洪水实验报告.docx

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1、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、

2、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

3、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

4、（甲板、平腊、八茂、蔗香、这洞、高车）。1.3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：Ø龙滩流域的DEM底图Ømodis遥感影象底图Ø省市县行政边界Ø城市分布图Ø站点分布图Ø河网、龙滩流域及其子流域分布图水文数据：Ø各子流域水文站获取的降雨量数据其中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。1.4三维场景建模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googlesketchup建立好的建筑物模

5、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。Ø具体流程如图1所示：图1三维建模流程Ø场景效果截图2所示：图2三维场景模型截图1.5基于GIS的洪水淹没范围计算洪水淹没范围计算分析是洪水灾害损失评估的前提和基础。它根据红水河流域中的整个龙滩流域及其六个子流域实际、预报、设计和历史等情况，配合大比例尺的数字化地图，利用淹没范围模拟算法计算洪水淹没范围，并动态显示洪水淹没的演进过程和区域，为后续进行的洪水灾害损失评估提供淹没深度和面积等重要

6、的实时数据信息。洪水淹没由多种因素造成，降雨、上游来水都可以造成淹没。按照洪水淹没的成因，可将其分为两大类：一类是无源淹没，一类是有源淹没。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淹没区域并计算淹没面积。具体操作流程在arctoolbox中新建modelbuilder模型，（如图3），只需给定水文数据，可以直观的观察到其淹没区域及面积。图3淹没面积计算modelbuilder模型1.5.1无源淹没分析　　只考虑受淹区的高程与给定水位的高程情况，而不用考

7、虑淹没区的连通问题，凡是高程低于给定水位的点都记入淹没区，算作被淹没的点，这种情形相当于整个区域大面积均匀降水，所有低洼处都可能积水成灾。其淹没面积计算比较简单，所有低于或等于预测水位高程的像元都将计人淹没区，经累加计算得出淹没面积1.5.2有源淹没分析　　水流受到地表起伏特征的影响，在这种情况下，即使在低洼处，也可能由于地形的阻挡而不会被淹没。造成的淹没原因除了自然降水外，还包括上游来水、洼地溢出水等。面积计算稍微有点复杂，它是在无源淹没的基础上，考虑到连通要求的淹没面积的计算。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

8、取出，并计算出它的面积。具体做法是把决堤口定为源头，在转换生成的Raster中寻找与源头连通的区域。将所有Raster的值为1的区域进行累加计算，得出淹没区的面积。1.6洪水灾害风险图制作　　洪水风险图是以图的形式直观反映洪水威胁区域