欧洲过去150年洪水淹没损失变化趋势研究

GIS在洪水淹没模拟及灾害评估中的应用

导读：洪水灾害是最频发的自然灾害，严重影响国民经济发展危害人民生命财产安全，破坏生态环境。近几年来，将GIS技术与RS技术相结合，根据数字高程模型DEM提供的三维数据和遥感影象数据来预测、模拟显示洪水淹没场景，并进行洪水灾害评估，已成为GIS 在洪水方面主要研究领域。 1.前言洪水灾害是最频发的自然灾害，严重影响国民经济发展危害人民生命财产安全，破坏生态环境。随着现代经济的高速发展和水利工程的增加，洪水灾害对人类的危害仍在加重。因此，快速、准确、科学地模拟、预测洪水淹没范围，对防洪减灾具有重要意义。特别是对于一些重点防洪城市和行蓄洪区，如果能够预先获知洪水的淹没范围和水深的分布情况，对于预先转移受灾区的生命财产，减少损失具有非常重要的价值，而且对于洪水造成的灾害损失进行评估也是非常有用的。近几年来，将GIS技术与RS技术相结合，根据数字高程模型DEM提供的三维数据和遥感影象数据来预测、模拟显示洪水淹没场景，并进行洪水灾害评估，已成为GIS在洪水方面主要研究领域。本研究以数字高程模型DEM和RS影象为基础，运用GIS的空间分析功能，研究试验区洪水河流域的洪水淹没情况。 2.研究区域及数据简介 2.1 研究区域地理概括红水河是珠江流域西江水系的中上游河段，发源于云南省沾益县马雄山，流经滇、黔、桂三省（区），上游主流称南盘江，流至庶香双江口与北盘江汇合后称红水河，到广西三江口与柳江相汇合后称黔江。红水河流域位于东经102°20′-109°30′，北纬23°04′-26°50′之间，流域四周为群山环绕，整个地势自西北向东南倾斜，平均海拔高程1450m。本次实验重点研究范围为红水河流域中的整个龙滩流域及其六个子流域（甲板、平腊、八茂、蔗香、这洞、高车）。 2.2 实验数据本研究采用的基本数据分为空间数据和水文数据以及其他辅助数据。其中空间数据包括龙滩流域的DEM底图、modis遥感影象底图、省市县行政边界、城市分布图、站点分布图、河网、龙滩流域及其子流域分布图等。水文数据是各子流域水文站获取的降雨量数据，辅助数据是流域流经区域经济数据以及为实现真实三维场景所采集到的部分建筑物纹理数据。 3.研究的主要任务及思路通过利用研究区域的数字高程模型（DEM）和遥感影象数据对其进行三维场景仿真，再通过给定洪水水位高程值，认为在水位以下则是淹没区域，反之则不属于淹没范围，并对淹没过程进行模拟，通过人工方法确定连通区域来计算洪水淹没面积。同时结合研究区域土地利用类型数据、降雨量情况以及辅助经济数据进行加权叠置生成洪水灾害风险图，为防洪抗灾做决策。 4.研究区域三维场景建立。由于红水河流域覆盖面积广阔，短时间内不可能将整个流域的三维场景进行模拟，本次研究只对红水河流域某小山谷进行三维建模。为了真实的反映地物的纹理特征，我们采用的原始数据是quickbird遥感影象以及对应的DEM数据。三维场景的制作是通过将数字地形模型（DEM）和遥感图像数据进行叠加，再将通过实地考察利用三维建模软件google sketchup建立好的建筑物模型和树木模型导入场景中，生成具有三维可视的地貌景观图。在此基础上可以进行红水河流域水资源的研究、洪涝灾害快速监测与评估及周边地表起伏形态特征等。

对洪水淹没分析的若干思考

内容摘要：一、前言我国是一个自然灾害十分频繁的国家，洪涝灾害一直严重威胁着人民生命财产安全和社会的稳定与发展。近几十年来，自然资源的开发利用不断扩大，城乡经济建设飞速发展，洪水出现的频率及其造成的损失也不断的增加。因此，快速、准确、科学地模拟、预测和显示洪水淹没范围，以便发挥防洪工程效益，并以非工程措施来减轻洪水危害，对防洪减灾具有重要意义。别是对于城市和蓄滞洪区，如果能够预先获知洪水的淹没范围和水深的分布情况，对于挽救人民的生命财产和减少洪涝灾害损失都具有十分重要的价值。获取洪涝灾害范围和该范围内相对准确的水深分布对洪涝灾害评估和经济损失评估也具有重要的意义。二、洪水淹没分析方法及其与洪水模拟演进的比较洪水淹没是一个很复杂的过程，受多种因素的影响，其中洪水特性和受淹区的地形地貌是影响洪水淹没的主要因素。对于一个特定防洪区域而言，洪水淹没可能有两种形式，一种是漫堤式淹没，即堤防并没有溃决，而是由于河流中洪水水位过高，超过堤防的高程，洪水漫过堤顶进入淹没区；另一种是决堤式淹没，即堤防溃决，洪水从堤防决口处流入淹没区。无论是漫堤式淹没还是决堤式淹没，洪水的淹没都是一个动态的变化的过程。针对目前防洪减灾的应用需求，对于洪水淹没分析的要求可以概化为两种情况，一是在某一洪水水位条件下，它最终会造成多大的淹没范围和怎样的水深分布，这种情况比较适合于堤防漫顶式的淹没情况。另外一种情况是在给定某一洪量条件下，它会造成多大的淹没范围和怎样的水深分布，这种情况比较适合于溃口式淹没。对于第一种情况，需要有维持给定水位的洪水源，这在实际洪水过程中是不可能发生的，处理的办法是可以根据洪水水位的变化过程，取一个合适的洪水水位值作为淹没水位进行分析。对于第二种情况，当溃口洪水发生时，溃口大小是在变化的，导致分流比也在变化。另外一般都会采取防洪抢险措施，溃口大小与分流比在抢险过程中也在变化，洪水淹没并不能自然地发生和完成，往往有人为防洪抢险因素的作用，如溃口的堵绝，蓄滞洪区的启用等。这种情况下要直接测量溃口处进入淹没区的流量是不大可能的，因为堤防溃决的位置不确定，决口的大小也在变化，测流设施要现场架设是非常困难也是非常危险的。所以实际应用时，考虑使用河道流量的分流比来计算进入淹没区的洪量。归根到底，洪水淹没的机理是由于水源区和被淹没区有通道（如溃口、开闸放水等）和存在水位差，就会产生淹没过程，洪水淹没最终的结果应该是水位达到平衡状态，这个时候的淹没区就应该是最终的淹没区。基于水动力学模型的洪水演进模型可以将这一洪水淹没过程模拟出来，即在不同时间的洪水淹没的范围，这对于分析洪水的淹没过程是非常有用的。洪水演进模型虽然能够较准确地模拟洪水演进的过程，但由于洪水演进模型建模过程复杂，建模费用高，通用性不好，一个地区的模型不能应用到另外一个地区。特别是对于江河两侧大范围的农村地区模型的边界很难确定。所以上述两种概化的处理方法也是常用的。

洪水频率计算(规范方法)

A1洪水频率曲线统计参数的估计和确定 A1.1 参数估计法 A1.1.1矩法。对于n 年连序系列，可采用下列公式计算各统计参数 n 系列项数。对于不连序系列，其统计参数的计算与连序系列的计算公式有所不同。如果在迄今的N 年中已查明有a 个特大洪水（其中有I 个发生在n 年实测或插补系列中），假定（n-l ）年系列的均值和均方差与除去特大洪水后的（N-a ）年系列的相等，即X N 』= X n4,S n 』=S n 4，可推导出统计参数的计算公式如下： — 1 a N — a n X 二丄C X j X i ）（A5） N J j n — I 4 附录A 洪水频率计算均值均万差或变差系数偏态系数或式中 lUi-X)2 n-1 二 X i 2 -n ([X i )2 n7 (X i - X)3 i ￡ (n —1)( n —2)X 3C ； n n n n n 2 v X ； _3 n^ X i X 2 2(^ X J 3 i # i￡ i 住 i 仝： X i --------- 系列变量（i=1，…，n ）； (A1) (A2) (A3) (A4)

式中 X j --------- 特大洪水变量（j=1，…，a ）; X i ――实测洪水变量（i=l +1,…，n ）o A1.1.2概率权重矩法。概率权重矩定义为皮尔逊川型频率曲线的三个统计参数不能用概率权重矩的显式表达。但经推导有： Cs = N_1 一)2 N JX j —X)3 活二X i -对 (A6) (A7) (N -1)( N _2)X Cv 1 . M . = o xF J (x)dF j=0,1,2,… (A8)

洪水淹没分析

存档编号华北水利水电学院North China University of Water Resources and Electric Power 课程设计题目:基于GIS的洪水淹没分析学院资源与环境学院专业地理信息系统姓名黄福想学号200900931 指导教师李小根完成时间2012年6月1日

目录摘要.................................................................................................................................................................................................... I 关键词：ARCSCENE；数字高程模型（DEM）；ARCGIS；TIN ................................................................................ I FLOOD ANALYS IS REPORT..................................................................................................................................................II ABSTRACT....................................................................................................................................................................................II 第1章绪论..................................................................................................................................................................................- 1 -1.1论文研究背景.................................................................................................................................................................- 1 -1.2系统研究的意义和内容...............................................................................................................................................- 1 - 1.2.1.系统研究的意义 (1) 1.2.2.系统研究的内容 (1) 第2章系统设计模块................................................................................................................................................................- 2 -2.1系统设计..........................................................................................................................................................................- 2 - 2.1.1.数据库设计 (2) 2.1.2.系统功能结构设计 (2) 2.1.3.系统功能实现关键技术 (3) 2.2系统实现..........................................................................................................................................................................- 3 - 2.2.1.三维场景中显示洪水范围 (4) 2.2.2.系统的界面 (6) 2.2.3.洪水淹没面积计算： (8) 2.2.4.系统计算功能模块如下图 (8) 第3章结束语 .............................................................................................................................................................................- 9 -3.1系统的不足 .....................................................................................................................................................................- 9 -第4章附件..................................................................................................................................................................................- 9 -4.1算法核心代码： ............................................................................................................................................................- 9 - i

洪水频率计算(要求规范方法)

附录A 洪水频率计算 A1 洪水频率曲线统计参数的估计和确定 A1.1 参数估计法 A1.1.1 矩法。对于n 年连序系列，可采用下列公式计算各统计参数: 均值 ∑== n i i X n X 1 1 （A1）均方差 ∑=--=n i i X X n S 1 2)(11 或 ?? ????--=∑∑==n i n i i i X n X n S 1212)(111 （A2）变差系数 X S C v = （A3）偏态系数 3 3 13 )2)(1()(v n i i s C X n n X X n C ---= ∑= 或 33 1 3 1 1 21 32)2)(1()(23v n i n i i n i i n i i i s C X n n n X X X n X n C --+?-= ∑∑∑∑==== （A4）式中 X i ——系列变量（i=1，…，n ）； n ——系列项数。对于不连序系列，其统计参数的计算与连序系列的计算公式有所不同。如果在迄今的N 年中已查明有a 个特大洪水（其中有l 个发生在n 年实测或插补系列中），假定（n-l ）年系列的均值和均方差与除去特大洪水后的（N-a ）年系列的相等，即l n a n l n a N S S X X ----==,，可推导出统计参数的计算公式如下： )(11 1∑ ∑+==--+=n l i i a j j X l n a N X N X （A5）

?? ????---+--= ∑∑++==n l i i a j j v X X l n a N X X N X C 1 2 12)()(111 （A6） 3 31313)2)(1()()(v n l i i a j j s C X N N X X l n a N X X N C --??????---+-=∑∑+== （A7）式中 X j ——特大洪水变量（j=1，…，a ）； X i ——实测洪水变量（i=l +1，…，n ）。 A1.1.2 概率权重矩法。概率权重矩定义为 ?=1 0)(dF x xF M j j j=0,1,2,… （A8）皮尔逊Ⅲ型频率曲线的三个统计参数不能用概率权重矩的显式表达。但经推导有： o M X = （A9） )2 1 ( 01-=M M H C v （A10） 2 /3/0102M M M M R --= （A11）式中，H 和R 都和C s 有关，并已有近似的经验关系如下： ?? ?? ?≤≤--=++-=)431()3/4(154.9472.1051.1341.1612 .0432R R R u u u u u C s （A12） ?? ???<≤--=++-+=)3 41()3/4()1(60938.36315.2985.29545.314 .02 432 R R R V V V V V H （A13）为保证C v 和C s 有二位小数准确，要求在用式（A11）计算R 时，M 0、M 1和M 2的计算值至少达到5位有效数字。 1 根据连序系列计算概率权重矩。将洪水系列按从大到小顺序排列，样本概率权重矩按下式计算： ??? ? ?? ???-----=--==∑∑∑===n i i n i i n i i o n n i n i n X n M n i n X n M X n M 12111 )2)(1()1)((1111 （A14）

如何用ArcScene进行洪水淹没分析

如何用ArcScene进行洪水淹没分析近几年来，将GIS技术与RS技术相结合，根据数字高程模型DEM提供的三维数据和遥感影象数据来预测、模拟显示洪水淹没场景，并进行洪水灾害评估，已成为GIS在洪水方面主要研究领域。这里分享一下如何使用ArcScene进行洪水淹没分析，希望能够对大家有所帮助。步骤第一步：下载高程DEM数据打开水经注万能地图下载器，切换地图到谷歌地球高程地图，下载待分析区域的高程DEM数据，并导出为UTM坐标系（图1）。图1 第二步：下载卫星影像切换地图到谷歌地球，通过导入范围的方式下载和高程同一范围内的卫星影

像，同样是导出为UTM坐标系（图2）。图2 第三步：获取“洪水”数据在左侧的“矢量标注”工具栏内点击“导入”按钮，将之前生成的kml范围文件加载进来（图3），再选择导入的数据，点击右键，将其导出为UTM坐标系的shp文件（图4）。

图3 图4 第四步：影像处理

依次将下载的高程DEM数据和影像数据加载到ArcScene内，可以看到叠加的效果有重叠和遮挡（图5），这是因为没有指定卫星影像的高程。在卫星图图层上点击右键，选择“属性”，点击“基本高度”选项卡，在“从表面获取的高程”一栏选择“在定义的表面上浮动”，默认选择的是加载进来的高程DEM 数据（图6），修改后的效果如图7。图5

图6 图7 第五步：进行淹没分析

将之前生成的shp文件加载进来，同样还是点击右键选择“属性”，在“基本高度”选项卡内，在“从表面获取的高程”处选择“没有从表面获取的高程值”，“图层偏移量”处“添加常量高程偏移”设置为1000（图8），表示洪水水位的海拔高度为1000（注：此处为海拔高度，不是洪水相对于地面的高度），设置好后可以看到整个地图被洪水的淹没状况（图9）。图8

如何使用Erds进行洪水淹没分析

如何使用Erds进行洪水淹没分析 ERDAS IMAGINE可以生产数字高程模型，可以清楚的确定洪水威胁的地方，对于高程低的地方可以划为危险区域，无论对防灾减灾还是灾后处理都有着参考价值，甚至是经济开发选址方面都有一定的作用。步骤第一步：下载高程数据打开水经注万能地图下载器，切换地图到高程地图，框选下载需要下载的范围并导出为tif格式（图1），将生成的数据放在一个英文目录下。图1 第二步：下载卫星影像切换地图到谷歌地球，下载同一范围内的卫星地图并导出为img格式（图2），将导出的卫星图放置在和高程数据一样的英文目录下。

图2 第三步：加载高程数据在Erds主菜单上点击VirtualGIS，弹出VirtualGIS对话框，在对话框内点击VirtualGIS Viewer（图3）即可打开VirtualGIS Viewer对话框。在VirtualGIS Viewer对话框内点击“打开”按钮（图4），将下载的高程数据加载进来（图5）。图3

图4

图5 第四步：叠加卫星图同样点击“打开”按钮，将下载的卫星图加载进来形成三维地图（图6）。

图6 第五步：创建洪水层点击File→New→Water Layer（图7），新建一个名为water的fld文件，新建完成后会在视窗菜单栏内新增加一项Water菜单（图8）。点击W ater→Creat Fill Areas（图9），弹出Water Properties对话框，在对话框内点击Select Point按钮（图10）并在三维地图上点击选择一个基准点，选择好后在Water Properties对话框内点击Apply（图11）程序会以此为基础为淹没的高度绘制淹没面（图12），如果想要精确的按照高度来绘制淹没面，也可以在

GIS洪水淹没模型建立

GIS洪水淹没模拟及灾害评估中的应用导读：洪水灾害是最频发的自然灾害，严重影响国民经济发展危害人民生命财产安全，破坏生态环境。近几年来，将GIS技术与RS技术相结合，根据数字高程模型DEM提供的三维数据和遥感影象数据来预测、模拟显示洪水淹没场景，并进行洪水灾害评估，已成为GIS在洪水方面主要研究领域。 1.前言洪水灾害是最频发的自然灾害，严重影响国民经济发展危害人民生命财产安全，破坏生态环境。随着现代经济的高速发展和水利工程的增加，洪水灾害对人类的危害仍在加重。因此，快速、准确、科学地模拟、预测洪水淹没范围，对防洪减灾具有重要意义。特别是对于一些重点防洪城市和行蓄洪区，如果能够预先获知洪水的淹没范围和水深的分布情况，对于预先转移受灾区的生命财产，减少损失具有非常重要的价值，而且对于洪水造成的灾害损失进行评估也是非常有用的。近几年来，将GIS技术与RS技术相结合，根据数字高程模型DEM提供的三维数据和遥感影象数据来预测、模拟显示洪水淹没场景，并进行洪水灾害评估，已成为GIS在洪水方面主要研究领域。本研究以数字高程模型DEM和RS影象为基础，运用GIS的空间分析功能，研究试验区洪水河流域的洪水淹没情况。 2.研究区域及数据简介 2.1 研究区域地理概括红水河是珠江流域西江水系的中上游河段，发源于云南省沾益县马雄山，流经滇、黔、桂三省（区），上游主流称南盘江，流至庶香双江口与北盘江汇合后称红水河，到广西三江口与柳江相汇合后称黔江。红水河流域位于东经102°20′-109°30′，北纬23°04′-26°50′之间，流域四周为群山环绕，整个地势自西北向东南倾斜，平均海拔高程1450m。本次实验重点研究范围为红水河流域中的整个龙滩流域及其六个子流域（甲板、平腊、八茂、蔗香、这洞、高车）。 2.2 实验数据本研究采用的基本数据分为空间数据和水文数据以及其他辅助数据。其中空间数据包括龙滩流域的DEM底图、modis遥感影象底图、省市县行政边界、城市分布图、站点分布图、河网、龙滩流域及其子流域分布图等。水文数据是各子流域水文站获取的降雨量数据，辅助数据是流域流经区域经济数据以及为实现真实三维场景所采集到的部分建筑物纹理数据。 3.研究的主要任务及思路通过利用研究区域的数字高程模型（DEM）和遥感影象数据对其进行三维场景仿真，再通过给定洪水水位高程值，认为在水位以下则是淹没区域，反之则不属于淹没范围，并对淹没过程进行模拟，通过人工方法确定连通区域来计算洪水淹没面积。同时结合研究区域土地利用类型数据、降雨量情况以及辅助经济数据进行加权叠置生成洪水灾害风险图，为防洪抗灾做决策。

山洪风险图及中小河流洪水淹没图编制技术要求

山洪风险图及中小河流洪水淹没图编制技术要求目录 1 基本约定 (1) 1.1 基本术语 (1) 1.2 编制对象 (2) 1.3 编制目标 (2) 1.4 工作内容 (2) 1.5 成果要求 (3) 2 技术路线 (4) 1.1 资料准备与评估 (4) 1.1.1 流域基础资料准备 (4) 1.1.2 保护对象资料准备 (4) 1.1.3 资料评估与方法选择 (4) 1.2 危险性分析 (4) 1.1.1 暴雨计算 (4) 1.1.2 洪水计算 (5) 1.3 易损性评价 (5) 1.4 山洪风险评价 (5) 1.5 风险图绘制 (5) 1.6 成果整（汇）编 (5) 3 山洪危险性分析 (6) 1.1 设计暴雨分析 (6) 1.1.1 暴雨历时确定 (6) 1.1.2 暴雨频率确定 (6) 1.1.3 设计雨型确定 (6) 1.1.4 计算方法选择 (7) 1.2 设计洪水分析 (7) 1.1.1 净雨分析 (7) 1.1.2 洪水频率确定 (8) 1.1.3 洪水计算方法 (8) 1.1.4 水位流量关系分析 (9) 1.1.5 合理性分析 (9) 1.3 山洪危险性计算 (10) 1.1.1 子要素权重确定 (10) 1.1.2 村落危险性阈值确定 (10) 1.1.3 小流域危险性综合评价 (11) 1.4 危险性成果要求 (11) 4 山洪承灾体易损性分析 (12) 1.1 易损性要素分析 (12) 1.1.1 承险人口及房屋分析 (12) 1.1.2 现状防洪能力分析 (12)

(12) 1.1.3 其他相关信息分析 (13) 1.1 易损性计算 (13) 1.1.4 子要素权重确定 (13) 1.1.5 村落易损性阈值确定 (13) 1.1.6 流域易损性综合评价 (14) 1.2 易损性成果要求 (14) 5 山洪风险评价 (15) 1.1 危险区范围确定 (15) 1.2 风险等级划分 (15) 1.3 风险等级修正 (16) 6 山洪风险图绘制 (17) 1.1 基础信息 (17) 1.2 核心信息 (17) 1.3 辅助信息 (17) 7 中小河流洪水淹没图编制 (18) 1.1 资料准备与评估 (18) 1.2 设计暴雨分析 (18) 1.3 设计洪水分析 (18) 1.4 洪水淹没分析 (18) 1.5 洪水淹没图绘制 (19) 8 成果整（汇）编 (20) 1.1 数据成果 (20) 1.2 编制报告 (20) 1.3 附表附图 (20) 1.1.1 附表 (20) 1.1.2 附图 (21) 附件 (22) 附表 (22) 附图 (32) 报告 (33)

设计洪水地区组成分析

设计洪水地区组成分析摘要：文章介绍了河道设计洪水的特点及计算方法，并进行了洪水地区组成分析，最终计算出口断面的设计洪水。关键词：设计洪水地区组成相应近期随着国家对水利投资加大，和对民生工程的关注，中小河流治理已经被推上水利建设的舞台，中小河流治理的规模及治理工程措施直接受河道设计洪水影响，因此正确计算分析河道设计洪水是至关重要的。随着江河治理与水资源的开发，水库群的调蓄对下游设计断面洪水的影响愈来愈突出。根据《水利水电工程设计洪水计算规范》（sl44—2006），推求设计断面受上游水库调蓄影响的设计洪水时，应拟定设计断面以上的洪水地区组成。设计水库对下游有防洪任务时，也应计算水库、区间及防洪控制断面设计洪水，拟定防洪控制断面以上的洪水地区组成。本文以滁州市濠河流域设计洪水计算为例，采用洪水地区组成分析，计算河道控制断面设计洪水。濠河流域面积621km2，东、西两支流上分别建有官沟、凤阳山两座中型水库，分别控制来水面积84km2和146km2，水库下游区间面积为391km2。濠河出口控制断面上游可以简化为两座中型水库（凤阳山水库、官沟水库）和濠河区间（两座中型水库~濠河口）两个分区。濠河

出口设计洪水析计算，需要考虑以上两个分区的洪水组成。濠河口设计洪水计算按照上述设计洪水进行叠加，并采用地区洪水组成分析，选择合理设计洪水成果，濠河全流域设计洪水地区组成根据防洪要求，按照同频率法拟定方案一采用“濠河流域与‘濠河~水库’区间同频率，两座中型水库相应”，方案二采用“濠河流域与两座中型水库同频率，‘濠河~水库’区间相应”。。方案一、濠河流域与‘濠河~水库’区间同频率，两座中型水库相应根据洪水组成，濠河流域设计洪水由两座中型水库设计洪水和’濠河~水库’区间设计洪水两部分组成，根据计算采用洪水总量控制方法，计算两座中型水库相应各频率的设计洪水总量详见成果表1，根据两座水库地形等参数，对洪水总量进行时段分配，得两座水库相应各频率设计洪水过程线，并根据水库蓄泄关系对其进行调节计算，推求水库下泄洪水，濠河出口断面设计洪水由水库下泄洪水与区间设计洪水叠加而得详见表2。表1两座水库相应各频率洪水总量计算成果表单位：万m3 表2濠河口控制断面设计洪水方案一计算表单位m3/s 方案二、濠河流域与两座中型水库同频率，‘濠河~水库’区间相

基于GIS的洪水淹没范围模拟

第30卷第2期 2009年4月华　北　水　利　水　电　学　院　学　报 Journal of North China I nstitute of W ater Conservancy and Hydr oelectric Power Vol 130No 12Ap r .2009 收稿日期:2009-01-14 基金项目:国家自然科学重点基金项目(40730526);国家自然科学面上基金项目(40571006);上海市重大科技攻关项目 (05DZ12007). 作者简介:孙阿丽(1985—),女,河南周口人,在读硕士研究生,主要从事环境科学与自然灾害方面的研究. 文章编号:1002-5634(2009)02-0009-03 基于G IS 的洪水淹没范围模拟孙阿丽,徐林山,石　勇,石　纯 (华东师范大学地理信息科学教育部重点实验室,上海200062) 摘　要:洪水淹没范围的确定是洪灾损失评估的核心环节,洪灾损失评估是防洪减灾领域的一项基础工作.在给定水位条件下,运用GI S 和丹江口库区的相关图形数据平面模拟了大坝加高洪水淹没范围,并对其采用“无源淹没分析”方法进行统计计算,及时、准确、系统地掌握了洪水淹没信息,为洪水风险图制作、快速评估洪灾损失和防洪决策提供科学依据.关键词:淹没范围;GI S;丹江口大坝中图分类号:T V222;X45 文献标识码:A 我国地域辽阔,自然地理条件复杂,洪水灾害频繁发生,大约2/3的国土面积有着不同类型和不同危害程度的洪水灾害.每年因洪水灾害造成的经济损失约占全部自然灾害损失的60%以上,其直接经济损失达百亿元,严重影响了我国国民经济的发展和人民生命财产的安全 [1] .仅仅利用工程措施并不能完全抵御洪水,非工程措施也是防洪减灾的有效方法之一.RS 和GI S 的结合使非工程防洪措施的实施成为可能,它能快速、准确、科学地预测和模拟显示洪水淹没范围,使防洪工程发挥效益,并以非工程措施来减轻洪水危害,对防洪减灾和洪灾评估等具有重要意义.以数字高程模型DE M 为基础,运用GI S 的空间分析功能,根据水库调度的出库洪水过程,配合数字化地图,利用淹没范围模拟算法统计计算丹江口库区大坝加高后洪水淹没面积,为后续进行的洪水灾害损失评估提供重要的实时数据信息 [2] . 1　研究区概况丹江口库区是南水北调中线工程的水源地,地处我国南北过渡、东西交替的秦巴山区,属亚热带季风气候区,四季分明,立体气候明显.其水利枢纽位于汉江干流上,控制流域面积9.52万k m 2 .该工程于1958年动工兴建,分2期完成.初期工程正常蓄水位157m ,相应总库容量174.5亿m 3 ,主要任务是防洪与发电,已于1974年竣工,淹没处理面积813k m 2[3] .后期工程正在建设中,正常蓄水位 170m ,总库容量290.5亿m 3 ,主要任务是防洪与引水,大坝加高后,坝顶高程由162.0m 升到176.6m ,正常蓄水位由157.0m 上升到170.0m [4] .湖北省十堰市、丹江口市、郧县、郧西县以及河南省淅川县 5个县(市、区)被纳入丹江口水库淹没区[5] .以河南淅川县为研究对象进行淹没分析.淅川县位于河南西南边陲,豫鄂陕三省结合部,集山区、库区、边缘区于一体,是丹江口水库水利枢纽工程主要淹没县移民安置县,全县总面积2801.4km 2,其中耕地466.9k m 2 ,水域400.2km 2 ,荒山1934.3km 2 . 2　模拟分析 2.1　数据来源原始数据主要包括两部分:①水库大坝加高工程的相关数据;②库区的基础地理数据和专题数据(比例尺为1∶500000),如遥感影像、地形图、行政区划图、土地利用图等各类空间数据.

洪水频率计算(规范方法)

基于ArcGIS的东平湖洪水淹没场景三维可视化_张成才

2008年 3月郑州大学学报(工学版) M a r .　2008 第29卷　第1期J o u r n a l o f Z h e n g z h o uU n i v e r s i t y (E n g i n e e r i n g S c i e n c e )V o l .29　N o .1 收稿日期:2007-10-31;修订日期:2007-12-24 基金项目:水利部黄河泥沙重点实验室2007年度开放课题(2007005) 作者简介:张成才(1964-),男,河南郸城人,郑州大学教授,博士后,博士生导师,主要从事遥感与地理信息系统方面的研究,E -m a i l :Z h a n g c c @z z u .e d u .c n . 文章编号:1671-6833(2008)01-0088-03 基于A r c G I S 的东平湖洪水淹没场景三维可视化张成才1 ,刘丹丹1 ,余　欣2 ,梁国亭 2 (1.郑州大学环境与水利学院,河南郑州450001;2.黄河水利科学研究院,河南郑州450003)摘　要:对实现洪水淹没场景模拟的三维可视化方法进行研究,以东平湖的洪水淹没演进为例,以A r c -G I S 9.0为开发平台,利用A r c G I S 的3D 扩展模块,在A r c S c e n e 中由地形图构建东平湖的数字高程模型(D E M ),使用A r c S c e n e 实现了各个时刻东平湖的洪水淹没演进过程和周边场景的动态模拟.该方法所有操作都在A r c G I S 中进行,自动化程度高,方便,快捷;同时在研究洪水淹没分析方面,具有一定的借鉴意义. 关键词:三维可视化;地理信息系统;洪水淹没;数字高程模型中图分类号:T P 311.5 文献标识码:A 0　引言由于可视化技术使人能够在三维虚拟世界中对洪水演进的现象和规律进行观察、操作和分析,更好的了解洪水发生的过程,因此它是开展洪水演进研究工作的自然选择[1] .当前实现洪水淹没场景模拟的三维可视化的技术方式主要有3种:应用三维图形动画绘制软件(3D M A X ,M a y a 等),基于三维可视化工具包(O p e n G L ,D i r e c t X ,V R M L 等)的开发,应用具有三维可视化功能的软件(A R C /I N F O 等地理信息系统软件). 3D M A X 等主要侧重于三维地物实体造型及三维动画的显示及浏览.O p e n G L 等适合于空间信息的三维构建、操作、分析和模拟 [2-3] .A R C / I N F O 等主要G I S 软件中的三维功能主要是针对地形的三维可视化及其三维分析[4] . 笔者是运用A r c G I S 9.0中的3D 扩展模块,在东平湖数字高程模型(D E M )的基础上,在A r c S -c e n e 中实现了东平湖各个时刻洪水淹没演进过程和周边场景的动态模拟. 1　东平湖三维可视化 1.1　构建东平湖D E M 笔者使用A r c S c e n e 中3DA n a l y s t 生成东平湖T I N 和G r i d . 1.1.1　T I N 的构建 (1)点击3D A n a l y s t ※C r e a t e /M o d i f y T I N ※ C r e a t e T I NF r o mF e a t u r e s ; (2)在“C r e a t e T I NF r o m F e a t u r e s ”对话框中点击“b r o w s e (浏览)”按钮加载等高线层、高程点层、湖泊层和边界层,分别设置所选择图层的H e i g h t s o u r c e 、T r i a n g u l a t ea s 、T a gv a l u ef i e l d ,在O u t p u t T I N 中选择所创建T I N 的存放路径;(3)点击O K 即生成T I N .1.1.2　T I N 转化为G r i d (1)点击3DA n a l y s t ※C o n v e r t ※T I Nt o R a s -t e r ; (2)在C o n v e r t T I Nt o R a s t e r 对话框I n p u t T I N 中输入T I N ,然后在O u t p u t r a s t e r 中选择保存路径并命名,点击O K 即生成G r i d ,如图1所示. 图1　东平湖G r i d F i g .1　G r i do f D o n g p i n g l a k e 1.2　生成三维可视化东平湖利用A r c G I S 的三维扩展模块,即在A r c S c e n e

洪水实验报告

华北水利水电大学 GIS与灾害评价结课报告题目：GIS洪水淹没模拟及在灾害评估中的应用专业：地理信息系统姓名：xxx 学号：xxxxxxxx 指导教师：xxx 时间：2014/10/21

前言我国是一个洪水灾害频发而严重的国家，自古以来，人民在社会经济生活中就离不开抗洪救灾以争取生存和发展。由于洪水具有不确定性、突发性、区域性等特点，要及时迅速了解洪水的发展态势，全面掌握灾情进展，准确评估洪水灾害损失等，仅仅依靠通讯与地面交通工具是难以实现的。而现代遥感、GIS和数据库技术，以及数值模拟、数学模型等科技成就的发展为洪水灾害的调查、计算、模拟、分析、评估和防治提供了崭新的手段。本次实验重点研究范围为红水河流域中的整个龙滩流域及其六个子流域（甲板、平腊、八茂、蔗香、这洞、高车）。关键字：GIS 洪水淹没三维建模红水河流域 1.1背景近几年来，将GIS技术与水动力模型相结合，根据数字高程模型DEM(Digital Elevation Model)提供的三维数据来预测、模拟显示洪水淹没区，并进行洪水灾害评估，已成为GIS应用和水利部门的一个非常活跃的研究课题。在GIS和空间数据库支持下的基于GIS的洪水淹没灾害损失评估不完全依赖于灾害统计数据，而是充分利用洪水灾害的自然特征和社会经济指标，运用信息提取、空间分析和数学模型等方法，获取洪水灾害程度的空间分布结果，从而使洪水淹没灾害评估的空间信息更为详尽。 1.2研究区域简介红水河是珠江流域西江水系的中上游河段，发源于云南省沾益县马雄山，流经滇、黔、桂三省（区），上游主流称南盘江，流至庶香双江口与北盘江汇合后称红水河，到广西三江口与柳江相汇合后称黔江。红水河流域位于东经102°20′-109°30′，北纬23°04′-26°50′之间，流域四周为群山环绕，整个地