自然灾害学报１６卷
（１）气象水文数据
存贮时间跨度为１９４９—２００３年间的沿海海洋潮位观测站的天文潮、实测潮位、增水过程、影响该地区的台风参数和台风路径、测站位置等信息。在ＧＩＳ界面上可视化显示台风路径和测站分布，实现天文潮、实测潮位、增水过程等潮位数据的可视化查询和图表显示。
（２）基础地理信息
基础地理信息是进行风暴减灾空间分析的基础，包括地图比例尺为１：２５００００的行政区、地名、地形、道路、河流、遥感影象地图等。
（３）社会经济信息
以行政区为统计单位的人口密度、人口数、经济总量等信息。
（４）减灾专题信息
包括抗灾害设施以及承灾体的基本信息。包括海堤分布、水产养殖、港口分布、用户类型等
（５）灾害调查信息
包括历史上发生的风暴潮灾害规模、损失、灾损评估、现场调查、救灾策略、救灾经验等信息。
１．２风暴潮数值预报模型集成
风暴潮灾害属自然灾害，人类虽然无法阻止，但可以通过科学的手段，进行预警预测和评估，制定相关减灾措施，从而最大限度地保证国民经济免受其害。中国的风暴潮预警报服务是从２０世纪７０年代初期开始的，“七五”和“八五”期间，国内有关单位在风暴潮预报模式研究方面获得了一批成果。从这些成果看，全数值（靠天气数值预报的风场和气压场做为风暴潮模式输入的强迫力场）风暴潮预报模式，仅处于实验阶段，尚未达到实用的目的。在“十五”期间，国家海洋环境预报中心的台风暴潮数值预报模式的强迫场都还是使用建立的模型气压场和风场来实现，模式预报时只要按６小时间隔输入预报的台风参数即可计算模式所需的气压场和风场。这些攻关研究成果在风暴潮灾害的防灾减灾工作中发挥了重要作用。基于数值预报模型的风暴潮客观预报已成为风暴减灾辅助决策一个重要内容。考虑到高分辨率的台风风暴潮数值模式的计算量和业务化运行的时效需求，将中国海划分为３个计算海区，如图２所示，根据不同天气形势和台风移人的海区，启用不同海区的预报模型，自动完成风暴潮增水过程预报和可视化显示。同时，对于一些重点区域开展风暴潮漫滩、漫堤模式的专用风暴潮灾害预报模型。模型输入参数为台风路径参数（时间，位置、中心气压，最大风速等）和计算时间步长，模型输出结果为各时段海区风暴潮增水分布图，可以直接在ＧＩＳ中使用。
图２中国风暴潮数值模式计算区域示意图Ｆｉｇ．２Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｇｉｏｎｓｏｆ
ｎｕｍｅｒｉｃａｌ
ｍｏｄｅｆｏｒｓｔｏｒｍｓｕｒｇｅｉｎＣｈｉｎａ
图３基于ＧＩＳ经过某区域的台风路径查询Ｆｉｇ．３ＧＩＳｂａｓｅｄｉｎｑｕｉｒｙａｂｏｕｔｏｆｔｙｐｈｏｏｎｔｒａｃｋｐａｓｓｉｎｇｔｈｒｏｕｇｈａｅｅａａｉｎｒｅｇｉｏｎ
１．３基于ＧＩｓ的减灾辅助决策分析
在风暴潮减灾决策时，需要数学模型的客观分析结果，同时也需要人机交互进行综合分析。ＧＩＳ为风暴潮减灾辅助决策提供了可视化查询、影响区域缓冲区分析、空间距离量算、数据库查询等功能，根据不同目的方便地从风暴潮数据库中提取多种信息，为人机交互分析提供历史受灾状况、数值模拟结果、地理环境、社会
环境等综合信息和分析功能。
２期滕骏华等：基于ＧＩＳ的风暴潮减灾辅助决策信息系统?１９?
１．３．１查询经过某区域的台风路径
在减灾决策时，回顾历史上曾经发生的台风灾害信息是十分重要的，无论在预报和应急处理上，都可以通过类比分析为决策提供服务。基于ＧＩＳ的最短距离分析方法，可以方便地从Ｏｒａｃｌｅ数据库中查询到所有经过某区域半径内的所有台风路径信息，以及查询与这些台风相关的增水过程信息和灾害信息等。图３显示了经过台北市的台风路径查询结果。
１．３．２查询测站的风暴潮增水信息
基于ＧＩＳ进行可视化查询测站历史上的增水过程、天文潮、实测潮和台风位置等综合信息，为预报提供参考信息。图４为平潭测站在９６０８号台风时的风暴潮增水、实测潮位、天文潮以及对应的时间信息，红色为天文潮曲线、黄色为实测潮位曲线、粉红色为风暴潮增水曲线。台风列表框显示结果为与平潭测站相关有风暴潮增水的台风编号。
图４指定测站和台风编号的风暴潮增水信息查询Ｆｉｇ．４Ｉｎｑｕｉｒｙａｂｏｕｔｒｉｓｉｎｇｔｉｄｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｓｔｏｒｍｓｕｒｇｅｆｏｒｔｙｐｈｏｏｎ
ｗｉｍｄｅｓｉｇｎａｔｅｄｎｕｍｂｅｒｉｎｇａｎｄｆｒｏｍｄｅｓｉｇｎａｔｅｄｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｔａｔｉｏｎ
图５“云娜”台风登陆时波浪在近岸传递
特征的遥感监测
Ｆｉｇ．５Ｐ６ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｏｆｐｒｏｐａｇｎｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｗａｖｅａｔｌａｎｄｉｎｇｏｆＴｙｐｈｏｏｎ
Ｒａｎａｎｉｍｉｎｎｅａｒｓｈｏｒｅ
１．３．３地理量算和制图输出
利用ＧＩＳ基本操作功能，实现经纬度位置、长度、面积等基本操作，进行遥感图像、矢量图层的叠加显示，电子地图输出等功能。基于ＧＩＳ的缓冲区分析可以快速生成离岸线指定距离内的土地利用分析图，可以快速生成沿台风路径指定距离内的堤防和水产养殖分布信息，为灾害速报提供服务。
１．４基于３Ｓ技术的灾害监测和调查
遥感具有宏观综合的优点，为风暴潮灾害监测提供了一种新的方法，尤其是基于ＳＡＲ的遥感资料，具有不受云雨等天气影响的特点，为风暴潮灾害实时监测提供了可能性。图５为２００４年８月１２日“云娜”台风登陆时的获取的ＥＲＳ一２图像数据，比较清晰地反映了风暴海浪在近海传波、海岛障碍等相互作用的空间分布特征，ＧＰＳ在灾害现场调查时提供了便捷的定位信息，通过ＧＩＳ地图库可以较为准确的标注灾损情况，同时查询库中受灾前的信息，为灾害现场评估提供技术支持。
１．５基于ＧＩｓ的灾损评估
基于数据库中的基础地理环境信息和社会经济信息，通过ＧＩＳ的ＯＶＥＲＬＡＹ功能，将指定区域中的人口、经济等属性信息提取出来，累加计算可以得到风暴潮灾害的损失情况，这种快速评估方法有助于决策者进行现场救灾措施制定。灾后损失总体评估主要基于灾区的ＤＥＭ资料，根据风暴潮的最大淹没深度的历时，选择一个平均灾害深度，建立承灾体（各类用地）与淹没深度的函数关系，在ＧＩＳ下进行淹没分析，累加计算区域内各种用地的经济损失。
２实例分析
众所周知，要提高风暴潮数值模式的计算精度，计算区域必须足够大，最好能与台风的尺度同样大，这样
?２０?自然灾害学报１６卷
水边界的计算就非常准确，因此需要大范围的计算网格。另一方面，当风暴潮传播到浅水区域，例如，陆架区、河口区、小海湾等区域，海岸形状和海水深度对风暴潮影响又是非常重要的，需要精细的网格来刻画。基于以上的考虑，采用计算区域加大，重点区域加细的思想来设计嵌套网格计算模式，对于精确预报风暴潮十分有效。下面以９４１７号台风为例，说明基于ＧＩＳ的多重网格的风暴潮减灾应用，图６为台风路径和计算网格示意，外框为大网格，红色框为精细网格，表ｌ列出了温州台风风暴潮数值模拟的二重网格参数及关系。
表ｌ风暴潮数值模型的网格点配置
Ｔａｂｌｅ１Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｏｆｍｅｓｈｐｏｉｍｉｎ
ｎｕｍｅｒｉｃａｌｍｏｄｅｌｆｏｒｓｔｏｒｍｓｕｒｇｅ
图６台风路径和计算网格示意图
Ｆｉｇ．６Ｓｋｅｔｃｈｏｆｔｙｐｈｏｏｎｔｒａｃｋａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｇｒｉｄ２．１温州概况
温州位于中国黄金海岸线中段，依傍瓯江，濒临东海，是浙江省南部经济、政治、文化和交通中心。地理坐标２７００５７—２８０３７’Ｎ，１１９。３７７—１２１。１６７Ｅ，呈东北一西南分布。陆地面积ＩＩ８７９ｋｍ２，海岸线总长ｌ０１９ｋｍ，大陆海岸线３３９ｋｍ，海岛岸线６８０．４６ｋｍ。其地形西高东低，西面山地高峻谷地幽深，东部河谷平原，海拔在１０ｍ以下，地势低平水网密布。温州市海岸线北起乐清湾，南至浙闽交界虎头鼻，岸线蜿蜒曲折，山角、海湾迷迩相间。、由于海岸线漫长，形成大批的海岸带和滩涂资源。海岸岛礁星罗棋布以列岛形式集中分布，蕴藏着极其丰富的港口资源和海岸带资源。温州市位于瓯江口南侧，瓯江口是一个分叉喇叭型河口，潮汐性质属正规半日潮，其潮差由口向上游逐渐增大，至龙湾最大，平均潮差为４．５２ｍ；再向西又逐渐变小。据统计温州站多年年平均高潮位４．４３ｍ（吴淞基面），平均低潮位０．５６ｍ。
２．２９４１７典型风暴潮个例
１９９４年９４１７号台风于１９９４年８月１４日０２
时在１７０２４’Ｎ，１４８０Ｅ以东太平洋面上生成，沿着
偏西路径移动，１７日１４时转向西北偏北路径移
行，于８月２１日２１：３０分在瑞安市梅头镇登陆，
正面袭击温州（台风路径见图５）。台风登陆时，
中心气压为９６２ｈＰａ。最大风力达１２级以上，持
续３ｈ，其特点：范围大、风力强、暴雨急、潮位高、
来势猛。台风登陆时又遇农历七月十五日天文大
潮期，使沿海潮位和瓯江水位都出现历史记录高
潮位，造成温州沿海沿江平原大范围潮灾，损失极
为惨重。数值模式成功地模拟了这次特大台风风暴潮过程，图７是温州站实测和模拟的总水位的随时间变化曲线。
２．３淹没结果分析图７９４１７号台风风暴潮过程温州站计算和实测对比Ｆｉｇ．７Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆ
ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓｗｉｔｈｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｓｔｏｒｍｓｕｒｇｅｐｒｏｃｅｓｓｃａｕｓｅｄｂｙＴｙｐｈｏｏｎ
Ｎｏ．９４１７ａｔＷｅｎｚｈｏｕＭｏｍｉｔｏｒｉｎｇＳｔａｔｉｏｎ
在ＧＩＳ支持下，利用ＤＥＭ数据，根据最大潮位进行叠置分析，生成本次风暴潮淹没损失后报结果图，与实地调查资料相比，基本吻合，图８示意说明二者比较结果，差别在于实地调查中没有标出江心二个岛淹没
信息。左图为后报结果示意图，右图为实地调查结果示意图。
２期滕骏华等：基于ＧＩＳ的风暴潮减灾辅助决策信息系统?２ｌ?
３结论
图８９４１７号台风风暴潮温州地区的最大漫滩淹没计算与实地调查对比示意图
Ｆｉｇ．８Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓｗｉｔｈｆｉｅｌｄｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｆｏｒｍａｘｉｍａｌｉｎｕｎｄａｔｉｏｎｂｙｓｔｏｒｍｓｕｒｇｅ
ｏｆＴｙｐｈｏｏｎＮｏ．９４１７ｉｎＷｅｎｚｈｏｕＲｅｇｉｏｎ
中国是世界上遭受海洋灾害最严重的国家之一。我国的海洋灾害损失近年来呈增长趋势。海洋灾害有其孕育、发生、发展、转化的时间与空间位置和范围，灾害发生的环境背景信息对于灾害评价和防灾减灾决策十分重要。
基于ＧＩＳ和Ｏｒａｃｌｅ数据库的风暴潮减灾辅助决策信息系统，将基础海洋环境信息、社会经济信息、风暴潮数值预报模型、灾害历史数据、减灾救灾预案等进行综合管理，实现了网络信息共享、风暴潮灾害模拟、动态灾损快速评估、历史灾害信息可视化查询、专题图生成等功能，使海洋灾害的表达既直观又形象，大大提高了表达灾情的直观性和形象性，有助于决策者对各种救灾方案的优劣比较，使防灾减灾决策更符合实际情况。
同时，系统提供了强大的风暴潮灾害信息综合管理能力，为科学决策提供了数据支持。在海洋灾害的监测过程中，人们往往在不同的层次上采集了不同时间、不同精度、不同比例尺、不同数据来源（有航天、航空、地面、地下）、不同表达方式（有照片、录像、录音、文字、数值、有定性的、有定量的）的多源数据。传统方法很难将它们集成在一起。基于ＧＩＳ平台有能力将不同来源的数据，根据空间位置和专题特性，进行有机地集成，以多尺度、多方式反映灾情与背景信息，并通过Ｉｎｔｅｍｅｔ网络实现信息共享，从而使减灾决策建立在科学数据之上，保证决策的科学性和有效性。
参考文献：
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［１６］陈晓玲，朱大奎，唐正东．中国海岸带低地洪涝灾害管理系统研究［Ｊ】．自然灾害学报，１９９７，６（２）：８５—９４．
【１７］李洪才。王永信，林少奕．广东沿海台风风暴潮可视化预报系统［Ｊ］．海洋预报，２００４。２１（４）：８１—８７．
基于GIS的风暴潮减灾辅助决策信息系统
作者：滕骏华， 吴玮， 孙美仙， 厉冬玲， 于福江， TENG Jun-hua， WU Wei， SUN Mei-xian ， LI Dong-ling， YU Fu-jiang
作者单位：滕骏华,TENG Jun-hua(国家海洋局卫星环境学国家重点实验室,浙江,杭州,310012;国家海洋局,第二海洋研究所,浙江,杭州,310012;中国海洋大学,山东,青岛,266003)， 吴玮,于福江
,WU Wei,YU Fu-jiang(国家海洋环境预报中心,北京,100081)， 孙美仙,厉冬玲,SUN Mei-
xian,LI Dong-ling(国家海洋局卫星环境学国家重点实验室,浙江,杭州,310012)
刊名：
自然灾害学报
英文刊名：JOURNAL OF NATURAL DISASTERS
年，卷(期)：2007,16(2)
被引用次数：4次
参考文献(17条)
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引证文献(5条)
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2.赵慧娟风暴潮灾害辅助决策系统研究[期刊论文]-价值工程 2010(31)
3.谢丽.张振克近20年中国沿海风暴潮强度、时空分布与灾害损失[期刊论文]-海洋通报 2010(6)
4.曲辉.崔晓健.董文.李四海海平面上升模拟及其在数字海洋中的实现[期刊论文]-海洋通报 2009(4)
5.谢丽.张振克近20年中国沿海风暴潮强度、时空分布与灾害损失[期刊论文]-海洋通报 2010(6)
本文链接：https://www.doczj.com/doc/8d7702858.html,/Periodical_zrzhxb200702003.aspx