ICS 07.060 A 47 DB15 内 蒙 古 自 治 区 地 方 标 准 DB15/T 1925 2020 雷电灾害 风险区划 技术规范 Technical specifications for risk zoning of lightning disaster 2020-06-28 发布 2020-07-28 实施 内 蒙 古 自 治 区 市 场 监 督 管 理 局 发布 DB15/T 1925 2020 I 目 次 前言.II 1 范围.1 2 规 范性 引用 文件.1 3 术 语和 定义.1 4 雷 电灾 害风 险区 划.2 5 雷 电灾 害风 险区 划结 果 评估.9 6 雷 电灾 害风 险区 划报 告.9 附录A（资 料性 附录）归一化 处理 方法.11 附录B（资 料性 附录）层次分 析法.12 附录C（资 料性 附录）加权综 合评 价法.14 附录D（资 料性 附录）百分位 数法.15 参考文 献.16 DB15/T 1925 2020 II 前 言 本标准 按 照GB/T 1.1 2009 给 出的 规则 起草。本标准 由内 蒙古 自治 区气 象局提 出并 归口。本标准 起草 单位：内 蒙古 自治区 雷电 预警 防护 中心、内蒙 古自 治区 气候 中心、内 蒙 古锐 克雷 电防护科 技公 司。本标准 主要 起草 人：刘晓 东、尤 莉、颜斌、李 庆君、宋昊 泽、王乐 乐、陶建 光、东 方、王曼 霏、博格、王国 胜、侯越、刘 旭洋、徐学 文、淡奇 峰。DB15/T 1925 2020 1 雷 电灾害 风险区划 技术规 范 1 范围 本标准 规定 了雷 电灾 害风 险区划 及区 划结 果评 估、雷电灾 害风 险区 划报 告内 容。本标准 适用 于内 蒙古 自治 区、盟 市、旗县 三级 雷电 灾害风 险区 划及 评估。2 规范性 引用 文件 下列文件对于本文件的应 用是必不可少的。凡是注 日期的引用文件，仅所注 日期的版本适用于本文件。凡 是不 注日 期的 引用文 件，其最 新版 本（包括所 有的 修改 单）适用 于本文 件。GB/T 21010 2017 土地 利 用现状 分类 GB 50057 2010 建 筑物 防 雷设计 规范 QX/T 103 2017 雷 电灾 害 调查技 术规 范 3 术语和 定义 QX/T 103-2017、QX/T 405-2017、MZ/T 027-2011、GB/T 26376-2010 界 定的以及 下列术 语和定义适用 于本 文件。为 了便 于使用，以 下重 复列 出了 某些术 语和 定义。3.1 雷电灾 害 lightning disaster 因雷电 对生 命体、建（构）筑物、电 气和 电子 系统 等所造 成的 损害。QX/T 103 2017，定义3.2 3.2 雷电灾 害风 险 lightning disaster risk 雷电灾 害发 生的 可能 性及 其可能 损失。QX/T 405 2017，定义3.1 3.3 孕灾环 境 disaster-formative environment 由自然 与人 文环 境所 组成 的综合 地球 表层 环境 以及 在此环 境中 的一 系列 物质 循环、能量 流动 以及信息 与价 值流 动的 过程 响 应关 系。MZ/T 0272011，定义3.4 DB15/T 1925 2020 2 3.4 致灾因 子 hazard 可能造 成人 员伤 亡、财产 损失、资源 与环 境破 坏、社会系 统混 乱等 的异 变因 子。QX/T 405 2017，定义3.2 3.5 承灾体 hazard-affected body 承受灾 害的 对象。MZ/T 027 2011，定 义3.6 3.6 防灾 disaster prevention 灾害发生前，采取一系列 措施防止灾害发生或预防 灾害造成人员伤亡、财产 损失，以及对社会和环境 的影 响。GB/T 26376 2010，定义2.4 3.7 减灾 disaster reduction 在灾害 管理 的各 个阶 段，采取一 系列 措施 减轻 灾害 造成的 人员 伤亡、财 产损 失，以 及灾 害对 社会和环 境的 影响。GB/T 26376 2010，定义2.3 3.8 雷电灾 害风 险指 数 lightning disaster risk index 根据致灾因子危险性、孕 灾环境敏感性、承灾体易 损性和防灾减灾能力对雷 电灾害风险进行评定的量 化指 标。3.9 雷电灾 害风 险区 划 lightning disaster risk zoning 根据雷 电灾 害风 险指 数的 大小对 某行 政区 的雷 电灾 害风险 进行 等级 划分。3.10 雷电灾 害风 险区 划结 果评 估 the results evaluation of lightning disaster risk zoning 对雷电 灾害 风险 区划 结果 进行评 定、验证。4 雷电灾 害风 险区 划 DB15/T 1925 2020 3 4.1 区划资 料 4.1.1 地理信 息资 料 应收集 分辨 率不 低于1:25 万的数 字高 程DEM（Digital Elevation Model）数 据、土地 利用 数据、水系数 据和 土壤 电导 率数 据。4.1.2 社会经 济资 料 应收集 最近 年份 的社 会经 济资料，包 括各 行政 区域 的土地 面积、GDP 和 人口 数 据。4.1.3 气象资 料 应收集 气象 观测 站30年（1981 2010 年）逐日 雷暴 观 测数据 及近5年 的地 闪定 位 资料（包含 每次地闪发 生的 具体 日期、时 间、经 纬度、雷 电流 波形 陡度和 电流 幅值 等参 数）。4.1.4 灾情资 料 应收集 近20 年雷 电灾 情资 料，包 含雷 击人 员伤 亡和 经济损 失 等 数据。4.2 区划流 程 雷电灾 害风 险区 划的 具体 流程见 图1。图1 雷电灾 害风 险区 划流 程 DB15/T 1925 2020 4 4.3 区划模 型 雷电灾害风险区划模型由 雷电灾害风险指数计算和 雷电灾害风险等级划分组 成。雷电灾害风险指数由 致灾 因子、孕 灾环 境、承 灾体 和防 灾减 灾能 力4个 评价 因子 构成，如 图2所示。图2 雷电灾 害风 险指 数构 成 4.4 区划方 法 4.4.1 雷电灾 害风 险指 数计 算 雷电灾 害风 险指 数按 照 公 式（1）进 行计 算：()()()(10)wh we ws wrH E S RLDRI V V V V.(1)式中：VH致灾 因子 危险 性评 价因子；wh 致 灾因 子危 险性 评 价因子 权重；VE孕 灾环 境敏 感性 评 价因子；we 孕灾 环境 敏感性 评 价因子 权重；VS 承灾 体易 损性 评价 因子；ws 承灾 体易 损性 评价 因子权 重；VR 防 灾减 灾能 力评价 因子；wr 防灾 减灾 能力 评价 因子权 重。各评价 因子 和评 价指 标进 行归一 化处 理，处 理方 法 参见附 录A；其权 重大 小可 根据 层 次分 析法 确定，层次分析法 参见附录B，其 所建立的矩阵一致性 比率的值要求小于0.1，以 保证矩阵一致性检验合格。4.4.2 致灾因 子危 险性 分析 DB15/T 1925 2020 5 4.4.2.1 致灾因 子 危 险性 评价 方法 致 灾因 子危险 性评 价因子HV 主 要选 取雷暴 日密 度dL、地闪 密度 g N 和 地闪 强度nL 3 个评价 指标进行评价。将3个评价指 标按照各自影响程度，采 用加权综合评价法按照公 式（2）计算得到评价因子HV，加权 综合 评价 法参 见附录C。1 2 3 H d g n V h L h N h L.(2)式中：VH致灾 因子 危险 性评 价因子；h1 雷 暴日 密度 权重；Ld 雷暴 日密 度；h2 地闪 密度 权重；Ng 地闪 密度；h3 地闪 强度 权重；Ln 地闪强度。4.4.2.2 雷暴日 密度dL 指标 应选取至少近30年各气象 站雷暴日观测 资料，按照公式（3）计算得出雷暴日密度dL，再利 用kriging 插 值法 形成1 km 1 km数 据，形成dL 栅格 数据。0.1ddLT.(3)式中：Ld 雷暴 日密 度；Td 雷暴 日数。4.4.2.3 地闪密 度gN 指标 选取至少近5年的地闪定位 数据 资料，然后运用GIS 软 件将评估区域划分为1 km 1 km的网格，计算网 格内 地闪 频次，形 成地闪 密度gN 栅格 数据。4.4.2.4 地闪强 度nL 指标 选取至少近5年地闪定位数 据 资料，剔除雷电流幅值 为0 kA2 kA 和200 kA 以上的地闪定位资料，按 照表1 确定 的5个 等 级运用 百分 位数 法分 别计 算出对 应的 电流 强度 阈值，对5个 不同 等级 雷电 流强度赋 予不 同的 权重 值，按照公 式（4）计算 得出 地 闪强度nL 栅格 数据,百 分位 数法参 见附 录D。DB15/T 1925 2020 6 表1 雷电流 幅值 等级 等级 1 级 2 级 3 级 4 级 5 级 百分位数区间(0，60(60，80(80，90(90，95(95，+)权重值 1/15 2/15 3/15 4/15 5/15 5115niiiLF.(4)式中：Ln 地闪强度；i 雷 电流 幅值 等级；iF i 级雷电 流幅 值等 级的 地闪频 次。4.4.3 孕灾环 境敏 感性 分析 4.4.3.1 孕灾环 境敏 感性 评价 方法 孕灾环 境敏 感性 评价 因子EV 主要选 取海 拔高 度hE、地 形 起伏度tE、水系cS 和土 壤电 导 率rT 4个评价指标进行评价。将3 个评价指标按照各自影响程度，采用加权综合评 价法计算得到评价因子EV，见公 式(5)。1 2 3 4 E h t c r V e E e E e S e T.(5)式中：EV 孕灾 环境 敏感 性评 价 因子；1e 海拔 高度 权重；hE 海拔 高度；2e 地形 起伏 度权 重；tE 地形 起伏 度；3e 水系 权重；cS 水系；4e 土壤 电导 率权 重；rT 土壤 电导 率。4.4.3.2 海拔高 度hE 指标 海拔高 度采 用高 程表 示，直接从DEM 数字 高程 数据 中 提取形 成分 辨率 为1 km 1 km 的海 拔高 度hE栅格数 据。DB15/T 1925 2020 7 4.4.3.3 地形起 伏度tE 指标 地形起 伏度tE 指标 是以 海拔 高度栅 格数 据为 基础，计 算以目 标栅 格为 中心、窗 口大小 为8 8 的正方形 范围 内高 程的 标准 差，得 到地 形起 伏度tE 的栅 格数据。4.4.3.4 水系cS 指标 水系cS 指标主 要考 虑河 网密 度和河 流缓 冲区 两个 因素，通 过将 河网 密度 和缓 冲 区的权 重按 照层次分析 法确 定各 为0.5，采 用加权 综合 评价 法计 算得 到评价 因子cS。其 中河 网密 度运用GIS 软件 采用1 km1 km 的网格进行计 算；河流缓冲区的赋值本 标准将一至五级河流来统 一考虑，采用专家评分法按照 距离 河流 远近 每500 m 一个 等级 分别 赋值 为0.9、0.8、0.7、0.6 和0.5。4.4.3.5 土壤电 导率rT 指标 土壤电 导率rT 指标 是对 土壤 电导率 资料 运用GIS 软件 形 成分辨 率为1 km 1 km 的土 壤电导 率栅 格数据。4.4.4 承灾体 易损 性分 析 4.4.4.1 承灾体 的易 损性 评价 方法 灾体的 易损 性评 价因 子SV 主要选取 人口 密度dP、地均GDP dG、土地 利用lT 3个 指标 进行 评价。将3个 评价 指标 按照 各自 影 响程度，采 用加 权综 合评 价法计 算得 到评 价因 子SV，见公式(6)。1 2 3 S d d l V s P s G s T.(6)式中：SV 承灾 体的 易损 性评 价 因子；1s 人 口 密度 权重；dP 人口 密度；2s 地均GDP 权重；dG 地均GDP；3s 土地 利用 权重；lT 土地 利用。DB15/T 1925 2020 8 4.4.4.2 人口密 度dP 指标 以人口 除以 土地 面积，得 到人口 密度，形 成1 km 1 km的人 口 密度dP 栅格 数据。4.4.4.3 地均GDPdG 指标 以GDP 除以 土地 面积，得 到 地均GDP，形成1 km 1 km 的地均GDPdG 栅格 数据。4.4.4.4 土地利 用lT 指标 土 地 利 用 栅 格 数 据 是 根 据GB/T 21010 2017 将 土 地 利 用 数 据 采 用 专 家 评 分 法 按 表2 进 行 赋 值 得出。表2 土地利 用指 标赋 值表 土地利用类型 赋值 耕地 0.7 林地 0.8 草地 0.6 水域 0.5 城乡、工矿、居民用地 0.9 未利用土地 0.4 4.4.5 防灾减 灾能 力分 析 4.4.5.1 防灾减 灾能 力 评 价方 法 防灾减 灾能 力 评 价因 子RV 主要选取 人均GDP g P 和 雷 电重 点 单位防 护能 力cP 两个指 标 进 行评价。将两个 评价 指标 按照 各自 影响程 度，采用 加权 综合 评价法 计算 得到 评价 因子SV，见公 式(7)。12 R g c V r P r P.(7)式中：RV 防 灾减 灾能 力 评 价因 子；1r 人均GDP 权重；g P 人均GDP；2r 雷 电重 点单 位防 护能 力 权重；cP 雷 电重 点单 位防 护能 力。DB15/T 1925 2020 9 4.4.5.2 人均GDP gP 指标 人均GDP 以 某一 地区GDP 除 以同期 平均 人口 得出，形 成1 km 1 km人均GDP 栅 格 数据。4.4.5.3 重点单 位防 护能 力cP 指标 重点单位防护能力是根据GB 500572010 中规定第一 类、第二类、第三类防雷建筑物的防雷措施情况，按 照类 别对 其防 护能力 采用 专家 评分 法进 行赋值（表3），形 成1 km 1 km 栅格 数据。表3 防护能 力指 标赋 值表 防雷类别 赋值 一类 0.9 二类 0.75 三类 0.6 4.4.6 区划等 级划 分 根据雷 电灾 害风 险指 数LDRI 的计 算结 果按 照表4 将雷 电灾害 风险 划分 为低 风险 区、次 低风 险区、中等风 险区、次 高风 险区 和高风 险区5个 等级，并 绘 制雷电 灾害 风险 区划 图。表4 雷电灾 害风 险区 划等 级 等级 LDRI 说明 1 LDRI 0.75 低风险区 2 0.75 LDRI 0.80 次低风险区 3 0.80 LDRI 0.85 中等风险区 4 0.85 LDRI 0.90 次高风险区 5 0.90 LDRI 1.00 高风险区 5 雷电灾 害风 险区 划结 果评 估 选取近20 年的雷电灾情数 据运用灰色关联方法可对 雷电灾害风险区划结果进 行评估验证。灰色关联法 具体 步骤 是首 先建 立一个 参考 序列00()jXx，0(1,1,2,)jx j m；然 后 根据选 取的 评估指标 进行 函数 转换，建 立一个 比较 序列()i ijXx，(1,2,;1,2,)i n j m，计 算 两个序 列第 j 项指 标的 绝对 差值0()ij，00()iij X X，按照公 式(8)计 算关 联系 数0()ij。min max00 max()()iijj.(8)DB15/T 1925 2020 10 式中：0()ij 关 联系 数；min min 0min min()i j ij；分 辨系 数，选取 值为0.5；max max 0max max()i j ij。最后计 算 m 项指标 关联 系数 的平均 值，得出 关联度0i，见公式(9)。关联 度值 越大，说明 比较序列越 接近 参考 序列，灾 情越严 重。0011()miijjm.(9)式中：0i 关 联度；m 指 标数；0()ij 关 联系 数。根据QX/T 103 2017 规定 的雷电 灾害 分级 标准，选 择雷击 人员 伤亡、直 接经 济损失 等3 个指 标进行灰色 关联 评估，以 验证 区划结 果。6 雷电灾 害风 险区 划报 告 风险区 划报 告应 客观、完 整、科 学、公正，应 包括 以下主 要内 容：a)雷电灾 害风 险区 划的 目的 和意义；b)区划资 料说 明；c)区划方 法；d)区划模 型；e)区划结 果分 析及 区划 图；f)区划结 论。DB15/T 1925 2020 11 A A 附 录 A（资料 性附 录）归一化 处理 方法 归一化是将有量纲的数值，经过变换，化为无量纲 的数值，进而 消除各指标 的量纲差异。计算公式为：min0.5 0.5max mini j iijiiAD.(A.1)式中：ijD j 站（格）点 第i 个指标 的归一 化值；ijA j 站（格）点 第i 个指标 值；mini第i 个指 标值 中的 最小 值；maxi第i 个指 标值 中的 最大 值。DB15/T 1925 2020 12 B B 附 录 B（资料 性附 录）层次分 析法 B.1 概述 层 次 分 析 法 是 美 国 运 筹 学 家Saaty 教授于20 世纪70 年 代 初 提 出 的 一 种 定 性 与 定 量 分 析 相 结 合 的多目标决策分析方法，主 要分为建立递阶层次结构 模型、构造判断矩阵和一 致性检验和风险指数计算等步 骤。B.2 建立递 阶层 次结 构模 型 依据风险评估的要求构建 递阶层，指标体系的每层 中各元素支配下一层中的 相应元素，形成一个递阶 层次。B.3 构造判 断矩 阵 判断矩阵表示针对上一层 某因素，本层次与之有关 的各因素之间相对重要性 的比较。为量化各因素的 相对 重要 性，常采 用Saaty 标 度方 法。对每 一 层次中 各因 素相 对重 要性 给出判 断，可以 用这 些标度值 表示 写成 对比 矩阵 A，需 要检 验对 比矩 阵 A 的一 致性。一 般通 过2n/2次标 度 法调整，使对 比矩阵 A 具有 很好 的一 致性。经 过多次 比较 调整 和检 验，得出合 理的 对比 矩阵 A 及权 重系数 结果。11 12 121 21 212nnn n nnB B BB B BAB B BLLL L L LL.(B.1)式中：A 对 比矩 阵；ijB 因素 i 与因素 j 相比 得到 的重要 性比 值。B.4 一致性 检验 对比矩 阵需 要一 致性 检验。首先 应用 和积 法计 算对 比矩阵 的最 大特 征根max 及其 对应的 特 征 向量W，然 后根 据判 断矩 阵的 阶数 n，计 算对 比矩 阵的 一 致性指 标CI：)1/()(max n n IC.(B.2)DB15/T 1925 2020 13 查找相 应的 随机 一致 性指 标 RI 值，然 后计 算一 致性 比 率CR：R CI I CR/.(B.3)当 CR 的值 小于0.1，说 明对 比 矩阵一 致性 检验 合格。B.5 计算合 成权 重 当所有层次的相对权重计 算得出后，利用各层次指 标的层次单排序结果，进 一步计算递阶层次结构模 型中 最底 层指 标相 对于总 目标 的组 合权 重，由下而 上逐 层进 行层 次总 排序。DB15/T 1925 2020 14 C C 附 录 C（资料 性附 录）加权综 合评 价法 加权综合评价法综合考虑 各个具体指标对评价因子 的影响程度，是把各个具 体指标的作用大小综合起 来，用一 个数 量化 指标加 以集 中，计算 公式 为：1Dnj i ijiVw.(C.1)式中：jV 风 险评 价因 子的 值；n 评 价指 标个 数；iw 指标 i 的权重；ijD 指标 i 的归一 化值。DB15/T 1925 2020 15 D D 附 录 D（资料 性附 录）百分位 数法 百分位数是一种位置指标，常用于描述一组样本值 在某百分位置上的水平，多个百分位结合使用，可 以更 全面 地描 述资 料的分 布特 征。百分 位数 的计算 采用 以下 经验 公式：1 j j iX X 1 p Q.(D.1)j 3 p 1 n p.(D.2)3 p 1 n p int j.(D.3)式中：p Qi 第i 个百分 位数；p 百 分位 数；对 应第 j 位的 中间 计 算量；X 升序 排列 后的 样本 序列；j 第 j 个序 列数；n 序 列总 数。DB15/T 1925 2020 16 参 考 文 献 1 章 国材.气 象灾 害风 险 评估与 区划 方法M.北京:气象出 版社,2010.2 章 国材.自 然灾 害风 险 评估与 区划 原理 和方 法M.北京:气象 出版 社,2014.3 GB/T 26376 2010 自然 灾害 管理 基本 术语.4 QX/T 405 2017 雷电灾 害风 险区 划技 术指 南.5 MZ/T 027 2011 自然灾 害风 险管 理基 本术 语._