暴雨洪水本体模型的可视化呈现与应急决策应用

doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.04.0686

中国安全科学学报 ›› 2025, Vol. 35 ›› Issue (4): 227-232.doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.04.0686

暴雨洪水本体模型的可视化呈现与应急决策应用

王潇讲师¹(), 孙雨¹^,^**(), 黄昕桐¹, 刘天奇副教授¹, 张国伟副研究员²

¹ 沈阳航空航天大学安全工程学院,辽宁沈阳 110136
² 沈阳工程学院机械学院,辽宁沈阳 110136

收稿日期:2024-12-11 修回日期:2025-02-12 出版日期:2025-04-28
通信作者:
**孙雨(2001—),女,辽宁东港人,硕士研究生,研究方向为公共安全与应急管理、地震风险管理。E-mail:3370917592@qq.com。
作者简介:
王潇 (1980—),女,辽宁沈阳人,博士,讲师,主要从事公共安全与应急管理方面的研究。E-mail:761385745@qq.com。
基金资助:
辽宁省社会科学基金资助(L23BXW003); 辽宁省经济社会发展研究课题(20251s1ybkt-067)

Visualization of flood and rainstorm model and application of emergency decision

WANG Xiao¹(), SUN Yu¹^,^**(), HUANG Xintong¹, LIU Tianqi¹, ZHANG Guowei²

¹ Safety Engineering College,Shenyang Aerospace University,Shenyang Liaoning 110136,China
² Machinery College, Shenyang Institute of Engineering, Shenyang Liaoning 110136, China

Received:2024-12-11 Revised:2025-02-12 Published:2025-04-28

摘要/Abstract

摘要：

为减少暴雨和洪水灾害带来的各种风险,提出暴雨洪水灾害风险本体模型。从环境因素、设备设施因素、管理因素、人力因素、信息因素5个方面识别暴雨洪水灾害风险要素,分别给出暴雨洪水类、状态空间的概念,定义各个灾害要素的数据属性和对象属性,并基于Protégé应用程序实现暴雨洪水本体模型的可视化。结果表明:暴雨洪水本体模型可清晰准确地表达风险要素和属性,并科学快速地检索出风险要素之间的联系,从而帮助决策者有效作出响应。为暴雨洪水灾害风险评估提供数据存储和检索平台,能够实现用户知识重用和共享,同时也为政府和应急管理主管部门的应急处置和科学决策提供参考。

关键词: 暴雨洪水, 本体模型, 可视化, 应急决策, Protégé应用程序

Abstract:

In order to reduce the various risks associated with storm and flood hazards, an ontology model of storm and flood hazard risk is proposed. Storm and flood disaster risk elements were identified from five aspects: environmental factors, equipment and facility factors, management factors, human factors, and information factors. The concepts of storm flood class and state space were given respectively, and data attributes and object attributes of each hazard element are defined. And visualization of the storm flood ontology model based on Protégé application. The results show that the storm and flood ontology model can express the risk elements and attributes clearly and accurately, and retrieve the links between the risk elements scientifically and quickly, so as to help the decision-makers respond effectively. Providing a data storage and retrieval platform for heavy rainfall and flood disaster risk assessment, it can realize user knowledge reuse and sharing, and provide a reference for emergency response and scientific decision-making by the government and emergency management authorities at the same time.

Key words: torrential rain flooding, ontology model, emergency decision-making, visualization, Protégé application

中图分类号:

X915.5

王潇, 孙雨, 黄昕桐, 刘天奇, 张国伟. 暴雨洪水本体模型的可视化呈现与应急决策应用[J]. 中国安全科学学报, 2025, 35(4): 227-232.

WANG Xiao, SUN Yu, HUANG Xintong, LIU Tianqi, ZHANG Guowei. Visualization of flood and rainstorm model and application of emergency decision[J]. China Safety Science Journal, 2025, 35(4): 227-232.

图/表 7

表1

图1

表2

图2

图3

图4

图5

参考文献 11

[1]	ORRU K, KLAOS M, NERO K, et al. Imagining and assessing future risks: a dynamic scenario-base socialvulnerability analysis framework for disaster planning and response[J]. Journal of Contingencies and Crisis Management, 2023, 31(4):995-1008.
[2]	CHEN Yanping, WANG Yilun, WU Zhize, et al. Flood disaster assessment method based on a stacked denoising autoencoder[J]. Electronics, 2023, 12(18): DOI:10.3390/electronics12183839.
[3]	LEI Tianjie, WANG Jiabao, LI Xiangyu, et al. Flood disaster monitoring and emergency assessment based on multi-source remote sensing observations[J]. Water, 2022, 14(14): DOI:10.3390/w14142207.
[4]	YU Shuangrui, LI Ruiqi, ZHANG Yuxi, et al. A research on urban disaster resilience assessment system for rainstorm and flood disasters: a case study of Beijing[J]. PLoS One, 2023, 18(10): DOI:10.1371/journal.pone.0291674.
[5]	XU Fugang, OU Yiheng, WANG Feng, et al. Risk assessment of geological disasters in Beichuan county after the Wenchuan earthquake based on ArcGIS[J]. Bull Eng Geol Environ, 2023, 82: DOI:10.1007/s10064-023-03421-y.
[6]	张会, 李铖, 程炯, 等. 基于“H-E-V”框架的城市洪涝风险评估研究进展[J]. 地理科学进展, 2019, 38(2):175-190. doi: 10.18306/dlkxjz.2019.02.003
	ZHANG Hui, LI Cheng, CHENG Jiong, et al. A review of urban flood risk assessment based on the framework of hazard-exposure-vulnerability[J]. Progress in Geography, 2019, 38(2):175-190. doi: 10.18306/dlkxjz.2019.02.003
[7]	WANG Qiyuan, HOU Jundong. Hazard assessment of rainstorm-geohazard disaster chain based on multiple scenarios[J]. Nat Hazards, 2023, 118: 589-610.
[8]	CHEN Xiaobo, GUO Zupei, ZHOU Hengyu, et al. Urban flood resilience assessment based on VIKOR-GRA: a case study in Chongqing, China[J]. KSCE Journal of Civil Engineering, 2022, 26:4178-4194.
[9]	SUN Zuo, LIU Yingjie, QI Qingjie, et al. Risk assessment of coal mine flood disasters based on projection pursuit clustering model[J]. Sustainability, 2022, 14(18):DOI:10.3390/su141811131.
[10]	MADHURI R, SISTLA S, RAJU KS. Application of machine learning algorithms for flood susceptibility assessment and risk management[J]. Journal of Water and Climate Change, 2021, 12 (6): 2608-2623.
[11]	钱静, 刘奕. 突发事件分析的EOC概念模型[J]. 清华大学学报:自然科学版, 2022, 62(2):259-265.
	QIAN Jing, LIU Yi. EOC model:a conceptual model to analyze emergencies[J]. Journal of Tsinghua University:Science and Technology, 2022, 62(2):259-265.

方法名称	优点	缺点
本体论描述获取法	2种互补语言形式	没有详细的本体构建步骤
多伦多大学企业集成实验室建模法	提出从需求出发获取本体,注重本体的优化	缺少文档化过程;本体重用程度低
骨架法	有具体构建框架和完善的评估流程	没有真正的生命周期;本体重用程度低
七步法	有具体构建框架;可操作性强和效率高;可复用和完善的评估流程	缺乏对本体检查、评估及用户的反馈

类	概念	状态空间
环境	山洪泥石流易发区	不发生、小型、中型、大型、巨型
	农作物田地	大规模、中等规模、小规模
	水库	近距离、中等距离、远距离
	文物古迹	高、中、低
	危旧平房区	砖木结构、砌体结构、混凝土结构、钢结构
	未处理有害垃圾	重金属、有毒物质、环境危害垃圾、其他垃圾
	建筑工程区	临建设施、基坑设施、临时用电、其他设施
	地势/m	海拔>200、海拔200~100、海拔100以下
设备设施	交通设施	公路、铁路、航空、水路
	水利设施	防洪设施、供水设施、水电设施
	教育文化设施	学校、图书馆、博物馆、其他
	电力设施	发电设施、变电设施、电力线路设施、电力调度设施
	医疗卫生设施	一级医院、二级医院、三级医院、医疗个体
	排水设施	排水管道、排水沟道、污水处理
	邮电通讯设施	邮政、互联网、电话、广播电视
管理因素	疏散方案	完整适用、部分可用、无
	响应速度	快、一般、慢
	救援效率	高效率、中等效率、低效率
人力因素	教育程度	大学及以上、中学、小学及以下
	自救能力	完全可以、需要帮助、完全不能
	心理素质	较高、中等、较低
	风险意识(领导)	敏锐、普通、淡薄
信息因素	监控报警	有效、失效
信息因素	通信服务	良好、受损

[1]	蒋卫平副教授, 龚浩锋, 苏栋教授, 林星涛助理教授, 陈湘生教授. 基于科学知识图谱的极端情况下城市应急管理研究[J]. 中国安全科学学报, 2025, 35(4): 247-258.
[2]	王海清, 张玉倩, 郑威, 马佳雯. 基于主次屏障的化工装置事故根因分析及“双预”机制应用[J]. 中国安全科学学报, 2024, 34(2): 131-137.
[3]	万平, 邓鑫焰, 马晓凤. 基于知识图谱的驾驶愤怒研究现状及热点可视化分析[J]. 中国安全科学学报, 2023, 33(7): 39-50.
[4]	陆继锋, 李方, 杨洋. 城市社区应急管理文献计量研究与可视化分析[J]. 中国安全科学学报, 2023, 33(5): 199-205.
[5]	张江石, 李泳暾, 秦芳, 王慧超, 潘雨, 王梓伊. 煤矿事故因素的自组织映射分布研究[J]. 中国安全科学学报, 2023, 33(2): 9-15.
[6]	盛伟, 关城, 张苏, 傅炜, 王金贵. 基于情景相似的电网企业台风灾害应急决策[J]. 中国安全科学学报, 2023, 33(11): 174-180.
[7]	黄萍, 张文龙, 叶圣琳, 余君, 余龙星. 基于TF-IDF和VOSviewer的我国应急救援现状可视化分析[J]. 中国安全科学学报, 2023, 33(11): 196-205.
[8]	韩豫, 李家猛, 顾婧. 突发事故情境中内隐记忆驱动的应急决策行为特性分析[J]. 中国安全科学学报, 2023, 33(10): 234-239.
[9]	杨继星, 房玉东, 边路, 黄晓辉, 柳树林, 贾泽宇. 应急救援数字化战场体系研究与应用探索[J]. 中国安全科学学报, 2023, 33(10): 240-246.
[10]	张文山, 张全柱. 应急指挥与安全在线监测系统应用研究[J]. 中国安全科学学报, 2022, 32(S2): 231-235.
[11]	魏连江, 周福宝, 夏同强, 王凯, 蒋合国, 王健. 矿井智能通风与灾变应急决策平台[J]. 中国安全科学学报, 2022, 32(9): 158-167.
[12]	程刚, 王振雪, 李刚强, 倪钰菲, 徐靓. 我国滑坡监测文献计量研究的可视化分析[J]. 中国安全科学学报, 2022, 32(7): 172-179.
[13]	马丹, 裴玉龙, 田昆. 基于文献计量分析的行人交通安全研究综述[J]. 中国安全科学学报, 2020, 30(8): 101-108.
[14]	王金江, 王舒辉, 张兴, 张来斌. 基于RBI技术的储气库分离器风险分析[J]. 中国安全科学学报, 2020, 30(2): 21-27.
[15]	李忠辉, 马云波, 郑安琪, 何顺, 王枫植, 张昕. 掘进工作面突出危险性预测及危险区可视化研究[J]. 中国安全科学学报, 2020, 30(11): 53-59.

暴雨洪水本体模型的可视化呈现与应急决策应用

Visualization of flood and rainstorm model and application of emergency decision

RichHTML

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 7

参考文献 11

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价