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1、精品学习资源封面欢迎下载精品学习资源作者： PanHongliang仅供个人学习基于 GIS 技术的洪水埋没模拟及灾难评估姓名：孙珂单位：郑州测绘学校欢迎下载精品学习资源地址：河南省郑州市高校南路1 号邮编： 450000摘要：针对洪水灾难评估的特点，将 GIS 技术与 RS 技术相结合，依据数字高程模型DEM供应的三维数据和遥感影象数据，运用GIS 的空间分析功能来推测、模拟显示红水河流域洪水埋没场景，并结合该流域水文站降雨量数据和各乡镇人口密度数据以及其他帮忙数据来进行洪水灾难评估；关键字：洪水灾难、地理信息系统、泰森多边形、加权叠加1. 前言洪水灾难是最频发的自然灾难，严肃影响国民经济进
2、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进展和水利工程的增加，洪水灾难对人类的危害仍在加重；因此 ，快速、精确、科学地模拟、推测洪水埋没范畴，对防洪减灾具有重要意义；特殊是对于一些重点防洪城市和行蓄洪区，假如能够预先获知洪水的埋没范畴和水深的分布情形，对于预先转移受灾区的生命财产，削减缺失具有特殊重要的价值，而且对于洪水造成的灾难缺失进行评估也是特殊有用的；近几年来，将 GIS 技术与 RS 技术相结合，依据数字高程模型DEM供应的三维数据和遥感影象数据来推测、模拟显示洪水埋没场景，并进行洪水灾难评估，已成为GIS 在洪水方面主要争论领域；本争论以数字高程模型DEM和 RS 影
3、象为基础，运用GIS 的空间分析功能， 争论试验区洪水河流域的洪水埋没情形；2. 争论区域及数据简介2 1 争论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 0426 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；本次试验重点争论范畴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；欢迎下载精品学习资源外 业 数 据 采 集 （
4、纹Arcmap 平面底图数字化利用 ESRI sketchup 插件关Phtoshop 纹理处理Google sketchup 建立模型DEM 数据遥 感 影象图花 草 树木 模 型符号化场景导出为.mdb 数据在 Arcscene 9.3 中进行叠加红水河流域三维地势浏览可视化图 2 三维场景建立技术路线图 3 三维可视化场景图5洪水埋没模拟分析及埋没面积运算洪水埋没模型是以三维地势和不同水位来综合演示洪水埋没行为的时空变化及水体外形运用 ArcGIS9.2中的 3D 扩展模块，在争论区域数字高程模型的基础上，在ArcScene中实现了该区域洪水埋没演进过程，直观的显示不同时刻和水位该区域洪
5、水埋没情形，为防洪救灾作出重要的决策；2 2 试验数据本争论接受的基本数据分为空间数据和水文数据以及其他帮忙数据；其中空间图 1：争论区域红水河流域图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猎取的降雨量数据，帮忙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争论的主要任务及思路通过利用争论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，认为在水位以下就是埋没区域，反之就不属于埋没范畴，并对埋没过程进行模
6、拟，通过人工方法确定连通区域来运算洪水埋没面积；同时结合争论区域土地利用类型数据、降雨量情形以及帮忙经济数据进行加权叠置生成洪水灾难风险图，为防洪抗灾做决策；4. 争论区域三维场景建立；由于红水河流域掩盖面积宽敞，短时间内不行能将整个流域的三维场景进行模拟，本次争论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点，我们接受的原始数据是 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势模型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
7、观图（如图3）；在此基础上可以进行红水河流域水资源的争论 、洪涝灾难快速监测与评估及周边地表起伏外形特点等；技术路线如图2 所示；欢迎下载精品学习资源洪水埋没由多种因素造成，降雨、上游来水都可以造成埋没；依据洪水埋没的成因，可将其分为两大类：一类是无源埋没，一类是有源埋没；本次操作主要是利用arcmap 软件完成，通过已知红水河流域各水文站水文数据确定洪水位，由已知DEM 数据和给定洪水水位来确定埋没区域并运算埋没面积；具体操作流程在arctoolbox中新建 model builder模型，（如图 4），只需给定水文数据，可以直观的观看到其埋没区域及面积（如图5 和图6）；欢迎下载精品学习资
8、源5. 1 无源埋没分析图 4：埋没面积运算 m输o入de水l b位ui高lde程r 模型欢迎下载精品学习资源只考虑受淹区的高程与给定水位的高程情形，而不用考虑埋没区的连通问题，凡是高程低于给定水位的点都记入埋没区，算作被埋没的点，这种情形相当于整个区域大面积均匀降水，全部低洼处都可能积水成灾；其埋没面积运算比较简洁，全部低于或等于推测水位高程的像元都将计人埋没区，经累加运算得出埋没面积5. 2 有源埋没分析水流受到地表起伏特点的影响，在这种情形下，即使在低洼处，也可能由于地势的阻挡而不会被埋没；造成的埋没缘由除了自然降水外，仍包括上游来水、凹地溢出水等；面积运算略微有点复杂，它是在无源埋没的
9、基础上，考虑到连通要求的埋没面积的运算；本文介绍的是用人为的方法确定符合连通条件的区域，将其取出，并运算出它的面积；具体做法是把决堤口定为源头，在转换生成的 Raster 中查找与源头连通的区域；将全部 Raster的值为 1 的区域进行累加运算，得出埋没区的面积；（a） 无源埋没区（ b） 有源埋没区图 5：水位为 650m 时红水河流域埋没情形（ a） 无源埋没区（ b） 有源埋没区图 6：水位为 800m 时红水河流域埋没情形6. 洪水灾难风险图制作：洪水风险图是以图的形式直观反映洪水威逼区域发生某一频率洪水后，可能埋没的范畴、水深等洪水要素以及不同量级洪水可能造成的灾难风险和对社会经济
10、的损害程度的工具；依据该图并结合影响区域内社会经济进展状况，合理制定防洪指挥方案，合理评判各项防洪措施的经济效益，合理估量洪灾缺失，为防洪保险供应依据；本文争论的风险是一种相对的概念，即不同区域之间风险大小的相对比较；在 GIS 的支持下，利用洪水埋没运算得到的埋没范畴、埋没水深，与各种专题图层 包括行政区划、土地利用、居民点分布、人口分布、重要地物分布、交通线路等 进行拓扑叠加和空间分析 空间查询、网络分析等 ，即可生成有关专题埋没图件，包括重要设施埋没图、抢险迁安路线图等；如进一步关联背景数据库中的社会经济信息，并结合相关数学模型，可统计由洪水埋没造成的灾难缺失；表一：红水河龙滩流域水文站
11、日降雨量数据站码站点名称升）2005年 降 雨 量（ 毫2006升）年 降 雨 量 （毫2007升）年 降 雨量 （ 毫5 月6 月7 月5 月6 月7 月5 月6 月7 月LT060001天生桥167.5321136194.5369.5192.5111.5283.5277.5LT060011盘江桥71.53183858126380181315305.5LT060012这洞5719057116 5353.5157.513953735*LT060017平湖219.5196.547139.534718261.5239.5353.5LT060019高车56.5338.5168.5107.519622
12、91553455439 5欢迎下载精品学习资源LT060051大田河5429191.5122.5282.5114152.5294.5406LT060078惠水15636997.5173265183217.5337.5390.5LT060134蔗香146.533721777197204.5*甲板258284.582182.5288256八茂17133782.5216.5288.5202.5平腊71201.561162323171575249207 5675273405 5512085205 5LT060143 LT060144 LT0601466 1 评判因子及评判原就编制洪水风险图有三大要素，
13、即地势地貌、埋没水位和社会经济数据；其中本次争论主要有 4 个评判因子，包括高程、土地利用类型图、各子流域降雨量及人口密度；其中高程值是由红水河流域DEM数据生成；土地利用类型图利用原始TM遥感影象通过监督分类后生成；各子流域水文站测取的2002-2007年日降雨量数据，由于各水文站全年平均日降雨量比较接近，再加上洪水灾难一般发生在5、6、7 三月，本次争论中各水文站平均日降雨量数据只取这四个月数据（如表一）；通过将该流域11 个水文站数据利用arcgis生成泰森多边形，并转换生成红水河面雨量栅格数据；人口密度数据，通过利用乡镇行政区划图以及搜集到的各乡镇面积和人口数，将人口数除以乡镇面积并转
14、换得到人口密度图；6. 2 制作基本流程第一对埋没致灾的各因子进行分析，分别运算各影响因素形成洪水埋没可能性大小的比例，制作成相应的栅格图层；在GIS 技术的支持下，对各栅格图层重分类后进行加权叠置分析（具体操作流程见图7 ），对各影响图层确定评判系数以及子类型进行打分，得到洪水风险等级（如图8）；欢迎下载精品学习资源流域 DEM 数据DEM 图欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源流域 modis 遥感影象水文站降雨量数据乡镇人口数据土地利用类型图降雨量分布图人口密度分布图重分类后叠加洪水风险图欢迎下载精品学习资源图 7：洪水风险图制作流程图 8：红水河流域洪水灾难风险图7. 结语：本文通
15、过将 GIS 空间分析方法应用在红水河流域洪水灾难模拟及缺失评估方面，初步得出以下结论：（1） 利用 DEM数据以及遥感影象数据和建筑物属性数据可以真实的模拟该地区洪水埋没真实场景，对于确定洪水埋没区地势起着重要的作用；（2） 依据洪水水位确定洪水埋没范畴后，可以结合其土地利用类型以及经济数据，对可能受淹地区的林地、耕地、居民用地等以及人口数据等进行快速评估，并进一步推测洪水灾难缺失；（3） 充分利用该地区水文数据，初步推测近几年洪水水位以及降水量情形，结合该区域经济数据，制作洪水灾难风险图，估量洪水发生时影响范畴，这样可以为防灾救灾作决策支持；本次争论主要是通过arcgis空间分析功能，整个
16、实现过程无需编程，而且方法简洁适用，值得广泛应用；【参考文献】欢迎下载精品学习资源1刘仁义, 刘南 . 基于 GIS 的复杂地势洪水埋没区运算方法J 地理学报， 2001 年 6 月2袁红梅, 邓彩琼 . 应用 GIS 技术制作洪水风险图 . 江西水利科技 ,2004 年 l2 月3丁志雄, 李纪人 , 李琳 . 基于 GIS 格网模型的洪水埋没分析方法. 水利学报， 2004 年 6 月4刘小生, 黄玉生 . 基于 Arc/Info的洪水埋没面积的运算方法；测绘通报，2003 年第 6 期5郭利华, 龙毅 . 基于 DEM的洪水埋没分析 . 测绘通报 ,2002 年第 11 期6张彦召. 基
17、于三维可视化技术的流域仿真模拟争论, 硕士论文7翟宜峰, 殷峻暹 . 基于 GISRS的洪水灾难评估模型 , 人民黄河 ,2003 年 4 月8向素玉, 陈军. 基于 GIS 城市洪水埋没模拟分析, 中国地质高校学报,l995年 9 月9冯丽丽, 李天文等 . 基于 ArcGIS 的渭河下游洪水埋没面积的运算, 干旱区地理 ,2007 年 11月10 封殿波 , 赵 杰等 . 基于 ARCGIS的太平湖可视化争论 , 遥感与航空摄影 ,2021 年第 4 期11 李红英 . 基于 GIS 的洪灾缺失评估争论以黑河为例，西安理工高校，硕士论文版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上
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