洪水風(fēng)險(xiǎn)圖快速制作及其三維可視化研究.pdf

1、洪水災(zāi)害是影響世界各國的嚴(yán)重自然災(zāi)害，每年洪災(zāi)都會(huì)引起重大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重影響了世界經(jīng)濟(jì)的平衡和穩(wěn)定發(fā)展。傳統(tǒng)的“水來土掩”洪水治理方式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代社會(huì)治洪的需求，需要綜合運(yùn)用工程措施和非工程措施進(jìn)行治洪。洪水風(fēng)險(xiǎn)圖作為洪災(zāi)治理的非工程措施，為防汛搶險(xiǎn)工作提供了全面的洪災(zāi)信息，為領(lǐng)導(dǎo)制定防洪決策提供科學(xué)依據(jù)。目前我國在洪水風(fēng)險(xiǎn)圖編制方面的研究取得了一定的成效，已經(jīng)建立了基本的洪水風(fēng)險(xiǎn)防御體系。但是在洪水風(fēng)險(xiǎn)圖時(shí)效性方面研究

2、的還比較少，比如在洪水到來時(shí)，如何根據(jù)上游水庫來水量的大小快速做出洪水的淹沒范圍，為搶險(xiǎn)決策提供依據(jù)，還是一個(gè)難題。本文以現(xiàn)有的洪水風(fēng)險(xiǎn)圖制作原理為基礎(chǔ)，以臥龍水庫下游淹沒區(qū)為研究對象，提出水文學(xué)與水力學(xué)結(jié)合的方法，快速完成洪水風(fēng)險(xiǎn)圖的制作，并對其進(jìn)行三維可視化顯示，為災(zāi)民撤離爭取更多的逃生時(shí)間。
　　本文首先研究了地形資料快速獲取的方法，在研究區(qū)域地形資料短缺的情況下，運(yùn)用谷地地理信息系統(tǒng)(GoodyGIS)軟件提取高程數(shù)據(jù)來獲

3、取研究區(qū)域地形資料，在此基礎(chǔ)上研究了水文學(xué)與水力學(xué)相結(jié)合快速制作洪水風(fēng)險(xiǎn)圖的方法。首先使用MIKE11軟件推算河道洪水水面線，并選用谷地地理信息系統(tǒng)軟件得到的地形資料作為DEM高程數(shù)據(jù)，然后在ArcGIS中結(jié)合水面線與DEM高程數(shù)據(jù)，利用柵格計(jì)算器的運(yùn)算功能對DEM高程數(shù)據(jù)和河道斷面水位進(jìn)行減法運(yùn)算，得到研究區(qū)域洪水淹沒范圍，從而快速繪制了臥龍水庫四個(gè)頻率（0.1％、0.2％、1％和2％）的洪水風(fēng)險(xiǎn)圖。最后利用水力學(xué)法對水文學(xué)與水力學(xué)結(jié)

4、合法進(jìn)行效果評價(jià)。結(jié)果表明水文學(xué)與水力學(xué)結(jié)合法制作速度快、精度好、能較好滿足防洪減災(zāi)的目的。該方法已經(jīng)應(yīng)用于大連市大中型水庫洪水風(fēng)險(xiǎn)圖的制作。
　　其次，運(yùn)用ArcGIS軟件中三維網(wǎng)絡(luò)空間分析和管理功能，研究了洪水風(fēng)險(xiǎn)圖三維可視化方法。利用ArcScene模塊中三維空間分析功能，建立研究區(qū)域三維可視化場景，對洪水淹沒過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)淹沒模擬，并利用ArcScene模塊中強(qiáng)大的三維動(dòng)畫功能，實(shí)現(xiàn)臥龍水庫全局三維動(dòng)態(tài)瀏覽。
　　最后