基于HEC-RAS与ArcGIS的水库溃坝风险分析

以某水库大坝为背景,在溃口宽度和水库水位多种工况组合下,计算了溃坝的水力参数和流量变化过程线,利用HEC-RAS软件模拟了主坝溃决后洪水在下游的演进过程,结合ArcGIS软件进行淹没范围分析,得到的淹没生命和经济损失数可为水库风险分析和风险管理提供依据。     

困难地区水库定桩测量

在水利水电枢纽地区,大坝施工开始以后,要进行水库淹没区水库定桩的测量工作,据以迁移居民和建筑物,清理库底,调查与计算水库淹没所引起的各种赔偿。     

测绘遥感技术在防洪救灾中的应用

随着遥感技术的发展,尤其是高空间分辨率遥感卫星影像进入实用化阶段的促进,“４ Ｄ”技术在防洪救灾方面的应用越来越受到重视。我国已成功地将“４ Ｄ”技术应用于洪水灾情预报与评估,并用“４ Ｄ”技术进行洪水淹没实情航摄与雷达遥感,计算已经淹没区的洪水贮量,将要淹没区的洪水容量等,从而进行洪水调度。     

基于栅格数据的溃坝洪水演进快速模拟

针对紧急条件下的溃坝洪水演进模拟实时要求高、灾情资料相对匮乏的问题,文章提出了一种基于栅格数据的水动力学溃坝洪水演进模拟算法。算法以栅格地形为基础,采用水动力学原理和GIS地形分析技术相结合的方法进行多次迭代计算。利用曼宁公式计算栅格单元间的流量,通过分析不同栅格单元洪水的流速特征,自适应计算迭代步长和计算次数,通过确定栅格间的洪水演进顺序,实现溃坝后洪水演进速度、淹没范围和水深的动态预估。选用安徽省王家坝蓄洪过程进行实验和对比验证。结果表明,该方法具有输入数据少、算法简单、计算速度快等特点,其模拟过程与历史灾情基本吻合,能够适应应急环境下的洪水演进模拟需要。     

一种面向海量数字高程模型数据的洪水淹没区快速生成算法

常见种子点填充算法在实现DEM数据下的洪水淹没区生成时,具有难以处理大数据量以及过多的递归计算易导致算法效率较低等缺点。针对此问题,本文提出一种面向海量DEM数据的洪水淹没区生成算法分块压缩追踪法,该算法采用条带分块和实时栅格压缩存储技术,以解决海量地形数据下的淹没分析计算问题。最后,通过将本算法与常见种子点填充算法和分块种子点填充算法进行了对比测试,实验结果表明本算法不仅较好地解决了海量DEM数据下的洪水淹没区生成问题,与常规种子点填充算法和分块种子点填充算法相比亦具有较高的计算效率。     

地震诱发堰塞湖下游淹没风险评估方法对比研究

为了提升地震诱发堰塞湖突发灾难应急处置能力和充分利用灾区基础数据开展高效决策,本文结合遥感影像、DEM、水文资料和GIS技术,开展利用水文流量演算法和二维水动力学模型法快速评估堰塞湖溃决后下游淹没风险的方法研究。通过对唐家山堰塞湖690m溃坝洪水算例的应用,分别计算基于上述两种方法的下游潜在淹没影响范围,得到的两种计算结果均显示该规模的洪水将淹没下游北川县城的结果。最后通过分析对比两种影响范围计算结果的精度、数据需求、计算时长,评估两种方法在地震诱发堰塞湖下游淹没风险快速评估研究中的时效性、准确性和互补性。     

溃坝洪水演进的光滑粒子流体动力学分析

传统GIS在实现溃坝洪水过程模拟时通常是采用无源淹没分析或有源淹没分析方法,这些方法忽略了洪水演进过程中的物理学与动力学因素,模拟结果的时效性、可靠性较差,表达效果也较为简单。针对此问题,该文提出结合光滑粒子流体动力学方法与GIS相关技术实现溃坝洪水演进的三维动态可视化及分析,以光滑粒子流体动力学生成的海量多维时空序列流体粒子数据为基础,研究了粒子数据的建模及时空数据的时空建模技术。最后在自主研发的系统中实现了溃坝洪水演进的三维动态可视化表达及分析,应用效果良好。     

基于Asar与TM图像的洪水淹没范围提取

在洪水灾害监测、灾情评估中,洪水淹没范围是最重要的信息之一。洪水灾害中获取的雷达图像能够提取水体的范围,但很难区分出原有水体和洪灾中淹没区范围。基于这个问题,本文提出利用目前功能最为强大的星载雷达系统Asar在灾中得到雷达图像和灾前或者灾后的TM图像复合,得到灾中与非洪灾时期水体的变化范围,即获得洪水淹没范围的方法。试验结果表明,利用这种方法可以快速、准确地提取洪水淹没范围。     

高精度数字地面模型（DTM）的生成及应用研究

本文论述了高精度三角网的构网方法，和考虑地形特征信息的三角网栅格化转换及其应用－圩堤中洪水淹没容积的计算，土地利用分类面积和洪水淹没面积分类统计。     

GPU-CA模型下的溃坝洪水演进实时模拟与分析

基于元胞自动机(CA)的局部并行计算特性和统一计算设备架构(CUDA)并行计算架构,提出了GPU-CA的溃坝洪水演进计算模型,重点探讨了溃坝洪水演进元胞自动机模型、GPU模型映射、计算优化、CPU/GPU协同的溃坝洪水演进模拟与分析等关键问题,研发了原型系统,并选择了案例进行初步试验。试验结果表明,在保证溃坝洪水演进模拟结果有效性的情况下,与基于CPU-CA串行计算模式相比,基于GPU-CA的溃坝洪水演进模型计算可提高计算效率,加速比随着元胞格网分辨率的提升而增加,当元胞格网的大小为10m时,模型计算效率的加速比可以达到15.9倍,可支持实时溃坝洪水演进模拟分析与风险评估。     

高精度数字地面模型(DTM)的生成及应用研究

本文论述了高精度三角网的构网方法，和考虑地形特征信息的三角网栅格化转换及其应用──圩堤中洪水淹没容积的计算，土地利用分类面积和洪水淹没面积分类统计。     

基于DEM的洪涝灾害信息提取与损失估算

数字高程模型(DEM)作为洪涝灾害遥感研究的辅助信息源可以提供两类信息,一是地面点的高程和所处地形部位以及与邻域的相互关系等方面的背景数据,二是研究区高程-面积关系、高程-容积关系及面积-容积关系等基本关系信息。利用这些背景数据和基本关系信息,结合洪水期遥感图像的解译,可以获取洪水淹没范围、淹没区积水量、水深、淹没历时以及作物受灾程度等灾情信息。本文阐述了这种研究的原理和方法。     

采用滞留水量的洪水淹没计算

针对城市地区暴雨致洪问题以及快速、科学分析处理洪涝灾害的应急测绘保障服务工作要求,该文提出了一种基于滞留水量的洪水淹没计算分析方法。采用美国水土保持局提出的模型计算降雨产水量,结合区域排水能力,河网、湖泊、水库调蓄水能力和境外来水量,实现区域滞留水量计算分析;在此基础上,利用数字高程模型数据和洪水淹没分析方法,实现区域淹没水深和淹没范围计算分析。研究区实例计算验证结果表明:该方法能够满足应急测绘保障服务工作要求,快速为相关部门洪涝灾害分析提供科学决策依据。     

抚州市洪水淹没3D可视化系统研发

洪水淹没三维可视化能够很直观地反映洪水受灾情况,对防洪救灾部门确定减灾目标,进行防洪减灾规划等均具有重要的意义。本文首先分析了现阶段GIS在防洪救灾应用中的不足,然后结合江西省抚州城区的地形图,建立了相应的洪水淹没GIS数据库,并利用可视化开发语言Visual C++与ArcEngine组件库开发了抚州市三维洪水淹没查询系统,详细介绍了三维地形的生成、水位线、水淹没区域、经济附属物显示及淹没区经济损失统计等功能的实现过程,为防洪工作做出科学决策提供了参考。     

基于GIS对松花江流域哈尔滨段洪泛区灾害评估

计算洪水淹没区范围所造成的灾害损失一直是灾害评估研究中的一个热点问题,本文通过以GIS技术为基础,并结合数字高程模型(DEM),对哈尔滨市未来可能会发生的十年一遇或百年一遇的洪水所能淹没的范围进行预测。并结合历年的水文气象等统计资料,依据经验分析法与水深-损失曲线模型相结合的方法,对哈尔滨市洪泛区进行灾害评估,为城市发展、城市规划等提供依据。     

基于ArcGIS的洪水淹没分析模拟及可视化

基于数字高程模型(DEM)格网模型,通过改进迭代种子蔓延算法,实现给定水深情况下洪水淹没区的讣算模型,讨论洪水淹没演进过程可视化实现的关键技术,并使用ArcEngine开发包进行二次开发,以二维和二三维两种可视化方式,动态而形象地模拟在指定洪水水位下的洪水淹没演进过程.试验证明,所提出的实现方法切实有效,便于推广应用,为快速、准确及科学地进行洪灾评估洪水风险图的制作提供良好的基础,对洪涝灾害进行评估和预测分析具有重要意义.     

基于Arc/Info的洪水淹没面积的计算方法

以ArcGIS技术为基础，研究了无需编程就可完成对洪水淹没面积的提取及其计算方法。     

水库下游洪水淹没灾害评估系统的研究

叙述在MapInfo平台上用VC^ 开发水库下游洪水淹没灾害评估系统的方法，对系统的结构和功能作了详细论述，并对洪水淹没灾害评估模型建立的原理与方法进行了较深入的研究。     

基于GIS的洪水淹没损失研究

以江苏省东山镇为例,对利用GIS技术估算洪水淹没损失的方法进行了研究,提出了以1：10000地形图数字化数据作为建立DEM的原始数据,对不同区域按不同等高距内插加密提高DEM精确度,通过Supermap栅格计算功能计算洪水淹没范围和淹没深度,并根据居民经验和调查、统计所得的损失率估算洪水淹没损失的方法。     

洪水淹没分析中的自适应逐点水位修正算法

洪涝灾害损失评估是防洪减灾科学决策的基础,其中洪水淹没分析是准确提取洪水淹没范围、水深及历时等灾情信息的关键。洪水淹没分析主要采用数字高程模型数据,由于DEM的格网分辨率与高程精度有限,常出现异常的洼地或平地,导致难以可靠地计算每个格网点处的流向,而传统方法采用统一高程的洼地填平处理又使得容易出现洪水演进过程中复杂起伏地形水面爬坡以及平坦地形水位断流的问题,为此提出顾及流速和淹没时间的自适应逐点水位修正算法,即在DEM坡面流模拟的基础上,根据洪水水流特性、地形、边界变化、水流速度、水深变化以及淹没点的淹没时间,计算水位修正值,对洪水演进过程中每个格网点的水位进行修正,采用多种地貌类型的DEM数据进行试验,证明洪水演进的淹没范围、水深及历时的实时计算结果准确可靠,可为快速评估灾害损失与防洪决策服务提供更为科学的依据。