面向海洋灾害的承灾体数据处理与专题制图技术研究

发布时间：2020-10-17 22:58

　　 风暴潮、海啸、海浪、海冰、海平面上升等常见的海洋灾害,对受灾区域生态系统与社会经济系统造成严重影响。及时准确地掌握潜在的海洋灾害受灾区以及可能面临的灾害等级,是快速科学的灾害应急与处置的基础,因此,针对各类海洋灾害的风险评估与区划具有重要应用价值。本文针对风暴潮等五类典型海洋灾害,研究并厘清了风险评估与区划技术体系;设计了针对海洋灾害的承灾体数据集建设技术方案,并构建了山东省海洋灾害承灾体数据集;设计了针对五类典型海洋灾害的专题图集方案,并研发了专题制图软件,实现了山东省沿海区域的多尺度海洋灾害专题图集建设。本文工作主要包括如下四个方面:(1)研究了海洋灾害风险评估与区划技术体系。针对风暴潮、海啸、海浪、海冰、海平面上升五类典型海洋灾害,从致灾因子危险性、承灾体脆弱性、灾害风险性三个方面出发,分析了数据源、评价因子指标体系、评价流程与评估等级划分标准等内容,厘清了上述五类海洋灾害的风险评估与区划技术体系。(2)研究构建了山东省海洋灾害承灾体数据集。从海洋灾害承灾体数据集的现状与建设需求出发,分析了承灾体的类别划分以及各类别数据特点,包括堤防工程等3大类及泄洪闸等31个子类,并对承灾体数据从数据存储格式、坐标系与高程基准定义与精度要求、属性值规范等方面进行分析研究;针对目前承灾体数据集建设数据量不足、坐标信息不规范、线状承灾体坐标信息不完整等情况,甄选2148幅1:10000山东省基础地理信息数据作为补充数据源,分析基础地理信息数据与承灾体数据之间的概念关系,确定了 31类承灾体与900多类基础地理信息要素之间的代码映射关系逻辑图;设计了基础地理信息数据到承灾体数据的转化流程,包括坐标系统转换、图幅拼接、承灾体要素的抽取、融合以及属性值的转化等,基于GIS开发技术,实现了承灾体数据的提取,最终形成了山东省沿海区县范围31个要素类的海洋灾害承灾体数据集。(3)研究构建了山东省海洋灾害专题图集。基于山东省上述5类海洋灾害的风险评估与区划成果数据、1:10000山东省基础地理信息数据、1:25万全国海岸带数据、1:50万全国基础地理信息数据等,针对海洋灾害制图需求,进行了底图数据处理、专题图表达方法研究、图集色彩方案设计、符号方案设计、图面整饰方案设计,实现了山东省范围内的多类海洋灾害的风险评估与区划专题图集建设,出图总量达765幅,其中针对风暴潮灾害实现了在省、市、县三级尺度的风险评估与区划专题制图。(4)设计与实现了海洋灾害专题制图系统。基于GIS开发技术,形成了面向海洋灾害的专题制图软件。将海洋灾害专题图集建设的底图数据准备、专题图渲染与符号化、图面整饰、批量出图等关键环节集成进入海洋灾害专题制图系统,减少了专题制图过程中的人机交互,提高了海洋灾害专题图集的建设效率。本文的相关研究成果已经在业务部门应用,初步满足了业务化需求。
【学位单位】：山东科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：P7;P285.7;P73
【部分图文】：

Ｆｉｇｕｒｅ?１．１?Ｄｅａｔｈ?（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ?ｍｉｓｓｉｎｇ）?ｎｕｍｂｅｒ??ｃａｕｓｅｄ?ｂｙ?ｓｔｏｒｍ?ｓｕｒｇｅｓ?ａｎｄ?ｗａｖｅｓ?ｉｎ?Ｃｈｉｎａ?ｆｒｏｍ?２００７?ｔｏ?２０１６??据图１．１可知，我国２００７？２０１６年这十年之间，总体上以海浪灾害导致死亡（含失??踪）人数占绝大多数，达到７５８人，且此类事件每年均有发生；风暴潮灾害亦造成总数??１５８人的死亡或失踪。??本文对风暴潮、海浪、海啸、海冰、海平面上升这几类海洋灾害的定义、特征、分??４??

历史海浪场数据集建立的核心目标是建立研宄海域的０．１°?Ｘ?０．１°空间分辨率的历史??海浪场数据集，而因为海浪场与风场的关系密切，欲要建立历史海浪场数据集，风场数??据集的建设也必不可少，图２．２为历史海浪场数据集的建立流程。??历史气象?ｋ?再分析风??观测数据／?ｍ?￣￥场数据集??驱动??对比验证????Ｖ??历史海浪?海浪数值??观测数据?模式ＳＷＡＮ??￣ｉ￣?ｒ＇??，?：丨士?，??近海海浪??历史数据—■系统检验??集??图２．?２历史海浪场建立流程??Ｆｉｇｕｒｅ２．２?Ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ?ｆｏｒ?ｈｉｓｔｏｒｉｃａｌ?ｗａｖｅ?ｆｉｅｌｄ?ｅｓｔａｂｌｉｓｈｉｎｇ??对山东省近海海域的再分析风场数据集的构建以中尺度大气模式ＷＲＦ为依托，而??历史海浪数据集则是受再分析风场数据集驱动，基于海浪数值模式ＳＷＡＮ进行建立。??其中，ＷＲＦ?（Ｔｈｅ?Ｗｅａｔｈｅｒ?Ｒｅｓｅａｒｃｈ?ａｎｄ?Ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ?Ｍｏｄｅｌ）是由美国＂ＮＣＡＲ?（国家??大气研究中心）研发的中尺度大气模式，动力框架和计算方案比较完善，对于中尺度天??气现象的模拟有着较大的优势。ＳＷＡＮ模型是由荷兰Ｄｅｌｆｔ理工大学研发的针对近海区??域的海浪模型。??海浪危险性评估流程??历史海浪场数据集构建完成后，以其为研宄对象，对每个格点上海浪要素年极值序??列进行统计

图２．?４海啸危险性评估流程??Ｆｉｇｕｒｅ２．４?Ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ?ｆｏｒ?ｈａｚａｒｄ?ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ?ｏｆ?ｔｓｕｎａｍｉ??灾害危险性等级划分以评估区域经过模拟获得的最大海啸波幅分布性等级划分??尺度海啸危险性评估以区县为评估单元，以最大海啸波幅为评估指体标准如表２．９。??表２．?９海啸灾害危险性等级划分标准??Ｔａｂｌｅ２．９?Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｓｔａｎｄａｒｄ?ｏｆ?ｔｓｕｎａｍｉ?ｈａｚａｒｄ??危险等级?最大波幅（ｍ）?潜在影Ｉ?Ｈ?＞?３．０?大范围淹ＩＩ?１．０?＜Ｗ?＜?３．０?局部淹ＩＩＩ?０．５?＜?Ｗ?＜?１．０?近岸强ＩＶ?Ｈ?＜０．５?无威胁??灾害危险性由高到低划分为Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ四个等级。。??
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本文编号：2845420