本發(fā)明涉及自然災(zāi)害損失預(yù)測，特別涉及一種暴雨災(zāi)害損失預(yù)測方法、系統(tǒng)及介質(zhì)。
背景技術(shù)：
1、暴雨災(zāi)害作為常見的自然災(zāi)害之一，其發(fā)生頻率高、影響范圍廣，可能造成嚴(yán)重的人員傷亡、經(jīng)濟損失及社會影響，精準(zhǔn)預(yù)測暴雨災(zāi)害損失等級對防災(zāi)減災(zāi)決策、資源調(diào)配及風(fēng)險管控具有重要意義。
2、物理過程模型雖能模擬災(zāi)害演化，但過度依賴高精度氣象、水文數(shù)據(jù)及復(fù)雜物理模擬（如流體力學(xué)模型），不僅消耗大量計算資源，且難以實時響應(yīng)動態(tài)災(zāi)害鏈的復(fù)雜變化；指標(biāo)體系評估通過構(gòu)建降雨量、人口密度等靜態(tài)指標(biāo)進行定性分級，卻無法捕捉多因素間的非線性關(guān)聯(lián)，導(dǎo)致評估結(jié)果跨區(qū)域可比性差，難以適應(yīng)復(fù)雜災(zāi)害場景。
3、暴雨致災(zāi)機制涉及自然環(huán)境（如地形、植被）與人類活動（如城市化、經(jīng)濟水平）的動態(tài)相互作用，傳統(tǒng)模型在量化多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的綜合影響方面存在不足，無法準(zhǔn)確預(yù)測暴雨災(zāi)害的經(jīng)濟損失。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種暴雨災(zāi)害損失預(yù)測方法、系統(tǒng)及介質(zhì)，實現(xiàn)了對暴雨災(zāi)害經(jīng)濟損失的有效預(yù)測。
2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實施例提供了一種暴雨災(zāi)害損失預(yù)測方法，包括以下步驟：
3、獲取引發(fā)暴雨災(zāi)害的致災(zāi)因子、孕育暴雨災(zāi)害的孕災(zāi)環(huán)境因子以及反映承災(zāi)體在暴雨災(zāi)害中面臨的暴露度和脆弱性因子；
4、通過min-max標(biāo)準(zhǔn)化消除致災(zāi)因子、孕災(zāi)環(huán)境因子以及暴露度和脆弱性因子的尺度差異；使用隨機抽樣的方式調(diào)整致災(zāi)因子、孕災(zāi)環(huán)境因子以及暴露度和脆弱性因子的順序；
5、將超參數(shù)組合尋優(yōu)后的多種機器學(xué)習(xí)算法進行集成，構(gòu)建多模型暴雨災(zāi)害損失預(yù)測系統(tǒng)；
6、將處理后的致災(zāi)因子、孕災(zāi)環(huán)境因子以及暴露度和脆弱性因子輸入多模型預(yù)測系統(tǒng)，輸出暴雨災(zāi)害的經(jīng)濟損失。
7、在一些可選的實施例中，所述獲取引發(fā)暴雨災(zāi)害的致災(zāi)因子、孕育暴雨災(zāi)害的孕災(zāi)環(huán)境因子以及反映承災(zāi)體在暴雨災(zāi)害中面臨的暴露度和脆弱性因子，所述致災(zāi)因子、孕災(zāi)環(huán)境因子以及暴露度和脆弱性因子，具體包括：
8、制災(zāi)因子包括：累計降雨量、逐1-6小時最大雨量和降雨持續(xù)時間；
9、孕災(zāi)環(huán)境因子包括：地形起伏度、河網(wǎng)密度、植被覆蓋率、坡度、不透水層比例、建筑密度；
10、暴露度和脆弱性因子包括：人均gdp、人口密度、人均房屋建筑面積、人均可支配收入、人均病床位數(shù)和人均糧食播種面積。
11、在一些可選的實施例中，所述超參數(shù)組合尋優(yōu)后的多種機器學(xué)習(xí)算法，具體實施步驟為：
12、采用十折交叉驗證方法對邏輯回歸、支持向量機、隨機森林、xgboost和?lightgbm這五種算法的超參數(shù)進行并行優(yōu)化，分別根據(jù)各自算法在驗證過程中輸出的準(zhǔn)確率、f1值、kappa系數(shù)以及auc指標(biāo)構(gòu)建評估矩陣，通過對比各自算法在不同超參數(shù)組合下的性能表現(xiàn)，獨立篩選出各自算法的最優(yōu)超參數(shù)組合。
13、在一些可選的實施例中，所述多模型暴雨災(zāi)害損失預(yù)測系統(tǒng)的構(gòu)建方式，具體包括：
14、通過比較各個超參數(shù)組合尋優(yōu)后的機器學(xué)習(xí)算法在驗證集上的性能，選取性能最優(yōu)的單一算法，或借助堆疊模型技術(shù)集成多種算法，進而構(gòu)建多模型暴雨災(zāi)害損失預(yù)測系統(tǒng)。
15、在一些可選的實施例中，所述暴雨災(zāi)害的經(jīng)濟損失，具體包括：
16、暴雨災(zāi)害的經(jīng)濟損失劃分以經(jīng)?cpi?訂正的直接經(jīng)濟損失為基準(zhǔn)，具體分為輕災(zāi)、中災(zāi)、大災(zāi)、特大災(zāi)四個級別，各級別的閾值通過歷史數(shù)據(jù)的四分位數(shù)來確定。
17、在一些可選的實施例中，所述致災(zāi)因子、孕災(zāi)環(huán)境因子以及暴露度和脆弱性因子，對暴雨災(zāi)害損失等級的貢獻度，具體包括：
18、通過shap值分析致災(zāi)因子、孕災(zāi)環(huán)境因子以及暴露度和脆弱性因子對暴雨災(zāi)害損失等級的貢獻度。
19、本發(fā)明的實施例還提供了一種計算機設(shè)備，包括：至少一個處理器；以及，與所述至少一個處理器通信連接的存儲器；其中，所述存儲器存儲有可被所述至少一個處理器執(zhí)行的指令，所述指令被所述至少一個處理器執(zhí)行，以使所述至少一個處理器能夠執(zhí)行上述的暴雨災(zāi)害損失預(yù)測方法。
20、本發(fā)明的實施例還提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，存儲有計算機程序，所述計算機程序由處理器運行時，能夠執(zhí)行上述的暴雨災(zāi)害損失預(yù)測方法。
21、本發(fā)明所提供的暴雨災(zāi)害損失預(yù)測方法，至少具有以下有益效果：
22、通過多模型預(yù)測系統(tǒng)對多源數(shù)據(jù)（致災(zāi)因子、孕災(zāi)環(huán)境因子及暴露度和脆弱性因子）的高效處理，能在暴雨預(yù)警發(fā)布后快速精確的輸出各區(qū)域的經(jīng)濟損失結(jié)果。有助于動態(tài)調(diào)配救援物資、優(yōu)化避難場所選址，確保高風(fēng)險區(qū)域（如低洼地帶、人口密集區(qū)）的資源優(yōu)先投放，提升應(yīng)急處置的針對性和及時性。
23、借助對孕災(zāi)環(huán)境因子（地形起伏度、植被覆蓋率等）和暴露度因子的綜合分析，可精準(zhǔn)識別高脆弱性區(qū)域，為排水系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計、暴雨災(zāi)害防護緩沖區(qū)劃定提供量化依據(jù)。通過明確高風(fēng)險區(qū)的分布特征（如排水壓力大、人口暴露度高的區(qū)域），助力提升城市防洪韌性，實現(xiàn)城市規(guī)劃與防災(zāi)需求的精準(zhǔn)匹配。
24、通過shap值對各因子（如人均?gdp、人均病床位數(shù)等）貢獻度的分析，能清晰識別影響災(zāi)損等級的關(guān)鍵因素，針對性指導(dǎo)政策制定。例如，為經(jīng)濟薄弱地區(qū)的防災(zāi)基礎(chǔ)設(shè)施投入提供決策支持，確保資源投入聚焦于提升承災(zāi)體抗風(fēng)險能力的核心環(huán)節(jié)，提高防災(zāi)政策的有效性和精準(zhǔn)度。
1.一種暴雨災(zāi)害損失預(yù)測方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如權(quán)利要求1所述的暴雨災(zāi)害損失預(yù)測方法，其特征在于，所述獲取引發(fā)暴雨災(zāi)害的致災(zāi)因子、孕育暴雨災(zāi)害的孕災(zāi)環(huán)境因子以及反映承災(zāi)體在暴雨災(zāi)害中面臨的暴露度和脆弱性因子，所述致災(zāi)因子、孕災(zāi)環(huán)境因子以及暴露度和脆弱性因子，具體包括：
3.如權(quán)利要求1所述的暴雨災(zāi)害損失預(yù)測方法，其特征在于，所述超參數(shù)組合尋優(yōu)后的多種機器學(xué)習(xí)算法，具體實施步驟為：
4.如權(quán)利要求1所述的暴雨災(zāi)害損失預(yù)測方法，其特征在于，所述多模型暴雨災(zāi)害損失預(yù)測系統(tǒng)的構(gòu)建方式，具體包括：
5.如權(quán)利要求1所述的暴雨災(zāi)害損失預(yù)測方法，其特征在于，所述致災(zāi)因子、孕災(zāi)環(huán)境因子以及暴露度和脆弱性因子，對暴雨災(zāi)害損失等級的貢獻度，具體包括：
6.權(quán)利要求1所述的暴雨災(zāi)害損失預(yù)測方法，其特征在于，所述暴雨災(zāi)害的經(jīng)濟損失，具體包括：
7.一種計算機系統(tǒng)，其特征在于，包括：至少一個處理器；以及，與所述至少一個處理器通信連接的存儲器；其中，所述存儲器存儲有可被所述至少一個處理器執(zhí)行的指令，所述指令被所述至少一個處理器執(zhí)行，以使所述至少一個處理器能夠執(zhí)行如權(quán)利要求1至6中任一項所述的暴雨災(zāi)害損失預(yù)測方法。
8.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述計算機可讀存儲介質(zhì)中存儲有計算機程序，所述計算機程序由處理器運行時，能夠執(zhí)行權(quán)利要求1至6所限定的任意一項所述的暴雨災(zāi)害損失預(yù)測方法。