论文题目: 基于SDSS的感潮河口城市水灾减灾辅助决策研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 自然地理学
作者: 郑晓阳
导师: 俞立中
关键词: 城市水灾减灾,辅助决策,感潮河口城市,空间决策支持系统,地理信息系统,上海市
文献来源: 华东师范大学
发表年度: 2005
论文摘要: 感潮河口城市如上海、广州、天津,是经济发展的先驱、滨海城市的明珠。由于所处的特定地理位置、气候条件、地形特点,在尽享水资源带来的水土膏腴和舟楫之利的同时,亦深受水灾的威胁。一旦发生水灾,将给整个国民经济造成巨大损失。与大流域地区、内陆地区或其它城市的水灾相比,具有显著的复杂性和特殊性。在科学技术高速发展的今天,将现代信息技术应用于传统的减灾决策研究中,对于更好地制定减灾对策和措施、最大限度地减轻水灾损失和影响具有重要意义。目前,针对感潮河口城市的水灾减灾研究尚不多见,有效支撑其辅助决策的方法体系和关键技术有待进一步研究。 基于这样的认识,本文以感潮河口城市作为研究区域,以上海市为例,围绕如何为水灾减灾决策提供辅助支持,基于SDSS将水灾数据汇集、水灾过程动态模拟、信息网络联动共享等环节有机联系起来,搭建了实时动态、预测预警、分层联动的减灾辅助决策平台。论文从一个侧面对研究区域的水灾辅助决策的理论和方法、关键技术进行探讨,为相关研究提供技术借鉴和应用示范,也为国际化大都市上海最大限度地减轻水灾损失和影响提供决策依据。 论文首先结合大量历史资料,从水灾系统角度对研究区域的水灾复杂性进行剖析,进而基于SDSS理论和技术,提出水灾减灾辅助决策系统的总体框架。其次,针对市区暴雨积水、沿海沿江台风暴潮两种主要水灾,综合考虑天文潮、热带气旋、暴雨等因子,集成GIS、水文模型和数据库,对水灾过程进行动态模拟和预警。再次,论文基于WebGIS技术,对C/S模式的水灾减灾SDSS加以补充和拓展,探讨了水灾信息分层联动和网络共享。最后从实践应用层面构建了SDSS,为上海市水灾减灾决策提供科学依据,也对本文的方法和关键技术进行应用和验证。 论文主要有以下贡献: 1.针对感潮河口城市这一特定区域,基于SDSS将水灾数据汇集、水灾过程动态模拟、水灾信息网络联动共享等主要环节有机集成起来,提出了C/S和B/S结构相结合、实时动态、预测预警、分层联动特色的减灾辅助决策系统的理论框架和方法。研究区域水灾是在孕灾环境、致灾因子和承灾体等子系统相互作用、相互影响下形成的,水灾的发生往往是天文潮、热带气旋、暴雨、上游洪水、海平面上升、地面沉降、人类活动等综合作用的结果。针对信息难以共享和联动、预测
论文目录:
摘要
英文摘要
第一章 绪论
1.1 感潮河口城市的水灾问题
1.2 国内外研究现状
1.3 论文研究内容和总体框架
第二章 水灾复杂系统分析
2.1 区域概况
2.2 水灾系统分析
2.2.1 水灾分类
2.2.2 水灾系统结构和特点
2.2.3 主要致灾因子影响分析
2.3 上海市水灾时空分布和防治工程情况
本章小结
第三章 水灾减灾SDSS框架研究
3.1 SDSS与水灾减灾辅助决策
3.1.1 地理信息系统
3.1.2 决策支持系统
3.1.3 空间决策支持系统
3.1.4 SDSS在水灾减灾辅助决策中的作用
3.2 水灾减灾SDSS分析
3.2.1 水灾减灾决策的一般过程
3.2.2 水灾减灾辅助决策系统的基本特征
3.2.3 研究区域对水灾减灾SDSS的要求
3.3 水灾减灾SDSS总体框架设计
3.3.1 体系结构
3.3.2 逻辑结构
3.3.3 核心软件逻辑结构和功能
3.3.4 分布式数据获取
本章小结
第四章 水灾过程动态模拟
4.1 水文模型
4.1.1 暴雨积水模型(SWMM)
4.1.2 台风暴潮模型(SLOSH)
4.2 GIS与水文模型、实时数据库的集成
4.2.1 集成的必要性
4.2.2 集成的模式
4.2.3 SDSS框架下基于中间件理念的半紧密内嵌式集成
4.3 基于SDSS的水灾过程动态模拟
4.3.1 城市地面数字高程模型(DEM)
4.3.2 降雨时空统计模型
4.3.3 历史暴雨雨型统计模型
4.3.4 市区暴雨积水过程模拟
4.3.5 沿海沿江台风暴潮过程模拟
本章小结
第五章 水灾信息网络联动和共享
5.1 WebGIS概述
5.1.1 WebGIS的优势
5.1.2 WebGIS的实现方法
5.1.3 WebGIS的发展趋势和应用前景
5.2 水灾信息WebGIS系统设计
5.2.1 ArcIMS的选取
5.2.2 几种技术开发路线的比较
5.2.3 WebGIS系统框架结构
5.2.4 关键技术探讨
5.3 系统功能实现
5.3.1 市、区县防汛信息分层联动
5.3.2 基础信息、实时信息和模型结果的发布
本章小结
第六章 上海市水灾减灾SDSS的建立和应用
6.1 上海市水灾减灾SDSS的构建
6.1.1 系统软件开发平台
6.1.2 系统建立的网络基础
6.1.3 数据汇集和综合数据库建立
6.1.4 GIS、模型库和数据库的集成
6.1.5 WebGIS等支持下的信息联动和网络共享
6.2 系统的应用
6.3 存在问题和对策
本章小结
第七章 结论和展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间的研究成果及发表的学术论文
图表
图1-1 本文研究的技术路线框架
图2-1 上海市地理位置、河网水系示意图
图2-2 研究区域的水灾分类
图2-3 研究区域水灾系统的结构及其相互关系
图2-4 研究区域水灾致灾因子及其相互关系
图2-5 1949～2000年上海黄浦公园站超警戒潮位频率变化
图2-6 1910～2000年黄浦江高潮位趋势性抬高
图2-7 1949～2003年对上海有重要影响的台风路径图
图2-8 上海市水灾空间分布示意图
图2-9 上海市防汛防台工程的四条防线示意图
图3-1 DSS的结构图
图3-2 SDSS的结构图
图3-3 水灾减灾决策过程的四个阶段
图3-4 水灾减灾SDSS体系结构图
图3-5 水灾减灾SDSS逻辑结构图
图3-6 SDSS核心软件逻辑结构和功能设计
图3-7 水灾减灾数据分类体系图
图3-8 分布式数据组织和获取拓扑图
图4-1 SWMM模型结构
图4-2 SLOSH模型计算域和模型运算界面
图4-3 GIS与模型的松散集成模式
图4-4 GIS与模型的半紧密内嵌式集成模式
图4-5 GIS与模型的紧密内嵌式集成模式
图4-6 模型I／O的概化
图4-7 SDSS框架下基于中间件理念的半紧密内嵌式集成
图4-8 DEM的三种表示方法(等高线法、GIRD和TIN)
图4-9 市区地面数字高程模型(DEM)
图4-10 基于GIS的降雨过程模拟(雨量等直线图)
图4-11 基于SDSS的SWMM模型的前处理、后处理
发布时间: 2005-07-18
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