基于遥感和GIS的洪水淹没范围估测与模拟研究

发布时间：2017-10-29 03:12

  本文关键词：基于遥感和GIS的洪水淹没范围估测与模拟研究

  更多相关文章： 洪水淹没范围 洪水痕迹 遥感 种子淹没算法 DEM

【摘要】：我国的洪水灾害发生十分频繁,每年因洪水灾害造成数百亿元的直接经济损失。洪水淹没作为洪水灾害最重要的性质,一直是洪水研究重点关注的问题,也是水文调查、工厂选址、城市规划等研究的重点关注对象。使用遥感手段解译提取洪水淹没范围相较于野外观测具有很大的优势,既节省了观测成本,又降低了观测风险。GIS作为一个功能强大的系统集成工具,既可以综合管理遥感、地形、水文等不同来源的数据,又可以提供强大的数据处理分析方法,实现洪水淹没模拟分析。本文针对洪水发生时刻卫星影像数据缺乏的情况,提出了一种延时估测洪水淹没范围的方法。首先采用植被指数法和土壤含水量变化法提取洪水发生前、后植被、土壤遗留下的变化和痕迹;然后利用DEM高程数据进行淹没推算,估测洪水淹没的最大范围。文章选取大通河流域洪水和五里河流域洪水作为研究实例,使用Landsat TM、ETM数据以及SRTM DEM数据进行试验。结果表明,在植被覆盖率高、植被种类复杂的平原地区,植被指数变化痕迹可用于估测洪水淹没范围;而在植被覆盖率低、植被种类单一的河谷地区,土壤含水量变化痕迹更加适用。将估算结果与现场调访数据或洪水发生后一天的影像数据对比显示,不同类型的地貌区选取相适宜的估算方法能够获得较好的洪水淹没范围估算效果。将估测结果同基于DEM的最高洪水位模拟结果对比,发现估测结果更加准确。最后文章针对此方法设计了一个洪水淹没范围估测与模拟系统,使用.NET框架下AE与IDL一体化开发技术实现了系统的部分功能,为同时使用到遥感与GIS技术的专业软件系统构建提供了一种可行的解决方案。
【关键词】：洪水淹没范围 洪水痕迹 遥感 种子淹没算法 DEM
【学位授予单位】：中国科学院研究生院(海洋研究所)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P208;P237;P333.2
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1 引言11-19
• 1.1 水文调查与洪痕调查11-12
• 1.1.1 水文调查与洪水调查11
• 1.1.2 洪痕调查11-12
• 1.1.3 传统调查手段的局限性12
• 1.2 基于遥感的洪水淹没范围提取研究现状12-14
• 1.2.1 水体光谱特征12-13
• 1.2.2 研究数据13
• 1.2.3 研究方法13-14
• 1.3 基于GIS的洪水淹没模拟研究现状14-16
• 1.4 研究的目的和意义16-17
• 1.5 研究思路17-19
• 2 基于遥感的洪水痕迹提取19-34
• 2.1 遥感信息提取原理19-22
• 2.1.1 目视解译19
• 2.1.2 计算机信息提取19-22
• 2.2 洪水痕迹标志22-24
• 2.2.1 植被指数22-24
• 2.2.2 土壤含水量24
• 2.3 应用实例24-32
• 2.3.1 研究区概况24-25
• 2.3.2 数据25-26
• 2.3.3 痕迹提取26-32
• 2.4 小结32-34
• 3 基于GIS的洪水淹没范围估测与模拟34-44
• 3.1 洪水淹没范围模拟算法34-37
• 3.1.1 数字高程模型34-35
• 3.1.2 种子淹没算法35-36
• 3.1.3 八方向种子淹没算法构建36-37
• 3.2 洪水淹没范围估测算法37-38
• 3.2.1 估测算法设计37
• 3.2.2 估测算法的伪代码37-38
• 3.3 应用实例38-42
• 3.3.1 大通河洪水淹没估测38-39
• 3.3.2 五里河洪水淹没估测39-40
• 3.3.3 大通河洪水淹没模拟40-41
• 3.3.4 结果与讨论41-42
• 3.4 小结42-44
• 4 基于AE与IDL的洪水淹没范围估测与模拟系统设计44-57
• 4.1.NET框架下的AE与IDL一体化开发44-48
• 4.1.1.NET框架44-45
• 4.1.2 Arc GIS Engine45-46
• 4.1.3 ENVI/IDL46
• 4.1.4 在.NET框架中搭建一体化平台46-48
• 4.2 系统设计48-51
• 4.2.1 系统总体设计48-50
• 4.2.2 系统功能设计50-51
• 4.3 应用实例51-56
• 4.3.1 指数计算52-54
• 4.3.2 淹没估测与模拟54-55
• 4.3.3 三维可视化表达55-56
• 4.4 小结56-57
• 5 总结与展望57-59
• 5.1 总结57-58
• 5.2 问题与展望58-59
• 参考文献59-65
• 附录65-76
• 个人简历76
• 攻读学位期间发表的学术论文76

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本文编号：1111142