《Urban Science》:Integrating Technology into Sustainable Urban Planning: Assessing Urban Flood Vulnerability and Strengthening Community Preparedness for Enhanced Water Security
气候变化和极端天气的日益频繁使城市洪水脆弱性问题成为重要议题。利用技术进行洪水风险评估和社区准备的洪水灾害缓解工作已取得快速进展。然而,在准备工作中技术与社区参与之间仍存在差距。本研究旨在分析基于技术的城市洪水脆弱性与社区准备整合的趋势。研究人员采用文献计量学方法分析研究趋势,并结合系统综述方法对Scopus数据(使用Biblioshiny、VOSviewer和Convidence)进行相关研究文章的识别。城市洪水脆弱性趋势显示,先进技术(如多变量LSTM(长短期记忆)人工神经网络、LiDAR(光探测和测距)、GIS(地理信息系统)和区块链)在洪水风险评估中的应用日益增加。社区参与和准备方面存在差距,凸显了将技术与基于社区的策略相结合的综合方法的需求。需要平衡技术实施与社区参与,以提高社区准备并保护易发洪水城市地区的水安全。城市洪水脆弱性指数的开发可以弥合技术与标准化社区参与之间的差距。研究中的所有文章对洪水灾害缓解的变革和改进,以及技术及准备的作用均有重要贡献。技术与准备中社区参与之间的差距要求采用综合策略的城市洪水脆弱性指数。
1. 引言
全球变暖和气候变化是现代世界面临的重要问题之一,其显著影响包括极端天气事件(如干旱和热浪)的增加,以及强降水事件的加剧。气候变化(Climate Change, CC)构成了重大社会风险,推动了对缓解和适应行动的迫切需求。近年来,多项研究强调通过测试基于生态系统的方法来增强适应的重要性,这对于理解和改进气候变化适应与缓解策略的关键。气候变化导致全球多个地区强降水事件频率系统性增加,进而影响地表径流、土壤渗透和侵蚀速率。气候预测显示,这一趋势将持续并可能加剧,主要原因是地球平均气温升高导致蒸散发加剧、大气水汽含量增加,从而促进强降雨的形成。
降雨频率和强度的增加加剧了由短期高浓度降雨引发的地表洪水(Pluvial Flooding, PF)事件,即降水量超过城市排水系统和土壤吸收能力的情况。降水模式改变、频繁洪水、海平面上升和极端天气事件已影响当地社区,威胁受影响区域的水安全。城市区域因靠近小溪和主干河流,特别容易受到突发洪水的直接和严重风险,这种风险在小且排水不畅的流域中尤为突出。全球面临洪水风险的人口比例增加,城市洪水是主要且极具破坏性的问题。超过80%的全球GDP源自城市,但城市灾害的年度直接损失估计约为3140亿美元。传统城市化方法完全依赖不透水铺装和灰色基础设施进行雨水管理,已不再可持续,也不适用于气候变化适应策略。在城市区域,人类活动显著改变了河流布局,可能对其自然几何形态产生负面影响,而将水道改造为封闭管道系统进一步加剧了问题。这种方法可能满足短期城市规划需求,但往往导致应对强降雨大量雨水的水力容量不足。城市中大量不透水表面(如混凝土和沥青)抑制了自然水渗透,增加了地表径流,从而加剧了这一挑战。城市区域的快速扩张增加了不透水表面的数量,导致洪水风险升高并压垮雨水系统,进一步威胁人口密集区域的水安全。作为响应,蓝绿雨水基础设施和基于自然的解决方案的实施正被认可为应对城市日益增长洪水风险的有效策略。
理解洪水风险认知对于有效的风险沟通至关重要,可以深入了解居民的准备水平,并帮助识别社区内的潜在脆弱性和不平等。当地社区应获得关于洪水风险和预防措施的全面信息,以提高对突发洪水的意识和准备。尽管洪水具有破坏性影响,但超过52%的公民缺乏在洪水事件中恰当行动的必要知识,且只有30%的人认为个人有责任应对洪水风险。居民对支持可持续城市排水基础设施的发展明显犹豫,表明在减轻洪水灾害方面缺乏参与。气候变化担忧对人们在洪水事件中的行为或投资可持续解决方案的意愿影响不大。解决这一问题不仅需要改进准备,还需要在社区中进行直接、有针对性的教育努力。在易洪地区,许多居民通常没有足够的保险覆盖或采取必要预防措施来保护自己免受洪灾损失。社会经济和社会空间不平等造成了脆弱性和抵御能力的差异,影响洪水风险暴露和从影响中恢复的能力。
防灾准备是指为减轻自然或人为危害影响而采取的一系列行动和措施,包括减少伤害和风险、建立管理和恢复因灾害事件造成的临时中断的能力。地理位置显著影响防灾准备,独立于个人社会人口和家庭社会经济因素。值得注意的是,低洼地区的准备水平高于山区和高原地区。此外,因就业迁移的人比本地居民表现出更高的防灾准备水平。必须承认社区动态和周围环境对个人防灾准备的实质性影响。风险和脆弱性水平因每个地点的具体特征(包括地形差异)而异。
鉴于气候变化加剧的城市洪水威胁和后果日益严重,迫切需要改进技术和基于社区的响应。传统城市雨水管理和洪水风险沟通方法已被证明不足以应对极端天气事件频率和严重性的增加。因此,采用结合尖端技术工具与强大社区参与的创新方法至关重要。技术和综合分析的应用可以提供关于洪水脆弱性和水安全风险的准确信息。此外,社区在准备倡议中的积极参与有望显著减少洪水的不利影响。
尽管基于技术的洪水评估工具迅速增加,但现有文献仍然碎片化:预测建模研究、空间分析方法与社区准备研究在很大程度上分别发展,很少有尝试在统一分析框架内整合它们。此外,以往综述大多列举单项技术,而未批判性地评估这些工具如何有效转化为可衡量的社区准备,特别是在数据匮乏、低收入的城市环境中。这一差距显著,因为技术复杂性本身并不能保证抗灾能力提高;洪水风险管理技术的实用价值最终取决于受影响社区在多大程度上能够访问、信任并基于这些技术生成的信息采取行动。为解决这一差距,本综述综合了关于基于技术的城市洪水脆弱性评估和社区准备的证据,识别了整合的关键障碍,并为综合城市洪水脆弱性指数建立了概念基础。本研究的研究问题是:如何基于技术和社区准备的整合来评估城市洪水脆弱性?具体来说,研究人员将使用文献计量学分析来洞察城市洪水相关的新兴趋势,并使用系统综述深入探讨现有相关研究。通过这种方式,本研究既为系统技术评估的方法论文献做出了贡献,也为关于公平和以社区为中心的洪水治理的政策论述做出了贡献。
2. 材料与方法
2.1 检索策略
本系统综述的文章选取考虑因素为:2014年至2025年7月期间发表在国际科学期刊上、关注基于技术的城市洪水脆弱性评估与社区准备整合的开放获取文章。分析的数据库为Scopus。检索条件为:关键词“urban AND flood”和“community AND preparedness”,所有开放获取文章,出版年份2014-2025,文章文档类型,期刊来源类型,英语语言。研究人员确保符合检索条件的出版物在标题、关键词或摘要中被纳入,具体取决于所用数据库允许的检索功能。使用的多个布尔运算符和领域特定术语与跨学科灾害科学中重点系统综述的有针对性检索策略一致。表1显示了所用数据库中的检索表和术语。表1. Scopus来源的检索词。
2.2 文献计量学分析
文献计量学分析已用于气候变化教育(CE)研究、可持续发展、开放式创新和废物管理。文献计量学可以通过提供文章、期刊、关键词、引文和共引网络之间的可视化关系来识别研究领域的未来方向。本研究使用Biblioshiny和VOSviewer 1.6.20版本进行文献计量学分析。本研究分析了按国家划分的研究贡献和研究趋势。
2.3 系统综述分析
在使用文献计量学进行总体文章分析后,本研究使用系统综述对最相关的文章进行了深入分析。这将有助于研究人员从先前研究的组合中发现新发现。
2.3.1 研究问题
本系统综述采用了英国国家健康与临床优化研究所的PICO框架。该框架包括P(人群或问题)、I(干预)、C(比较或对照)和O(结果)。人群(P)为易受洪水影响的城市区域;干预(I)为应用技术和整合社区准备以应对洪水风险;比较(C)为洪水准备和脆弱性水平;结果(O)为评估技术和社区准备整合在减少洪水脆弱性方面的有效性。本研究随后通过对27篇相关文章的分析进行了系统综述。数据提取过程涉及洪水、城市、准备和社区等组成部分。本研究分析了基于技术的城市洪水和社区准备的整合。
2.3.2 纳入标准
通过排除与研究主题(基于技术的城市洪水脆弱性评估与社区准备整合)不相关的文章来筛选数据。然后设定更具体的纳入标准,以确保只将最相关和高质量的文章纳入分析。纳入标准包括讨论洪水、河流、城市、社区和准备的文章。符合这些纳入标准的文章随后被选择进行数据提取,并在Convidence的辅助下进行进一步分析。文章选择过程独立进行,以提高选择过程的可靠性和安全性。在各阶段符合纳入标准的文章被考虑进行数据提取和分析。因此,从与研究主题相关的多篇文章中收集了数据。
2.3.3 试验流程
在本研究的初始阶段,对每篇文章的标题和关键词进行了审查,以确保文章涉及基于技术的城市洪水脆弱性评估与社区准备整合。研究流程包括从Scopus数据库(n=47)中识别文章并筛选相关文章。根据排除标准,剔除了20篇文章。所有27篇相关文章均被纳入本综述,没有正在进行或等待分类的研究(图1)。由于简单明确的选择标准,文章选择过程达到100%。这种多阶段筛选使研究人员能够通过比较标题、摘要和全文审查阶段的筛选决策,逐步细化预定义纳入和排除标准的应用。关于文章资格的疑问通过对照既定标准反复评估来解决,确保整个过程的一致性、透明度和可重复性。图1. 研究选择流程图。最终纳入的27篇文章反映了有针对性和注重质量的策略,而非追求数量最大化。这符合重点系统综述的方法论传统,优先考虑分析深度和研究间可比性而非广度。决定将语料限制在明确提及技术应用和社区准备两个维度(而非单一维度)的文章上,必然限制了合格文章的数量。双标准设计是有意识的方法论决策,以保持分析焦点并提高综合的内部一致性。纳入语料的27篇文章来自15个国家、四个分区类别,包括使用预测建模(LSTM、ML)、空间分析(GIS、LiDAR)和社区参与框架的研究,展示了主题和地理多样性的广度,有利于在语料规模有限的情况下进行有意义的比较分析。文献计量学方面在此用作趋势可视化的附加视角,而非独立的科学计量学主张,符合其在近期跨学科综述中的应用。然而,它受语料规模的限制。
2.3.4 文章质量评估
本研究还系统评估了纳入综述的研究质量。与前期系统综述研究类似,评估基于一组预定义标准。每项研究均对照标准进行审查,以确保全面理解其优势和局限性。每个质量标准(Q1-Q10)根据系统综述已建立的质量评估框架(即2018年版混合方法评估工具(MMAT))的明确预设决策规则,评为“是”或“否”。只有当文章中有明确证据报告(而非推断)时,才记录“是”。如果证据缺乏、描述不充分或模棱两可,则评“否”。每篇文章由两名评审员独立对照标准进行评估,分歧通过讨论和共识解决。表2为质量评估,包括标题、出版年份、作者、国家以及对10个质量评估问题(Q1-Q10)的回答。这些问题评估每项研究的重要方面,确保全面标准化的评估过程。表2. 研究文章质量评估(标准Q1-Q5)。表2展示了27篇综述文章中每篇的前五个质量标准(Q1-Q5)。其余五个标准(Q6-Q10)以及总分(即“是”响应数,最大为10)分别在下面表3中报告,以提高可读性并避免审查中发现的布局混乱。表3. 研究文章质量评估(标准Q6-Q10和总分)。
3. 结果
近年来,关于基于技术的城市洪水脆弱性评估与社区准备整合的研究在国际研究中变得至关重要。不同国家的研究贡献在文献数量与合作水平上有所不同。文献计量学结果用于显示世界各国在文献数量、引用强度和关系强度方面的贡献,表明国家间研究合作水平。此外,本研究分析了2019年至2025年研究重点的发展。这一分析可视化展示了全球范围内与基于技术的城市洪水脆弱性和社区准备整合相关的研究贡献和发展。国家间的文献数量、引用和研究合作水平见图2。图2. 通讯作者国家。图2展示了基于通讯作者出版物数量的国家分布,分为单国出版物(SCPs)和跨国合作(MCP)。美国在出版物数量上占据主导地位,其次是印度和印度尼西亚,它们在独立研究方面做出了重大贡献。同时,英国和巴基斯坦等国家在国际合作中更为突出。作为东南亚的一部分,泰国也发挥了重要作用,尽管其贡献仍然有限。总体而言,包括印度尼西亚和泰国在内的亚洲国家的参与反映了全球研究的增长潜力。然而,跨国合作网络仍需加强,以增加该地区的可见度和科学影响力。
同时,除了国家分析,关键词分析对于解释当前研究方向的重点也很重要。图3显示了灾害相关研究中最相关关键词,“气候变化”占据首位(31次出现),其次是“风险评估”(28次)、“洪水”(26次)和“洪水”(23次)。研究的主要焦点似乎是气候变化与洪水风险的关系,以及风险管理和灾害管理在人类脆弱性背景下的重要性。诸如“洪水控制”、“脆弱性”和“灾害”等关键词反映了缓解努力以及对人类的影响。这表明研究趋势日益强调气候风险评估和灾害适应作为洪水灾害管理不可或缺的一部分。图3. 最相关词。图4中的树状图也通过可视化科学出版物中的关键词频率进一步明确了当前的出版方向,显示诸如环境监测和水质等主题占主导地位(各6%),其次是河流、河流污染和风险评估(各5%)。其他频繁出现的关键词包括流域、文章、水污染物和非人类,突显了研究重点的多样性,从水质到特定污染物如汞、铅和砷。这一可视化反映了研究趋势向环境监测和风险评估的广泛发展,强调水污染及其对人类和生态系统的影响,突显了在面对日益增加的污染威胁时对水安全的日益关注。图4. 关键词树状图。
这些关键词随后相互连接,形成了显示灾害风险管理和城市规划各领域概念图的网络可视化(图5)。诸如“风险评估”、“灾害管理”、“气候变化”和“洪水”等关键节点构成了主题集群,这些集群通过不同权重的边相互连接,表示概念之间的相关性强度。网络结构显示了三个主导集群,通过颜色梯度视觉区分:红色集群侧重于洪水风险和管理方面(洪水风险、风险认知、准备),蓝色集群集中于政策和评估维度(危害评估、脆弱性、灾害预防),绿色集群强调地理和社会经济背景(澳大利亚、人类、社会经济)。网络的这种拓扑结构表明,灾害风险管理是一个跨学科领域,需要在特定空间背景下整合技术、社会和政策方法,其中洪水和气候变化是这些领域之间的关键纽带。图5. 关键词共现。
桑基图还显示了2014-2023年到2024-2025年科学文献中的主题演变,初始主导主题如气候变化、减灾和防灾准备演变为更具体的问题,如洪水风险、风险认知、洪水风险管理和韧性。这种主题流的转变反映了研究重点从气候变化的宏观问题转向强调洪水风险缓解、准备和适应未来气候灾害的微观方法(图6)。图6. 关键词主题演变。
系统综述结果
在27篇选定研究中,15篇发表在Q1期刊,8篇在Q2,4篇在Q4。这些研究来自地理多样化的国家。Q1出版物遍布北美、欧洲、亚洲和非洲,而Q2和Q4出版物也代表了多个地区。图7展示了根据期刊分区划分的选定研究地理分布。图7. 文章分区分布。
共分析了27篇关于基于技术的城市洪水脆弱性与社区准备整合的研究文章。根据城市洪水脆弱性、技术应用到社区准备水平等方面的发现,对选定研究进行了总结。这可以说明研究的发展和关键贡献,通过应用技术和整合社区准备来研究城市洪水脆弱性。包括创新和发现的核心研究已根据目标、方法和结论在表4中呈现。表4. 研究核心。
对27篇纳入研究的比较分析显示了技术-社区整合性能的三个层次。基于预测建模技术(LSTM、ML、基于智能体的模拟:[37,56,68,73])的研究一致报告了高技术准确性,但社区共同生产水平较低,技术产出是提供给社区而非与社区共同开发的。另一方面,以社区为重点的研究[38,58,64,71]实现了更高的参与水平,但基于自我报告的感知数据,方法三角测量有限。这些高整合研究在质量标准Q3、Q5、Q7和Q9上一致评为“是”,表明方法严谨性和社区参与共变而非权衡。Q3报告了标准化技术工具。只有27篇文章中的11篇(41%)报告了标准化技术工具,这一发现支持了该领域技术实施不一致且报告不足的结论,而这是拟议城市洪水脆弱性指数旨在填补的差距。
4. 讨论
根据上述研究质量数据(表1),24篇文章的研究问题与城市洪水风险和社区准备相关(Q1)。26篇文章明确解释了设计和方法(Q2)。11篇文章描述了标准化且有效的基于技术的工具(Q3)。25篇文章以准确的结果解释分析数据(Q4)。13篇文章显示了具有代表性的样本量以展示脆弱性和准备(Q5)。26篇研究对方法、工具、结果和解释进行了详细描述,做出了新颖贡献(Q6)。7篇文章明确描述了利益冲突和资金来源(Q7)。21篇文章解释了研究的局限性(Q8)。7篇文章说明研究结果可复制或验证以避免发表偏倚(Q9)。23篇文章使用了有效且适当的工具和方法来评估洪水准备风险(Q10)。来自泰国(10和27)、意大利(20)和美国(23和25)的文章满足了评估文章质量的所有标准。在27篇文章中,11篇描述了使用标准化的基于技术的工具。这表明技术在洪水研究和社区准备整合领域有可能增加参与度。Bakhtiari等人(2024)的研究结果支持了这一点,表明将洪水可视化技术的采纳和有效性整合到政策和法规中、提供资金和支持、促进数据可及性和共享,最终会增强洪水韧性[80]。
本综述确定的四大技术类别——基于LSTM的预测建模、基于GIS/LiDAR的空间分析、众包数据平台和基于区块链的信息完整性系统——在数据需求、可扩展性和社区可及性方面存在显著差异。LSTM模型[56,73]在高时间分辨率下具有预测洪水的潜力,但需要连续高质量的水文时间序列数据,因此限制了其在数据稀疏的城市环境(常见于全球南方)中的使用。众包平台(如集成Waze的洪水报告[73])能够实现实时社区数据贡献,但其可靠性受到空间和人口用户偏差的影响。区块链应用[74]为早期预警系统提供了可验证的数据来源,但处于原型阶段,在低带宽、低数字素养环境中面临重大障碍。重要的是,所综述的研究中没有一项在整合管道中部署了超过两种技术,也没有一项严格评估了最终用户信任、可解释性或行为响应,这些差距是拟议城市洪水脆弱性指数必须明确设计的。基于图像的洪水深度识别的最新发展是一个新兴前沿,具有面向社区应用的巨大潜力,超出了所综述语料涵盖的技术类别。用于城市内涝灾害分类的基于注意力机制的深度学习模型(如CBAM改进的ResNet50模型[81])能够直接从视觉输入中提取洪水深度估计值。这允许在无需专门传感器基础设施的情况下快速且经济地进行损害评估。本语料中没有研究采用这种方法,但应将其纳入未来的城市洪水脆弱性框架,特别是在传统水文传感器网络不足或不存在的密集城市环境中,这对易洪城市的水安全具有长期影响。
技术开始应用于洪水缓解努力。这一趋势始于2022年至2024年。先进技术与基于社区的准备指标的整合在评估城市洪水脆弱性方面显示了重大进展。技术实施与社区参与之间的差距需要通过开发综合的城市洪水脆弱性指数来平衡,以便提供整体方法。本研究利用了多变量(LSTM)人工神经网络技术进行预测性水文建模,结合交通信息的众包数据进行实时更新,以及(LiDAR)和(GIS)进行精确地形分析。此外,区块链技术确保了洪水预测中信息的可靠性。社区准备在洪水风险缓解努力中的作用可以根据认知来评估,同时社区在培训和社会家庭社区中的参与对于衡量社区应对和从洪水灾害中恢复的能力至关重要。防灾准备涵盖不同层面的准备水平,包括社区、机构、家庭和个人层面。在农村地区,大多数防灾准备举措侧重于家庭准备[82,83,84,85,86,87,88]。大多数社区既未获得洪水信息,也未参加以洪水准备为重点的培训课程[62]。需要创新和发展教育与公众参与,通过非沉浸式虚拟现实界面和模拟洪水危害可视化,使洪水风险信息对所有人群可及且可理解。
通过RainBO等平台的实时数据集成提高了城市洪水脆弱性指数的适应性和相关性,允许基于当前气象、水文和领土数据进行风险更新和演变。社会经济和制度因素的干预(如家庭经济韧性和制度响应有效性)确保脆弱性评估考虑更广泛的社会背景。机器学习算法的应用使城市洪水脆弱性指数能够根据新数据和社区反馈不断演变评估。
本综述的一个关键发现是,技术-社区参与差距在几乎所有研究的背景下持续存在,这要求更细致地理解洪水风险治理中“社区参与”的实际含义。综述文献识别了至少三种经常被混淆的参与模式:(1)被动信息接收(社区作为洪水预警或风险地图的接收者);(2)参与式数据共同生产(社区作为本地知识、众包观察或行为反馈的积极贡献者);(3)共同治理(社区作为洪水风险规划和资源分配决策中的合作伙伴)。大多数综述研究操作于模式1。一些在摘要中声称社区“参与”的研究在方法论上实现了模式1[64]。这一区别对拟议的城市洪水脆弱性指数具有影响:如果社区参与仅在模式1上操作,则该指数将量化对信息的暴露,而非实际准备能力。因此,未来的指数构建应包含区分这些模式的参与质量指标,基于参与式行动研究框架和适应性共同管理理论[89,90,91,92],最终增强易洪城市地区的社区韧性和长期水安全。
本综述的影响超出了技术洪水管理范畴,与智慧城市发展的治理架构相关。证据表明三个可行的政策方向。首先,建议市政府为洪水相关技术的数据互操作性制定标准,所综述研究突显了一个重要的碎片化问题:(LSTM)模型、(GIS)平台和区块链系统在各自的制度孤岛中运行,阻碍了实现真正城市韧性所需的集成风险情报[59,74]。其次,国家灾害管理框架需要正式将社区准备视为可衡量、可资助的成果,而非基础设施投资的附带效益。证据表明,拥有有组织的准备培训和早期预警系统访问权的社区具有显著更高的洪水韧性指标[62]。然而,公共资助机制通常不考虑社区能力建设作为主要基础设施。第三,向智慧城市洪水治理的转型必须伴随公平保障;所综述文献一致表明,依赖技术的早期预警系统排除了低收入、低识字率和非正规住房人口[38],而这正是洪水暴露最高的群体。因此,任何综合的城市洪水脆弱性指数都必须包含治理准备维度,以评估市政能力是否能公平地在社会经济阶层中操作该指数。综合这些发现,本综述提出了一个由四个互补维度构成的概念性城市洪水脆弱性指数:第一,技术能力,反映预测性、空间和信息完整性工具的可用性和集成度;第二,社区参与质量,以区分被动信息接收与参与式共同生产和共同治理;第三,社会经济脆弱性,以捕捉低收入、低教育和非正规住房人口的暴露情况;第四,治理准备,以评估市政府公平操作该指数的能力,包括保护最脆弱城市人口的水安全。这四个维度的明确整合(而非单独应用单一技术)构成了本综述的概念贡献。
5. 未来研究方向
在本综述中,确定了五个优先方向以推动技术集成城市洪水脆弱性评估领域的发展。第一,需要结合多种技术的验证研究。据研究人员所知,所综述语料中尚无前期研究将(LSTM)预测建模、(GIS)脆弱性制图和社区参与框架整合到单一验证管道中。未来研究应设计纵向干预研究,以测试技术-社区整合对可衡量的准备结果的复合效应。第二,拟议的城市洪水脆弱性指数需要在不同背景下进行经验操作和验证。指数开发将遵循复合指标建立的方法论[93],具有明确的加权程序、敏感性分析,并针对至少三种城市类型(高收入数据丰富城市、中等收入数据稀疏城市和非正规住区)进行预测试。第三,全球南方背景仍然代表性不足。在所综述的27篇研究中,只有4篇来自撒哈拉以南非洲,1篇来自东南亚。鉴于城市洪水暴露不成比例地集中在适应能力最低的中低收入国家城市[94],未来研究必须主动优先考虑这些地区,抵制假设数据基础设施与全球北方相当的方法论方法。第四,分析的语料未讨论性别、年龄和残疾在技术接入和洪水准备中的作用。未来指数架构应嵌入社会脆弱性维度,而非事后添加。第五,基于视觉图像进行洪水深度分类的新兴深度学习方法(如(CBAM-ResNet50)应用)提供了一种低成本、高可扩展性的前沿,应系统地集成到城市洪水早期预警系统中,特别是在传感器基础设施落后于人口增长的快速城市化地区[95],这些地区的水安全仍面临严重风险。
6. 结论
从2022年到2025年,城市洪水脆弱性研究已朝着利用技术进行洪水缓解努力的方向发展。使用的技术包括多变量(LSTM)人工神经网络用于预测性水文建模,(LiDAR)和(GIS)用于地形分析,以及区块链以确保洪水预测数据,同时使用非沉浸式虚拟现实界面和模拟洪水危害可视化直接让社区参与,使洪水风险信息能够良好接收。然而,技术利用与社区参与之间的差距仍然很大,因此需要开发一个能够提供整体方法的综合城市洪水脆弱性指数。综合方法将脆弱性参数化与实时更新、社区参与和基础设施改进以及有计划准备相结合,同时将水安全作为城市韧性的关键维度加以解决。通过弥合技术进步与社区参与之间的差距,城市洪水脆弱性指数提供了最佳标准且适应性强的方法,从各个方面评估城市洪水脆弱性。