GIS在黄河下游防洪减灾的应用研究

论文摘要

随着“三条黄河”新理念的提出及“数字黄河”建设的不断推进,治理黄河的各项工作对信息化程度要求越来越高。传统的防汛抗灾及水资源管理是进行长期的物理监测和人工评价分析,不仅需要投入大量的人力物力,而且精度差,不利于在宏观上进行应急决策的实施。而利用太空卫星捕获的高精度遥感数据,提取其中的特征信息,其数据精度和时效性都明显地优于传统的处理方式,还可节省大量的财资消耗,故本文针对GIS(地理信息系统)在黄河方面的应用进行研究。GIS即地理信息系统(Geographic Information System),是一个在计算机系统支持下,把各种信息与地理位置和有关的视图结合起来,并把地理学、计算机科学及各种应用对象、几何学、CAD技术、GPS技术、遥感技术、Internet、多媒体技术等众多技术融为一体,利用计算机图形与数据库技术来采集、储存、编辑、显示、转换、分析和输出地理图形及其属性数据的系统。早在1998年,黄委信息中心便开发了基于GIS技术的“山东防汛指挥系统”,2002年由于网络技术的发展、用户数量的增加,为更好的满足实际的需要,黄河水利委员会建设了基于WebGIS的“黄河下游工情险情会商系统”。几年的实践证明,该系统在黄河防汛会商中发挥了巨大作用,极大地提高了黄委及各省局防汛工作的效率。通过对该系统的研究,笔者发现在黄河洪水灾害损失评估方面该系统存在扩展空间,鉴于其在治黄事业中的重要性,本文针对黄河中下游具体地理特征,尝试研究GIS技术在黄河防汛减灾中的应用。本文首先以地理信息系统(GIS)的概念、特点、结构等特性为基本出发点,从世界及我国范围内探讨了GIS技术的应用现状和发展趋势,并结合水利专业的特点,研究GIS在水利系统的实际应用。其次,本文重点结合黄河下游实际的水文、地理情况,对基于GIS技术的黄河下游工情险情会商系统进行了系统研究,并发现该系统在灾情评估方面尚存有扩展空间。最后,根据黄河实际的地理特征,通过DEM模型、二维水流计算模型及洪灾损失计算模型相结合的方式得出洪灾损失估算方法。利用ARC/INFO软件对GIS基础数据进行制作与处理,设计出洪水灾害损失评估系统的模型,并画出了系统流程图及系统的总体结构图。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 英文缩略语
• 第一章 绪论
• 1.1 地理信息系统概述
• 1.1.1 地理信息系统定义
• 1.1.2 地理信息系统的特性
• 1.1.3 地理信息系统的结构
• 1.1.4 地理信息系统的主要功能
• 1.2 地理信息系统的历史概况和发展趋势
• 1.2.1 地理信息系统的发展历史
• 1.2.2 地理信息系统在我国的应用
• 1.2.3 GIS系统应用技术的研究趋势
• 1.3 课题的背景及意义
• 1.4 论文内容安排
• 第二章 GIS技术在水利系统的应用研究
• 2.1 GIS在水资源领域的应用
• 2.2 GIS在水利防汛方面的应用
• 2.3 GIS技术在水利工程方面的应用
• 2.4 本章小结
• 第三章 基于GIS的黄河下游工情险情会商系统研究
• 3.1 系统形成背景
• 3.2 系统的整体构成
• 3.2.1 关于基础数据库的设计
• 3.2.2 关于实际应用层的设计
• 3.2.3 关于中间服务层的设计
• 3.3 系统的运行环境
• 3.4 系统整合完成的工作
• 3.5 新系统达到的标准及具备的功能
• 3.5.1 系统达到的标准
• 3.5.2 系统具备的功能
• 3.6 本章小结
• 第四章 工情险情会商系统灾害损失评估子系统设计
• 4.1 洪灾损失评估研究的需求分析
• 4.2 系统开发的思路
• 4.3 基础数据的制作与数据库的形成
• 4.4 洪灾损失评估计算方法
• 4.4.1 DEM模型（数字高程模型）
• 4.4.2 二维水流计算模型
• 4.4.3 洪灾损失计算公式
• 4.5 基于GIS的洪灾损失评估方法
• 4.6 系统建立的步骤及技术框架
• 4.7 系统的功能实现
• 4.8 本章小结
• 第五章 总结和展望
• 5.1 论文主要工作总结
• 5.2 前景和展望
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表