给水工程综合防灾规划空间决策支持系统研究

论文摘要

本文系统地介绍了给水工程综合防灾规划编制的要求和主要内容,并详细研究了相关的研究方法和模型。在此基础上又结合GIS技术和决策支持技术开发了给水工程综合防灾规划空间决策支持系统CDPP SDSS,同时结合烟台经济技术开发区的数据进行了实例演示。本文的研究主要包括以下5个方面:(1)综合目前在城市灾害预测、防灾减灾管理以及规划等多方面的研究成果,确立了城市综合防灾规划的目的、地位和主要包含的内容,并进一步针对给水工程提出了编制综合防灾规划的技术路线,明确了综合防灾规划应该包含的灾害识别、灾害风险分析、设防标准和防灾建议以及规划方案制定等几方面的内容。(2)在灾害识别的基础上,针对烟台开发区给水工程所面对的主要灾害,即地震、地质和洪水灾害分别进行了灾害风险分析。对于地震灾害,介绍了通过地震危险性分析、地震易损性分析和地震损失分析构成的定量分析地震风险的方法;对于地质和洪水灾害则采用了模糊综合评判的方法,通过建立灾害风险评价指标以及相应指标的隶属函数来半定量地分析地质和洪水风险。(3)针对地震灾害介绍了给水工程抗震设防标准的优化选择模型。该模型首先计算由地震损失和设防投入之和构成的期望总损失,然后分别对各个烈度作为设防烈度的期望总损失进行比较,取极小值对应的地震烈度作为设防水准,并据此提出相应的设防要求。(4)提出了给水工程规划决策分析模型WDSM。该模型首先利用层次分析法对城市土地综合灾害危险性进行评价并用综合灾害指数来表达,同时还要分析主导灾害类型,在此基础上利用ArcView9.2的空间叠置分析求得可以用作管网规划的备用线路的综合灾害指数和主导灾害类型;然后根据线路综合灾害指数的大小利用ArcView9.2网络分析模块中的连通性分析功能,结合一些布局约束条件对备用线路自动进行筛选,得到规划建议布局;最后则是针对主导灾害类型和设防标准的要求提出相应的防灾建议,并与规划建议布局图相关联,从而形成最终的给水工程规划建议方案,为规划者提供决策支持。(5)详细介绍了GIS技术、DSS技术以及SDSS技术发展和特点,着重分析了SDSS技术在空间问题分析方面的应用优势,在此基础上将SDSS与给水工程综合防灾规划相结合,利用ArcView9.2的GIS平台,以Oracle9i的后台数据库为基础,内嵌针对给水工程规划内容的专业分析模型,采用VB.NET语言和AO技术研发了给水工程综合防灾规划空间决策支持系统CDPP SDSS,并对系统的设计和功能进行了详细的说明,最后又通过烟台开发区的实际数据对CDPP SDSS进行了演示。论文的创新点主要为:1)首次针对城市综合防灾规划的具体问题进行了研究,明确了城市综合防灾规划应该包含的主要内容,并通过给水工程综合防灾规划详细分析了规划编制过程中的各个环节及相应的方法。2)首次提出了给水工程综合防灾规划决策分析模型WDSM,该模型主要利用层次分析法以及GIS的空间叠置和网络分析方法,能够从防灾的角度自动生成规划建议方案,从而实现辅助决策支持的功能。3)首次将SDSS技术应用到了综合防灾规划领域,并自主研发了给水工程综合防灾规划空间决策支持系统CDPP SDSS。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景及研究意义
• 1.1.1 城市灾害的分类
• 1.1.2 城市灾害管理
• 1.1.3 综合防灾规划研究的重要性
• 1.1.4 实际需求
• 1.1.5 研究课题来源
• 1.2 国内外相关研究状况
• 1.2.1 生命线抗震防灾研究
• 1.2.2 生命线工程综合防灾研究
• 1.2.3 SDSS在防灾中的应用研究
• 1.2.4 有待研究的问题
• 1.3 研究目标及主要内容
• 1.3.1 研究目标
• 1.3.2 论文主要内容
• 1.4 小结
• 第二章 空间决策支持系统概述
• 2.1 GIS与DSS的发展
• 2.1.1 地理信息系统（GIS）
• 2.1.2 决策支持系统（DSS）
• 2.2 空间决策支持系统的构成
• 2.2.1 人机交互系统
• 2.2.2 数据库及其管理系统
• 2.2.3 模型库及其管理系统
• 2.2.4 方法库及其管理系统
• 2.2.5 知识库及其管理系统
• 2.3 空间决策支持系统的特点及开发模式
• 2.3.1 SDSS与GIS和DSS的比较
• 2.3.2 SDSS的特点
• 2.3.3 SDSS的开发模式
• 2.4 小结
• 第三章 给水工程综合防灾规划及相关方法研究
• 3.1 城市综合防灾规划
• 3.1.1 规划目的
• 3.1.2 规划内容
• 3.1.3 综合防灾规划与相关规划的关系
• 3.1.4 规划修编原则
• 3.2 给水工程综合防灾规划
• 3.2.1 规划编制技术路线
• 3.2.2 数据收集与处理
• 3.2.3 给水工程现状
• 3.2.4 主要灾害识别
• 3.3 灾害风险分析
• 3.3.1 地震灾害风险分析
• 3.3.2 地质灾害风险分析
• 3.3.3 洪水灾害风险分析
• 3.4 灾害设防标准优选
• 3.4.1 优化模型
• 3.4.2 给水工程设防造价分析
• 3.4.3 给水管网设防标准优选分析
• 3.4.4 给水工程设防建议
• 3.5 综合防灾规划决策支持模型
• 3.5.1 WDSM概述
• 3.5.2 土地综合灾害指数分析
• 3.5.3 路段综合灾害指数分析和主导灾害分析
• 3.5.4 给水管网规划建议方案
• 3.6 小结
• 第四章 CDPP-SDSS设计
• 4.1 CDPP-SDSS总体设计
• 4.1.1 系统设计目标
• 4.1.2 系统设计原则
• 4.1.3 系统结构
• 4.1.4 人机交互界面设计
• 4.1.5 系统开发GIS平台
• 4.1.6 系统数据库管理平台
• 4.1.7 系统运行软硬件环境
• 4.2 CDPP-SDSS应用程序详细设计
• 4.2.1 地图文档管理菜单设计
• 4.2.2 用户管理菜单设计
• 4.2.3 查询统计菜单设计
• 4.2.4 系统工具菜单设计
• 4.2.5 设防标准优选菜单设计
• 4.2.6 灾害风险评价菜单设计
• 4.2.7 规划辅助决策菜单设计
• 4.2.8 规划文档管理菜单设计
• 4.2.9 系统管理菜单和帮助菜单设计
• 4.3 数据库及其管理子系统DBMS详细设计
• 4.3.1 系统数据库设计
• 4.3.2 DBMS设计
• 4.4 模型库及其管理子系统MBMS详细设计
• 4.4.1 模型库设计
• 4.4.2 MBMS设计
• 4.5 方法库及其管理子系统ABMS详细设计
• 4.5.1 方法库设计
• 4.5.2 ABMS设计
• 4.6 知识库及其管理子系统KBMS详细设计
• 4.6.1 知识库设计
• 4.6.2 KBMS设计
• 4.7 小结
• SDSS应用实例'>第五章 CDPP_SDSS应用实例
• 5.1 规划基础数据概述
• 5.1.1 规划编制依据
• 5.1.2 规划基础图件
• SDSS主要模块功能示例'>5.2 CDPP_SDSS主要模块功能示例
• SDSS登录'>5.2.1 CDPP_SDSS登录
• 5.2.2 地震灾害风险分析成果
• 5.2.3 地质灾害风险分析成果
• 5.2.4 洪水灾害风险分析成果
• 5.2.5 综合灾害区划
• 5.2.6 主导灾害类型区划
• 5.2.7 给水工程规划建议方案
• 5.3 小结
• 第六章 结语
• 6.1 论文工作总结
• 6.1.1 论文主要研究及成果
• 6.1.2 创新点
• 6.2 工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历
• 获得的科研成果
• 发表的学术论文
• 参与的科研项目