随着全球气候变化和城市化进程的加剧,城市暴雨洪涝问题日益突出,给城市基础设施的正常运行和人民生命财产安全带来诸多负面影响。加强城市洪涝灾害脆弱性评估对防范城市洪涝灾害具有重要意义。随着大数据时代的到来,城市洪涝灾害过程产生的数据呈爆炸式增长,这些数据量大、来源广泛、结构多变,传统的方法无法应对海量数据的处理。因此,如何实现城市洪涝灾害脆弱性评估数据的有效管理和利用,挖掘数据之间的联系,已成为水文学科研究的热点问题。本文依托国家自然科学基金重点项目“基于大数据的城市洪涝灾害预报预警理论与方法研究”(编号:51739009),基于本体理论与方法,以城市洪涝灾害脆弱性评估数据为基础,构建城市洪涝灾害脆弱性评估本体,并结合贝叶斯网络在预测和推理方面的优势,开展了城市洪涝灾害脆弱性评估研究,主要工作和成果如下:(1)分析了城市洪涝灾害脆弱性评估相关的数据及其特征。从致灾过程、孕灾过程及承灾过程出发,基于影响城市洪涝灾害脆弱性评估的因素,分析城市洪涝灾害脆弱性评估相关的数据。以大数据视角,从数据结构上对城市洪涝灾害脆弱性评估数据分类,明确数据的特征和来源。(2)建立实现数据统一存储和管理的城市洪涝灾害脆弱性评估本体。基于本体理论与方法,以城市洪涝灾害脆弱性评估数据为基础,提取数据隐藏的概念信息,从城市洪涝灾害脆弱性评估数据概念层次分类、概念的属性以及概念间的关系出发,基于Protégé构建城市洪涝灾害脆弱性评估本体,为城市洪涝灾害脆弱性评估数据提供统一的存储和管理平台。(3)构建实现脆弱性评估和敏感性分析的城市洪涝灾害脆弱性量化评估模型。基于构建的城市洪涝灾害脆弱性评估本体,结合贝叶斯网络的诊断推理功能,构建城市洪涝灾害脆弱性量化评估模型。提出了城市洪涝灾害脆弱性评估本体向贝叶斯网络转换的规则,实现了概念到节点、关系到弧以及属性值的映射;采用极大似然估计,进行参数学习以构建贝叶斯网络条件概率分布表。(4)以郑州市为例,采用上述研究方法评估洪涝灾害脆弱性。以2010年至2017年的城市洪涝灾害案例数据作为训练样本集,构建郑州市洪涝灾害脆弱性量化评估模型,评估研究区在不同降雨重现期(0.5a、1a、2a、5a和10a)下的洪涝灾害脆弱性,由此得到不同降雨重现期的城市洪涝灾害脆弱性等级,据此划分城市洪涝灾害危险区,并进行敏感性分析,确定了对洪涝灾害脆弱性影响较大的因素,最后对该评估结果进行评价,验证了所提出的方法的可行性及合理性。