(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111396894.7 (22)申请日 2021.11.23 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114091756 A (43)申请公布日 2022.02.25 (73)专利权人 国家海洋环境预报中心 地址 100081 北京市海淀区大慧寺8号 (72)发明人 侯京明　徐志国　王培涛　高义　 王君成　卢伟　 (74)专利代理 机构 北京易捷胜知识产权代理事 务所(普通 合伙) 11613 专利代理师 李会娟 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06Q 10/06(2012.01)G06Q 50/26(2012.01) (56)对比文件 CN 111008734 A,2020.04.14 CN 111582755 A,2020.08.25 CN 113642849 A,2021.1 1.12 CN 112966925 A,2021.0 6.15 CN 111582386 A,2020.08.25 KR 102171085 B1,2020.10.28 CN 10849 2236 A,2018.09.04 帅向华等.防震减灾公益 服务短信技 术平台 设计与实现. 《自然灾害学报》 .201 1,第20卷(第 06期),第40 -44页. 审查员 吴秀萍 (54)发明名称 一种基于泰森多边形的乡镇级海啸风险评 估方法 (57)摘要 本发明涉及一种基于泰森多边形的乡镇级 海啸风险评估方法， 包括： 基于沿海区域的基础 地理信息 数据， 构建沿海区域内多个泰森多边形 结构， 根据沿海区域内的历史地震和海啸数据， 结合海啸数值计算模型， 获取每一泰森多边形结 构的海啸危险等级分析结果； 基于ASTER高程、 Sentinel1数据、 LANDSAT卫星数据和NPP/VIIRS 灯光数据获取脆弱评估结果； 将每一泰森多边形 结构的海啸危险等级分析结果和和脆弱评估结 果进行组合， 得到用于展示的乡镇级海啸风险区 划结果。 本发 明的方法将海啸风险评估区划尺度 提高到乡镇级， 海啸脆弱分析 兼具科学性和实用 性， 提高脆弱分析合理性。 权利要求书3页 说明书15页 附图2页 CN 114091756 B 2022.07.05 CN 114091756 B 1.一种基于泰 森多边形的乡镇级海啸风险评估方法， 其特 征在于， 包括： S1、 基于沿海区域的基础地理信息数据构建沿海区域内多个泰森多边形结构； 每一泰 森多边形结构中存在一个作为应急避难空间的控制点， 任意泰森多边形结构的网格单元到 控制点的距离最短； S2、 根据所述沿海区域内的历史地震和海啸数据， 基于海啸数值计算模型， 获取每一泰 森多边形 结构的海啸危险等级分析 结果； 所述海啸数值计算模型是以考虑海啸频散特性的FUNWAVE模型为基础并结合所述沿海 区域的高程数据、 潜在 海啸所属的水深数据， 通过数值计算确定海啸最大波幅的模型； 所述 潜在海啸为基于历史地震和海啸数据评估得到； S3、 基于预设时间段内对应沿海区域经纬度的ASTER高程、 Sentinel1数据、 LANDSAT卫 星数据和NPP/VIIRS灯光数据； 获取泰森多边形结构中每一网格单元的海啸灾害脆弱评估 结果； 将泰森多边形结构内所有网格单元 的海啸灾害脆弱评估结果进行筛选， 选择所有网 格单元中对应的最高等级的脆弱评估结果作为该泰 森多边形 结构的脆弱评估结果； S4、 将每一泰森多边形结构的海啸危险等级分析结果和脆弱评估结果进行组合， 得到 用于展示的乡镇级海啸风险评估的区划结果； 其中， 所述S1包括： S1‑1、 收集沿海区域的基础地理信息数据； 所述基础地理信息数据包括海岸线数据、 乡 镇级居民点的地理分布信息、 乡镇行政区划数据、 高程数据和水深数据； 从所述乡 镇级居民点的地理分布信息中提取村级/社区级的居民点数据， 所述居民点 数据包括下述的一项或多项： 社区居民点、 村级居民点、 工厂、 旅游区、 港口和危险货物存放 处； S1‑2、 将所述沿海区域划分为多个网格单元， 每一网格单元的分辨率为10 ‑20米； 将居 民点数据作为控制点， 将每一网格单 元的中心点作为测量 点； 获取测量点和居民点的经纬度数据， 采用公式(3)计算任意测量点之间的距离， 并结合 公式(1)和公式(2)的约束条件， 构建多个泰 森多边形 结构； 公式(1)d(x,A)＝ inf{d(x,a)|a∈A} 公式(2)Rk＝{x∈X|d(x,Pk)≤d(x,Pj)for all j≠k} 公式(3) 其中， d为距离函数， X是距离函数的度量空间， K是一组指数， (Pk)k∈K是空间X中非空子 集的元组； 与控制点Pk相关的区域Rk是X中所有测量点x的集合， 集合中所有测量点x到Pk的 距离不大于所有测量点x到其他控制点Pj的距离， j和k是不同的索引； d(x,A)表示测量点x 和子集A中 a之间的距离； 集合中一个测量 点x的经纬度数据为(a1,a2)， 另一个测量 点x的经纬度数据为(b1,b2)。 2.根据权利要求1所述的乡镇级海啸风险评估方法， 其特 征在于， 所述S2包括： S2‑1、 收集所述沿海区域内的历史地震和海啸数据； S2‑2、 根据现有G ‑R定律对所述历史地震进行分析， 获取地震 的震级、 总次数与时间周 期之间的关系， 并确定潜在海啸的最大震 级； S2‑3、 将潜在的最大震级输入预先建立的海啸数值计算模型， 获得潜在海啸的最大波权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114091756 B 2幅的计算结果； 所述海啸数值计算模型为预先采用Boussinesq方程的FUNWAVE模型建立的， 采用网格 嵌套的形式进行 数值计算的模型； S2‑4、 基于潜在海啸的最大波幅的计算结果， 按照波幅变化规律， 确定存在影响沿海区 域海岸处的海啸最大波幅； S2‑5、 将所述海啸最大波幅映射到距离海岸8公里位置的所有泰森多边形结构， 并确定 每一泰森多边形 结构的危险等级。 3.根据权利要求2所述的乡镇级海啸风险评估方法， 其特 征在于， S2 ‑5包括： 针对每一泰森多边形结构， 根据预先接收的用户输入的定义信息， 选取该泰森多边形 结构的2公里 范围内的最高危险等级作为该泰 森多边形 结构的危险等级； 定义信息包括： 距离海岸2 ‑4公里， 4‑6公里和6 ‑8公里范围内的泰森多边形的等级依次 降低一级， 直到降为 最低的四级， 危险等级分为 4级； I级代 表危险性 为最高；Ⅳ级则为最低。 4.根据权利要求1所述的乡镇级海啸风险评估方法， 其特 征在于， S3包括： S3‑1、 收集对应沿海区域经纬度的ASTER高程数据、 S entinel‑1数据、 LANDSAT卫星数据 和NPP/VIIRS灯光数据； S3‑2、 针对每一泰森多边形结构， 从收集的数据中筛选出该泰森多边形结构内每一个 网格单元的数据； S3‑3、 对于每一个网格单元， 对该网格单元所属的LANDSAT卫星数据进行大气校正处 理， 并采用GS变换法进行融合处 理； S3‑4、 基于每一个网格单元所属的ASTER高程数据、 NPP/VIIRS灯光数据、 Sentinel ‑1数 据和融合处理后的数据、 先验知识， 获取用于判断海啸灾害脆弱性的影响因子； 所述影响因 子包括： 高程因子、 坡度因子、 土地利用因子和社会经济因子； S3‑5、 在每一个网格单元内， 采用层次分析法处理所述影响因子， 获取该网格单元的海 啸灾害脆弱评估结果； 针对每一泰森多边形结构， 选取该泰森多边形结构内所有 网格单元中最高海啸灾害脆 弱评估结果作为泰 森多边形 结构的脆弱评估结果。 5.根据权利要求 4所述的乡镇级海啸风险评估方法， 其特 征在于， S3 ‑4包括： 利用ASTER高程数据和先验知识， 计算高程因子； 所述先验知识包括： 高程值与高程因 子的映射关系； 基于ASTER高程数据计算网格单元所属区域的坡度值， 根据所述坡度值和先验知识， 计 算坡度因子； 所述先验知识包括： 坡度值与坡度因子的映射关系； 基于Senti nel‑1数据、 融合的LAND SAT卫星数据和先验知识， 计算土地利用因子； 对网格单元所述区域的NPP/VIIRS灯光数据所显示的社会经济数据进行归一化， 基于 归一化的社会经济数据和先验知识， 计算社会经济因子； 所述先验知识包括： 社会经济数据 与社会经济因子的映射关系； 其中， 高程、 坡度、 土地利用和社会经济每个因子分为5个等级， 代表脆弱性等级高、 稍 高、 中等、 稍低和低。 6.根据权利要求5所述的乡镇级海啸风险评估方法， 其特征在于， S3 ‑5中的在每一个网 格单元内， 采用层次分析法处理所述影响因子， 获取该网格单元的海啸灾害脆弱评估结果，权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114091756 B 3