464页

作者：史培军刘连友北京师范大学地理科学学部灾害风险科学研究院地表过程与资源生态国家重点实验室环境演变与自然灾害教育部重点实验室应急管理部-教育部减灾与应急管理研究院北京100875

回顾了北京师范大学灾害风险科学研究团队33年来开展灾害风险科学研究取得的主要研究成果,分析了目前面临的主要挑战,展望了未来研究与学科建设的重点.灾害风险科学研究团队先后在区域自然灾害系统理论、综合减灾、灾害风险防范研究,重... 详细信息

回顾了北京师范大学灾害风险科学研究团队33年来开展灾害风险科学研究取得的主要研究成果,分析了目前面临的主要挑战,展望了未来研究与学科建设的重点.灾害风险科学研究团队先后在区域自然灾害系统理论、综合减灾、灾害风险防范研究,重大自然灾害评估与国家减灾规划编制,以及发起并组织国际“综合风险防范”核心科学计划等方面做出了积极贡献.面对学科体系不完善、学术带头人不足、研究团队规模较小以及实验平台整合不力等挑战,亟需面向全球和国家防灾减灾、综合风险防范、绿色发展以及可持续性需求,在区域致灾-成害机制与动力学模拟、全球变化人口与经济系统风险精准评估、综合灾害(特别是碳排放)风险防范模式等领域争取重大突破,从而引领全球灾害风险科学,为建设地理学世界一流学科做出重要贡献.

关键词：灾害风险区域规律致灾成害机制综合灾害风险防范全球变化

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