基于MIKE-GE的洪水建模与动态演进可视化研究与实现

发布时间：2017-09-30 10:23

  本文关键词：基于MIKE-GE的洪水建模与动态演进可视化研究与实现

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【摘要】：近年来,随着社会的发展,工业化、城市化进程的加速,绿色植被减少,汽车尾气、工厂废气排放量的增加,加剧了全球变暖、南北两极冰川融化的速度,气候恶化加剧,厄尔尼诺、拉尼娜等自然灾害频频发生,洪水灾害发生的频率呈逐步增加的趋势,传统的被动防御已经无法保证人们的生命财产安全,由此催生了新的治理洪水的理念,治理方法逐步由传统的单一被动的防洪,逐渐转变为以防洪减灾、水资源利用、改善生态环境为主,向水资源利用、防洪减灾和保护生态环境的方向转变。人类如果想充分利用好洪水资源,将灾害变为效益,首先就要对洪水有一个明确的认识,了解洪水过程的机理,研究洪水的习性,从根本上认识洪水,同时对洪水的研究必须要上升到模拟仿真的高度,才能快速、准确的预测洪水灾害,进而为防洪减灾部门提供决策和技术支持。本文利用MIKE-21、Arc GIS、Google Earth软件平台,以陕西省渭河下游为例,开展了基于MIKE-GE的洪水演进动态可视化系统的研究。本文的主要目标是构建适用于大范围区域上的洪水演进模型,围绕Google Earth的灾害的模拟与表现,本文的主要工作包括:(1)采用MIKE-21水动力学模块构建二维非恒定流数值模型,采用三角形结构网格剖分计算域,对研究区进行洪水演进模拟,并与实测数据结果进行了比较,并验证模型的合理性;(2)提出了Arc GIS与Google Earth结合的研究区基础数据数字化的基本思路与方法,不仅实现了地形、公路以及桥梁等工程的数字化,完成GIS数据与GE数据的无缝整合;(3)提出了MIKE-21与Google Earth相结合的洪水演进表现方法,通过KML文件的编制,实现了洪水演进过程中动态可视化显示;(4)设计了洪水演进动态可视化展示系统,系统实现了用户交互、模拟表现的功能,既将前文的到的结论加以应用,又能对相关部门提供决策支持。
【关键词】：洪水演进 MIKE-21 二维非恒定流 ArcGIS Google Earth
【学位授予单位】：华北水利水电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV122;TP311.52
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 绪论9-17
• 1.1 研究背景9-11
• 1.1.1 问题的提出9-10
• 1.1.2 研究意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.2.1 洪水灾害建模技术11-12
• 1.2.2 洪水灾害表现技术12-14
• 1.2.3 洪水灾害模拟仿真系统14-15
• 1.3 本文的组织结构15-17
• 2 研究区概况17-21
• 2.1 研究区的暴雨特性17-18
• 2.2 研究区的洪水成因18-19
• 2.3 研究区防洪现状19
• 2.4 本章小结19-21
• 3 基于MIKE-21 洪水演进模型的建立21-33
• 3.1 MIKE-21 水动力模块简介21-22
• 3.2 MIKE-21HD模型控制方程22-25
• 3.2.1 控制方程数值离散23-24
• 3.2.2 初始条件与边界设定24-25
• 3.3 模型建立25-27
• 3.3.1 网格剖分与插值25-26
• 3.3.2 水文地形资料26-27
• 3.3.3 模型参数27
• 3.4 模拟结果合理性分析27-30
• 3.4.1 流量验证27-29
• 3.4.2 水位验证29-30
• 3.5 本章小结30-33
• 4 基于GE的洪水动态演进可视化实现33-45
• 4.1 引言33
• 4.2 基于GE研究区基础数据数字化33-36
• 4.2.1 GIS基础数据数字化的基本思路与方法33-34
• 4.2.2 研究区地貌数字化34-35
• 4.2.3 GIS数据与Google Earth数据整合35-36
• 4.3 洪水演进KML文件的编写36-38
• 4.3.1 KML简介36-37
• 4.3.2 KML的主要功能37
• 4.3.3 KML文件的编写方法37-38
• 4.4 洪水动态演进KML文件编制38-41
• 4.4.1 淹没网格显示样式38-39
• 4.4.2 洪水演进时钟序列的编制39-40
• 4.4.3 洪水演进的动态实现40-41
• 4.5 洪水动态演进展示41-43
• 4.6 洪水动态演进仿真结果分析43
• 4.7 本章小结43-45
• 5 基于GE的洪水动态展示系统设计与实现45-53
• 5.1 系统功能设计分析45-46
• 5.2 系统总体架构46-47
• 5.3 系统的主要功能设计47
• 5.4 系统主要功能的实现47-52
• 5.4.1 Google Earth视图的嵌入47-48
• 5.4.2 基础信息显示功能48-49
• 5.4.3 洪水演进分析功能49-52
• 5.5 本章小结52-53
• 6 结论与展望53-55
• 6.1 结论53
• 6.2 展望53-55
• 致谢55-57
• 参考文献57-61

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本文编号：947672