作为气象灾害中极具破坏性的类型之一,雷电灾害频发于电力、石化、通信、旅游等行业,不仅可能造成巨额经济损失,还会直接威胁人身安全。此前,雷电灾害风险普查存在技术口径不统一、评估模型差异大、数据处理无标准等痛点,导致普查结果缺乏可比性和实用性。
近日,山西省发布地方标准《气象灾害风险普查技术规范 雷电》(DB14/T 3489-2025),并将于 2025 年 10 月 10 日正式实施。该标准从资料收集、评估模型、分级方法到报告编制,构建了一套完整的标准化技术体系,对从事灾害风险评估、气象工程、应急管理技术开发的从业者和科研人员具有极高的参考价值。本文将从技术视角深度拆解标准核心内容,助力快速落地应用。
一、标准核心框架与技术定位
1. 适用场景与核心目标
- 适用范围:覆盖山西省行政区域内雷电气象灾害风险普查全流程,包括政府部门的区域风险评估、企业防雷减灾规划、科研机构的灾害机理研究等场景。
- 核心目标:统一雷电灾害普查的技术口径,规范致灾因子识别、风险评估模型、等级划分标准,实现 “数据可复用、结果可对比、决策可支撑”。
2. 标准结构与技术逻辑
标准共 8 章 + 7 个资料性附录,技术逻辑遵循 “资料收集→因子识别→评估建模→等级区划→报告编制” 的闭环流程,附录提供了全套实操工具包,解决了 “怎么算、怎么分、怎么用” 的核心问题。
二、关键技术细节深度拆解
(一)资料收集:标准化数据要求(实操必看)
标准对各类数据的收集年限、指标维度、格式要求做出明确规定,避免因数据不规范导致评估结果偏差:
| 数据类型 | 收集要求 | 核心指标 | 数据年限 |
|---|---|---|---|
| 气象资料 | 雷电定位数据 | 雷击点密度、地闪强度 | ≥10 年 |
| 承灾体资料 | 国土面积、人口、GDP、高危场所等 | 易燃易爆场所(油库 / 气库等)、旅游景区、矿区数量 | 最新年度数据 |
| 灾情资料 | 特大 / 重大 / 较大雷电灾害(QX/T191-2013 标准) | 灾害频数、人员伤亡、经济损失、建构筑物受损、电子设备损毁、行业分布 | ≥20 年 |
| 地理信息资料 | 矢量底图、地形高程(DEM)、土壤电导率 | 行政边界、海拔高度、地形起伏度 | 无明确年限,需最新可用数据 |
| 减灾资源资料 | 政府 / 企业 / 基层三类资源 | 避雷场所、监测预警系统、应急预案、科普宣传情况 | 最新年度数据 |
(二)致灾危险性评估:模型公式 + 权重确定
1. 评估模型(加权求和法)
致灾危险性指数通过整合致灾因子和孕灾环境两类指标计算,公式如下:H=wd⋅Ld+wn⋅Ln+ws⋅Sc+we⋅Eh+wt⋅Tr
- 各参数含义:
- Ld:归一化后的雷击点密度年平均值;wd:对应权重
- Ln:归一化后的地闪强度年平均值;wn:对应权重
- Sc:归一化后的土壤电导率值;ws:对应权重
- Eh:归一化后的海拔高度值;we:对应权重
- Tr:归一化后的地形起伏值;wt:对应权重
- 关键前提:所有指标需先进行归一化处理(附录 B 公式),消除量纲差异:D=Xmax−XminX−Xmin(正向指标,数值越大影响越显著)
2. 权重确定方法(3 种可选,附适用场景)
标准提供 3 种权重计算方法,可根据数据可得性和评估精度要求选择:
| 方法名称 | 原理 | 适用场景 | 实操工具 |
|---|---|---|---|
| 信息熵赋权法(附录 C) | 基于指标数据离散度,客观赋权 | 数据充足、指标差异显著的场景 | 需计算指标比重→熵值→熵权 |
| 层次分析法(AHP,附录 D) | 定性 + 定量结合,两两比较标度 | 需结合专家经验的场景 | 构造判断矩阵(1-9 标度)→一致性检验(CI 公式)→权重计算 |
| 专家打分法(附录 E) | 多轮匿名征询专家意见,综合归纳 | 数据不足、需依赖行业经验的场景 | 需设计打分表,控制主观偏差 |
(三)风险评估:分场景建模(核心创新点)
标准针对不同承灾体类型,设计了两类风险评估模型,提升评估精准度:
1. 针对人口 / GDP 的风险模型(加权求积法)
R=HIwh×EIwe×VIwv
- 核心指标:
- HI:归一化致灾危险性指数;wh:权重
- EI:归一化承灾体暴露度(E=SSE,SE为人口 / GDP 等,S为评估单元面积);we:权重
- VI:归一化承灾体脆弱性(生命损失指数 / 经济损失指数,V=F×G,F为灾害频次,G为伤亡 / 损失数据);wv:权重
2. 针对高危场所(易燃易爆 / 景区 / 矿区)的风险模型
R=HIwh×EIwe×PIwp
- 新增指标:PI为归一化防灾减灾能力指数(P=∑wz⋅Jz,Jz为减灾资源密度),体现高危场所的防护能力对风险的抵消作用。
(四)等级区划:2 种分级方法(附标准)
风险等级与致灾危险性等级均划分为 5 级,提供两种实操方法:
1. 自然断点分级法(附录 F)
- 原理:基于数据本身的自然分布,通过计算子集总偏差平方和最小化,确定最优分级边界,适合数据分布不均匀的场景。
2. 百分位等级划分法(附录 G)
- 分级标准(直接复用):
等级 百分位范围 风险等级 Ⅰ 级 ≥95% 高风险 Ⅱ 级 [85%, 95%) 较高风险 Ⅲ 级 [70%, 85%) 中风险 Ⅳ 级 [50%, 70%) 较低风险 Ⅴ 级 <50% 低风险
三、附录工具包:直接落地的 “技术手册”
标准的 7 个资料性附录是核心价值所在,相当于免费提供了一套雷电灾害普查的 “工具箱”,重点推荐:
- 附录 A:雷电灾害风险普查流程图(可视化全流程,可直接用于项目管理)
- 附录 B:归一化方法(含公式 + 示例,解决指标量纲统一问题)
- 附录 D:层次分析法(含 1-9 标度表 + 一致性检验公式,新手可直接套用)
- 附录 F/G:分级方法的具体计算步骤(含偏差平方和、百分位数公式)
四、适用人群与落地价值
1. 核心适用对象
- 气象、应急管理、住建、自然资源等部门的技术人员;
- 电力、石化、通信、旅游景区、矿区等行业的安全管理与工程技术人员;
- 从事灾害风险评估、防灾减灾系统开发的科研人员与程序员;
- 高校相关专业(气象学、环境科学、安全工程)的师生。
2. 技术落地价值
- 解决 “无标可依” 痛点:统一数据收集、模型计算、等级划分标准,避免重复开发;
- 提升评估精度:分场景建模 + 多权重方法可选,适配不同应用场景;
- 降低开发成本:附录提供全套计算公式与流程,可直接集成到风险评估系统中。
五、应用建议
- 应用建议:
- 数据预处理阶段:严格按照标准要求收集数据,优先使用≥10 年的气象数据和≥20 年的灾情数据;
- 模型选择阶段:数据充足时优先用信息熵赋权法(客观),需结合经验时用 AHP 法;
- 系统开发阶段:可将附录中的公式封装为工具类,提升普查效率。
总结
DB14/T 3489-2025 标准的发布,填补了山西省雷电灾害风险普查的技术空白,其核心价值在于 “标准化 + 实操性”—— 既统一了技术口径,又提供了可直接落地的公式、方法和工具包。对于技术从业者而言,无论是开展区域风险评估项目,还是开发防灾减灾相关系统,这份标准都是不可或缺的技术指南。
如果你在应用标准过程中遇到公式计算、数据处理、模型集成等问题,欢迎在评论区留言交流,一起探讨技术落地经验!