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基于遥感与地理信息系统的洪灾风险区划研究

作　者: 白景昌
导　师: 王长耀
学　校: 中国科学院研究生院（遥感应用研究所）
专　业: 地图学与地理信息系统
关键词: 洪灾风险区划遥感地理信息系统(GIS) 流域蓄滞洪区二维非恒定流模型滨江潖江
分类号: P208
类　型: 博士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

在世界范围内，洪水灾害无论从发生次数、人员伤亡，还是从经济损失等指标来看，都是一种非常严重的自然灾害。由于我国特殊的自然地理条件，使我国成为世界上洪水灾害发生最为频繁、损失最为巨大的国家之一。目前的抗洪救灾分为工程性措施和非工程性措施两种，洪灾风险区划是防洪非工程性措施的一种，是根据区域洪水危险性特征，参考区域对洪水灾害的承受能力和区域社会经济状况，把区域划分为不同的风险等级，从而可区别对待区域内不同风险程度的子区，为抗洪救灾及决策支持等服务。近年来，遥感和地理信息系统(GIS)技术快速地发展，为洪灾风险管理提供了有力的支持。GIS在空间地理数据的输入、存储、查询、检索、分析、处理、显示和输出等方面具有明显的优势；而遥感，因为获取数据的实效性、大面积的同步观测、获取信息的非实地性等优点而被广泛利用。本文进行的是基于遥感和地理信息系统的洪灾风险区划方面的研究，从灾害系统论的观点出发，用孕灾环境、致灾因子和承灾体等要素和指标来描述洪灾的组成，并且详细论述了洪灾风险区划要素和指标——洪水淹没范围、洪水频率、洪灾致灾因子、社会经济要素等的获取。洪灾风险区划，应该针对不同的区域、不同的环境，选用不同的要素和指标，采用不同的区划方法。本文选择了广东省北江流域的两处区域——滨江小流域和潖江天然蓄滞洪区，进行洪灾风险区划的研究。滨江流域，是北江的一个支流，选择此处，进行流域的洪灾风险区划的研究。选择地形、降雨量、社会经济和洪水频率等几个指标进行空间范围内的代数运算，根据运算结果，按照潜在风险的大小，将整个滨江流域划分为安全、危险等几个级别，并进行区划分析。潖江天然蓄滞洪区的洪灾风险区划方法同滨江流域不同，一旦蓄洪、滞洪方案启动，则区域内必定会部分遭受水淹，造成损失。本文采用二维非恒定流模型对整个蓄滞洪区洪水演进进行数值模拟，并且用VORONOI图对二维非恒定流模型进行改正，根据模拟结果，划分出洪水到达时间、洪水最大流速、洪水淹没历时、洪水淹没水深等因子的空间差异，进行洪灾致灾因子的洪灾风险区划。本文所进行的研究，是《广东省北江流域防洪决策‘3s’技术支持系统》的一部分，所以，整个洪灾风险管理系统的建立，包括洪灾风险区划分系统的建立，也是本文的一个重要研究内容。论文专门一章论述了洪灾风险区划模型和GIS的集成、洪灾风险管理系统的设计、洪灾风险制图和洪灾风险分析等内容。

全文目录

第一章引言  11-33
  第一节问题的提出  11-25
    1.1.1 洪水风险和洪水灾害  13-17
    1.1.2 防洪的工程措施与非工程措施  17-19
    1.1.3 洪水风险分析管理  19-23
    1.1.4 洪灾风险区划研究意义  23
    1.1.5 本论文的项目背景  23-25
  第二节目前洪灾风险区划相关研究  25-31
    1.2.1 洪灾风险区划研究现状  25-27
    1.2.2 遥感在洪灾风险管理中的应用研究现状  27-29
    1.2.3 GIS在洪灾风险研究中的应用  29-31
  第三节本文的主要研究内容与组织结构  31-33
第二章洪灾风险区划要素指标体系及获取方法研究  33-53
  第一节洪灾风险区划要素及指标体系  33-40
    2.1.1 洪水灾害系统  33-34
    2.1.2 洪灾致灾因子指标  34-37
    2.1.3 洪灾孕灾环境指标  37
    2.1.4 洪灾承灾体指标  37-39
    2.1.5 洪灾风险区划要素及指标获取方法总体介绍  39-40
  第二节洪水淹没范围的确定  40-44
    2.2.1 实际洪水调查法确定洪水淹没范围  41
    2.2.2 地貌学方法确定洪水淹没范围  41
    2.2.3 水文学方法确定洪水淹没范围  41-43
    2.2.4 水文水力学数值模拟方法确定洪水淹没范围  43
    2.2.5 遥感方法确定洪水淹没范围  43-44
  第三节洪水频率的确定  44-47
    2.3.1 常规洪水频率的确定  44-45
    2.3.2 遥感辅助确定洪水频率  45-47
  第四节确定洪灾致灾因子的数学模型  47-50
    2.4.1 流域概化  47-48
    2.4.2 水力学模型的应用  48-50
  第五节人口指标的获取及表达  50-52
    2.5.1 人口指标在洪灾风险区划中的作用  50
    2.5.2 人口指标的空间特征及其表达  50-51
    2.5.3 人口指标的获取  51-52
  本章小节  52-53
第三章蓄滞洪区洪灾风险区划研究  53-76
  第一节蓄滞洪区总体介绍  53-55
    3.1.1 蓄滞洪区的确定及组成  53-54
    3.1.2 蓄滞洪区特点  54-55
  第二节二维非恒定流模型实现及改进  55-63
    3.2.1 二维非恒定流模型方程的简化  55-56
    3.2.2 简化的基本步骤  56-62
    3.2.3 VORONOI图改进二维非恒定流模型  62-63
  第三节潖江天然蓄滞洪区洪灾风险区划  63-74
    3.3.1 潖江天然蓄滞洪区介绍  63-65
    3.3.2 模型实现具体问题的处理  65-66
    3.3.3 潖江蓄滞洪区区划  66-72
    3.3.4 结果分析  72-74
  本章小节  74-76
第四章流域洪灾风险区划研究  76-94
  第一节流域洪灾风险区划体系特点  76-77
    4.1.1 区域性特征  76
    4.1.2 多样性特征  76-77
    4.1.3 描述方式不同  77
    4.1.4 区划的深度和层次不同  77
    4.1.5 要素和指标获取手段不同  77
  第二节流域洪灾风险区划一般步骤  77-78
  第三节滨江流域洪灾风险区划  78-93
    4.3.1 滨江流域介绍  78-81
    4.3.2 区划要素的选择  81-88
    4.3.3 区划原则及区划实施  88-91
    4.3.4 区划结果分析  91-93
  本章小节  93-94
第五章洪灾风险区划系统集成研究  94-112
  第一节洪灾风险区划系统集成  94-96
    5.1.1 洪灾风险区划系统集成的特点  94-95
    5.1.2 洪灾风险区划模型与系统的集成  95-96
  第二节洪灾风险管理系统设计  96-102
    5.2.1 系统总体设计  96-98
    5.2.2 系统功能设计  98-99
    5.2.3 系统界面设计  99-100
    5.2.4 数据库设计与管理  100-102
  第三节辅助洪灾风险制图  102-108
    5.3.1 洪灾风险图及其种类  102-105
    5.3.2 洪灾风险图的应用  105-107
    5.3.3 洪水风险制图  107-108
  第四节辅助洪灾风险分析  108-111
    5.4.1 辅助洪灾损失评估  108-109
    5.4.2 辅助抢险避难分析  109-111
  本章小节  111-112
第六章结论与讨论  112-131
  第一节结论与总结  112-113
  第二节讨论与展望  113-131

基于遥感与地理信息系统的洪灾风险区划研究

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