基于GIS的洪水淹没范围模拟_孙阿丽

基于ArcGIS的平原河网地区洪水淹没r范围快速模拟王越;刘曙光【摘要】平原河网地区水系复杂,河湖众多且暴雨内涝灾害频发,圩区从而成为了这部分地区抵御洪水灾害的典型代表.本文以杭嘉湖区(苏)防洪保护区为例,根据区域内圩区众多的特点,分别考虑了暴雨形成的内涝以及外来洪水造成溃口的情形.针对这两类情况,本文分别采用ArcGIS的库容计算模块以及种子蔓延算法,模拟不同降雨条件下各区域的淹没情况并得到溃口发生时圩区的淹没情形.最后,借助ArcGIS技术快速展示各区域的淹没范围.【期刊名称】《科技视界》【年(卷),期】2017(000)005【总页数】3页(P16-18)【关键词】ArcGIS;洪水淹没范围;库容计算模块;种子蔓延算法;快速模拟【作者】王越;刘曙光【作者单位】同济大学土木工程学院水利工程系,中国上海200092;同济大学土木工程学院水利工程系,中国上海200092【正文语种】中文长江中下游平原洪涝灾害频繁，每年造成的损失都非常巨大，严重影响了区域经济和社会的稳定发展。

随着我国对洪水治理重视程度的不断加强以及科技水平的提高，在开展洪水本身的规律性研究、洪灾信息的采集、洪水预报和计算等方面，都已经有了一些有效方法和手段。

但是，快速进行洪水淹没范围模拟依然是需要解决的重要问题。

分析平原河网地区的洪水风险，经常采用数值模拟的方法对该地区复杂的水系以及水流运动特点进行研究。

但由于缺乏实测流量资料，较难对模型进行率定和验证，且模型的计算时间较长不利于进行洪水快速模拟。

因此，根据区域地形地貌，利用ArcGIS技术开展水文分析，快速、准确地模拟洪灾，是评估洪水影响范围的一种重要途径。

本文以数字模型高程（DEM）数据为基础，以GIS技术为手段，通过编程的方式形成一套有效的模拟暴雨内涝和外洪溃口情形下洪水淹没范围的方法，能够较为快速的进行洪水淹没范围模拟。

造成洪水淹没的原因有很多，但一般可以归结为降雨形成的内涝以及外来洪水造成的圩堤溃决。

基于ArcGIS可视化建模技术的水淹分析赵冬泉*1，佟庆远2 ，杜鹏飞1，陈吉宁1（1.清华大学环境科学与工程系，北京100084 ;2.北京清华城市规划设计研究院环境与市政所，北京 100084）摘要：近年来利用GIS技术为手段进行水淹分析一直是一个研究热点，各种文献中报道的分析方法都需要编写程序或通过复杂操作实现。

利用ArcGIS 9提供的先进的可视化建模工具，可以根据GIS操作流程快速建立复杂的GIS分析模型。

本文利用这种技术建立了水淹分析模型，并在滇池湿地生态规划中进行防浪堤拆除后水淹范围的分析。

利用这种方法建立的模型具有使用简单、扩充性强、便于和数据同时发布等特点。

该方法适用于各种包含复杂GIS操作的模型构建。

关键字：GIS，空间分析，可视化建模，水淹分析1. 引言20世纪90年代以来，利用GIS技术为手段进行水淹分析一直是一个研究热点，许多学者在这方面做过研究，并取得一定的进展。

如葛小平等人的GIS支持下的洪水淹没范围模拟[1]，丁志雄等人的基于GIS格网模型的洪水淹没分析方法[2]。

这些方法的实现，都需要在GIS环境中编写相应的程序。

刘小生等利用ArcMap的自带功能，无需编程实现了低于一特定高程的区域计算[3]。

但是该方法的实施需要手工执行多个GIS操作步骤，只有对GIS熟悉的人员才能使用。

而在ArcGIS 9提供的统一的地理处理（Geoprocessing）框架下，可以利用可视化建模工具，将数据和相应的空间处理工具按照操作流程快速组织建立复杂的GIS 分析模型。

本文将以ArcGIS 9中数据叠加和3D分析处理工具为基础，快速构建一个水淹分析模型，并在滇池湿地生态规划中应用，分析防浪堤拆除后的水淹范围。

2. ArcGIS9中的可视化建模工具介绍ArcGIS 9是美国环境系统研究所公司（Environmental Systems Research Institute，Inc. 简称ESRI）公司最新推出的GIS平台[4]。

第20卷第3期2011年6月自 然 灾 害 学 报JOURNAL OF NATURAL D I SASTERS Vo.l 20No .3Jun .2011收稿日期:2010-04-21; 修回日期:2011-04-19基金项目:国家自然科学重点、面上基金项目(40730526;40571006;51079132);上海市科技启明星项目(09QA1401800);河南省政府决策研究招标课题(D311)作者简介:石勇(1980-),女,讲师,主要从事自然地理、环境演变与可持续发展研究1E-m ai:l yongsh@i zzu .edu .c n文章编号:1004-4574(2011)03-0177-06基于情景模拟的上海中心城区居民住宅的暴雨内涝风险评价石 勇1,许世远2,石 纯2,孙阿丽2,赵庆良3(1.郑州大学旅游管理学院,河南郑州450001;2.华东师范大学地理信息科学教育部重点实验室,上海200062;3.河南大学环境与规划学院,河南开封475001)摘 要:内涝是影响上海的主要灾害之一,上海城区居民住宅特别是旧式住宅容易因之受损乃至倒塌。

基于情景模拟和指标体系方法,开展了上海中心城区住宅的风险评估。

利用上海水务信息中心开发的内涝仿真模型,设置暴雨情景并对该情景下的内涝进行模拟,得到了区域水深分布状况,利用G IS 技术求得每座住宅的水深,体现其在内涝中的暴露程度,并构造暴露性评价模型,综合反映区域总体暴露状况。

根据旧式住宅较易受到影响的事实,构造脆弱性指数,最终衡量区域住宅面临灾害的整体风险状况,实现区域间居民住宅内涝风险的对比分析。

设置了五十年一遇的暴雨内涝情景,针对中心城区各街道开展了实证研究,最终评价结果显示出的危险性、暴露性、脆弱性和风险分布规律,与实际情况基本符合。

该方法可以为市政部门提供必要的信息,提高内涝灾害的管理水平。

关键词:上海市;居民住宅;暴雨内涝;风险;情景模拟;地理信息系统中图分类号:X43 文献标志码:AR isk assess ment of rai nstor m waterl oggi ng on ol d -style resi dences do wntown i n Shanghai based on scenario si m ul ati onS H I Yong 1,XU Sh-i yuan 2,SH I Chun 2,S UN A-li 2,Z HAO Q i n g -liang3(1.Depart m ent ofT ouris m and M anage m ent ,Un i versit y of Zhengzhou ,Zhengz hou 450001,Ch i n a ;2.Key Laborat ory ofGeograph i c Infor mati on Science ofM i n i stry ofE du cation ,E ast Ch i na N or m alUn ivers i ty ,Shanghai 200062,C hina ; 3.Co ll ege of Environm en t and Plann i ng ,H enan Un i versit y ,Kaifeng 475001,Ch i na)A bstract :The w aterl o gg ing is one of t h e m ost serious hazards i n Shangha iM unic i p ality .Residences ,especia lly the o l d -sty le resi d ences in do w nto w n of Shanghai are prone to be affected and even collapse dur i n g w aterlogg i n g disas -ters .The purpose of th is paper is to carry out risk assess m ent of resi d ences i n the reg i o n based on scenari o si m u la -tion and indicator syste m.The ra i n stor m scenario w as si m ulated by the rainstor m si m u lation m ode l deve l o ped by Shangha iF lood R isk Infor m a ti o n Center .The i n undation dep t h of each resi d ence obtai n ed by GIS is a degree o f ex -posure o f i.t Then an exposure assess m en tm ode lw as built to i n tegrate different ranks of exposure .A ccordi n g to thefact that o l d -sty le resi d ences are m a i n hazard -beari n g bod ies duri n g w aterl o gg i n g hazar ds ,w e established a vu l n era -b ility ind i c ator .F i n ally the total risk feature o f a reg i o n and the co m parison of disaster situation a m ong different d is -tricts are realized .Fi n a lly ,usi n g the stor m scenario o f 50-year retur n period ,taking the streets as the assess m ent un its ,w em ade an assess m ent on the risk of residences i n Shangha idownto w n .It is obv i o us fro m the research resulttha t the spatia l distribution o f hazard ,exposure ,vu l n erab ility and risk are in accord w ith the fac.t The m ethod o f risk assess m ent is applicab le ,wh ich can prov i d e necessary i n for m ation for Shangha iM un icipa lGover nm ent to i m -prove w aterlogg i n g m anage m en.t K ey words :ShanghaiM unic i p ality ;resi d ence ;rainstor m w aterlogg i n g ;risk ;scenario si m u l a ti o n ;geograph ic i n for -m ation syste m (G I S)上海北滨长江,东临东海,南依杭州湾,特殊的地理位置和低洼的平原地形使得水灾成为该市的心腹之患。

基于GIS技术的洪水淹没模拟及灾害评估姓名：孙珂单位：郑州测绘学校地址：河南省郑州市大学南路1号邮编：450000摘要：针对洪水灾害评估的特点，将GIS技术与RS技术相结合，根据数字高程模型DEM提供的三维数据和遥感影象数据，运用GIS的空间分析功能来预测、模拟显示红水河流域洪水淹没场景，并结合该流域水文站降雨量数据和各乡镇人口密度数据以及其他辅助数据来进行洪水灾害评估。

关键字：洪水灾害、地理信息系统、泰森多边形、加权叠加1．前言洪水灾害是最频发的自然灾害，严重影响国民经济发展危害人民生命财产安全，破坏生态环境。

随着现代经济的高速发展和水利工程的增加，洪水灾害对人类的危害仍在加重。

因此，快速、准确、科学地模拟、预测洪水淹没范围，对防洪减灾具有重要意义。

特别是对于一些重点防洪城市和行蓄洪区，如果能够预先获知洪水的淹没范围和水深的分布情况，对于预先转移受灾区的生命财产，减少损失具有非常重要的价值，而且对于洪水造成的灾害损失进行评估也是非常有用的。

近几年来，将GIS技术与RS技术相结合，根据数字高程模型DEM提供的三维数据和遥感影象数据来预测、模拟显示洪水淹没场景，并进行洪水灾害评估，已成为GIS在洪水方面主要研究领域。

本研究以数字高程模型DEM和RS影象为基础，运用GIS的空间分析功能，研究试验区洪水河流域的洪水淹没情况。

2．研究区域及数据简介2．1 研究区域地理概括红水河是珠江流域西江水系的中上游河段，发源于云南省沾益县马雄山，流经滇、黔、桂三省（区），上游主流称南盘江，流至庶香双江口与北盘江汇合后称红水河，到广西三江口与柳江相汇合后称黔江。

红水河流域位于东经102°20′—109°30′，北纬23°04′—26°50′之间，流域四周为群山环绕，整个地势自西北向东南倾斜，平均海拔高程1450m。

本次实验重点研究范围为红水河流域中的整个龙滩流域及其六个子流域(甲板、平腊、八茂、蔗香、这洞、高车)。

存档编号华北水利水电学院North China University of Water Resources and Electric Power 课程设计题目: 基于GIS的洪水淹没分析学院资源与环境学院专业地理信息系统姓名黄福想学号200900931指导教师李小根完成时间2012年6月1日目录摘要 (I)关键词：ARCSCENE；数字高程模型（DEM）；ARCGIS；TIN (I)FLOOD ANALYSIS REPORT (II)ABSTRACT (II)第1章绪论 ........................................................................................................................................................... - 1 -1.1论文研究背景 .............................................................................................................................................. - 1 -1.2系统研究的意义和内容 .............................................................................................................................. - 1 -1.2.1.系统研究的意义 (1)1.2.2.系统研究的内容 (1)第2章系统设计模块............................................................................................................................................ - 2 -2.1系统设计 ...................................................................................................................................................... - 2 -2.1.1.数据库设计 (2)2.1.2.系统功能结构设计 (2)2.1.3.系统功能实现关键技术 (3)2.2系统实现 ...................................................................................................................................................... - 3 -2.2.1.三维场景中显示洪水范围 (4)2.2.2.系统的界面 (6)2.2.3.洪水淹没面积计算： (8)2.2.4.系统计算功能模块如下图 (8)第3章结束语 ....................................................................................................................................................... - 9 -3.1系统的不足 .................................................................................................................................................. - 9 -第4章附件 ........................................................................................................................................................... - 9 -4.1算法核心代码： .......................................................................................................................................... - 9 -i基于GIS的洪水淹没分析报告摘要洪水灾害是最频发的自然灾害，严重影响国民经济发展危害人民生命财产安全，破坏生态环境。

基于GIS与SWMM耦合的城市暴雨洪水淹没分析摘要：针对暴雨导致的城市内涝问题，采用GIS与SWMM耦合的城市暴雨洪水淹没分析计算方法，对郑州市暴雨内涝淹没范围和淹水深度进行了模拟分析，对组成排水系统的排水管网、道路和河道水系等进行合理概化，构建了暴雨洪水淹没分析模型，对重现期分别为0.5、1、2、5、10 a设计暴雨情形下的管道节点溢流和积水深度进行了模拟。

结果表明：郑州市区总体排涝标准较低，排涝能力严重不足；该模型能直观表现受涝区淹没范围和淹水深度，在城市排水管网规划、雨洪管理和灾后损失评估等方面具有一定的应用价值。

关键词：GIS；SWMM模型；淹没分析；暴雨；城市内涝；郑州市近年来，随着气候变化和城市化的发展，由暴雨引起的城市内涝日趋频繁，造成的灾害损失越发严重［1］。

对城市雨洪过程进行模拟与预测是有效应对城市暴雨内涝灾害的重要技术手段，因此如何构建城市暴雨洪水淹没分析模型成为城市水文学研究的热点问题［2］。

城市区域不透水面积比例较大，产汇流历时较短，导致城市水文效应明显，主要表现在洪水总量增加，洪峰流量加大；另一方面，市政集／排水口众多且分散，管网结构复杂，实际过流能力各异。

因此，对城市暴雨洪水过程进行模拟时需要考虑城市下垫面空间变异性，并合理处理路网、管网、河网等主要径流通道之间的复杂水力联系［3］。

SWMM模型能较好地计算暴雨条件下研究区域经下渗、蒸发、地下径流、排水系统输出等方式的水循环后留存于地表的积水量，模型输出结果为各个管网点的溢出水量［4］，不能表达现实城市雨洪管理中溢出水量产生内涝的淹没范围和淹水深度问题［5-8］。

也就是说，单纯应用SWMM模型对城市暴雨洪水进行分析计算，不能反映积水点的积水时间和积水范围，使城市暴雨洪水预警预报结果不直观。

快速发展的地理信息系统（GIS）技术为繁杂的SWMM城市排水管网模型的构建提供了有力的支持［9-10］，也为模型结果的拓展应用提供了一种新的便捷、高效的技术手段，并且SWMM为开源软件，便于与GIS结合以实现二次开发［11-13］。

论 文 题 目基于GIS 的洪涝灾害研究学 院： 旅游与地理科学学院专 业： 地 理 信 息 系 统学 生 姓 名： ***学 号： 0 9 1 1 5 1 *年 级 班： 09级5班指 导 教 师： **2013年04月27日论文分类号：p208 密 级：无摘要洪涝灾害已经成为了山区一种常见的综合性灾害，这种灾害给南川区南平镇带来了严重的破坏和巨大的经济损失。

为了有效抵御洪涝灾害,减少洪涝灾害带来影响和破坏，文章利用GIS技术构建南平镇洪涝灾害分析方法。

对于这种方法计算淹没区，准确性受地形图、等高距大小、数字化采集精度、数字地面模型、高程精度以及格网间隔大小、像素探测分辨率等因素的影响。

等高距越小，数字化跟踪误差越小，数字地面模型内插越密，格网跨度越短，探测分辨率越高，淹没区计算精度也就越好。

关键词：洪涝灾害；决策；缓冲区；叠加AbstractFlood disaster has become a common comprehensive disaster. This disaster takes a serious damage and huge economic losses to the nanping town . In order to effectively resist flood disaster and alleviate the destruction and influence by flood disaster, the article to construct the Flooding disaster analysis method of Nanping town by using GIS technology. The accuracy of flood area is mostly dependent on the contour interval of map accuracy of digitizing map accuracy of DEM, interval of GRID and detecting resolution of pixels for this kind of method to calculate the submerged area．The smaller contour interval，the fewer errors of digitizing ,the denser interpolating of DEM ,the shorter span and the higher detecting resolution will make the higher accuracy the better submerged area calculation accuracy．Key words: Flood disaster; Decision-making; Buffer; Interstect基于GIS的洪涝灾害研究1 前言洪涝灾害是由于暴雨洪水形成的一种比较具有突发性和常见性的自然灾害类型，对国民经济建设和农业生产危害极大。

基于ArcGIS渭河下游洪水淹没面积计算第 30卷第 6期干旱区地理 Vol. 30 No. 62007年 11月 AR I D LAND GEOGRAPHY Nov. 2007①基于 A rc GIS的渭河下游洪水淹没面积的计算1 1 123 1冯丽丽 , 李天文 , 陈正江 , 姚任平 , 吴琳 , 程一曼1 西北大学城市与资源学系 , 陕西西安 710069;2 国家测绘局大地测量数据处理中心 , 陕西西安 710054;3 西安电子科技大学党政办公室 , 陕西西安 710071摘要 : 计算洪水淹没面积一直是灾害评估研究中的一个热点问题以GIS技术为基础 ,运用 A rc2GIS软件的特殊功能 ,以渭河为研究背景实现了无需编程即可完成对洪水淹没面积的提取及计算。

在地形图数字化基础上 ,分别对有源淹没和无源淹没进行分析 ,并运用 A rcMap和 A rcV iew软件自身的功能 ,对洪水淹没面积进行统计计算 ,并以 2003年渭河下游洪水淹没数据为依据进行对比验证 ,取得了良好的效果。

关键词 : 洪水洪水淹没面积有源淹没无源淹没中图分类号 : TP753 文献标识码 : A 文章编号 : 1000 - 6060 2007 06 - 0921 - 05 921~925我国是一个洪水多发性国家 ,每年因洪水淹没经费 ,对于一些小单位或是个人来讲 ,实现起来比较造成的损失难以估计。

近十几年来 ,自然资源的开困难。

因此 ,以克服上述方法的不足为目标 ,本文提发利用不断扩大 ,城乡经济建设飞速发展 ,洪水出现供了一种无需编程就可以简单迅速地计算出洪水淹的频率及其造成的损失也不断增加。

因此 ,快速、准没面积的方法 ,为快速评估洪灾损失和政府防洪决确、科学地模拟预测洪水淹没范围以及计算洪水淹策提供了科学的依据。

其以种子蔓延算法为基本原没面积 ,对防洪减灾具有重要意义。

20世纪 90年理 ,以 GIS为基本处理方法 ,以渭河下游 1n 5万的地代以来 ,特别是近几年来 ,在水动力 -水文模型基础形图为基础数据 ,运用 GIS软件 A rcMap的自身功上 ,利用 GIS强有力的空间分析和可视化功能 ,模拟能 ,在无需编程的情况下即可求得低于一定高程的显示洪水淹没区 ,一直是一个研究热点。

V o1.7 No.3第7卷 第3期基于ArcGIS的洪水淹没分析与三维模拟孙 君，奚赛英，尤 迪，郑付涛（常州市规划设计院,江苏常州 213003）摘 要：洪水淹没范围的确定是洪灾损失评估和防洪决策的核心环节。

基于TIN数据，运用ArcMap，采用“无源淹没分析”方法对区域天然防洪能力进行划分；实现了在给定水位条件下，对洪水淹没范围提取与统计计算，建立了洪水水位高程和淹没面积关系公式，并用于洪水淹没快速预测；运用ArcScene，对水位抬升的“无源渐进淹没”情况进行了三维模拟。

关键词：洪水；GIS；无源淹没；淹没范围；三维模拟中图分类号：TP311.5 文献标识码：A 文章编号：1007-1903（2012）03-0031-030 引言我国是一个洪水灾害频发的国家，大约2/3的国土面积有着不同类型和不同危害程度的洪水灾害[1]。

因此，快速、准确地模拟预测洪水淹没范围及面积，对防洪减灾具有重要意义。

防洪减灾工作自20世纪90年代以来，在水动力-水文模型基础上，利用ArcGIS强有力的空间分析和可视化功能，模拟显示洪水淹没区，进行非工程措施防洪减灾，是研究热点。

结合相关学术文献，发现ArcGIS在洪水淹没分析方面多有应用[2-6]。

但需要编制复杂程序或应用复杂算法，往往过于繁琐。

本文提供了无需编程就可以简单迅速地计算出洪水淹没面积的方法。

以ArcGIS为基本处理方法，以TIN数据为基础数据，运用ArcMap自身功能，对区域天然防洪能力进行划分，求得低于一定高程的洪水淹没范围，实现了洪水淹没面积的计算，进而建立洪水水位与淹没面积间的关系公式，并运用公式进行淹没面积快速预测。

运用ArcScenen软件，简便建立了地形和洪水模型，并对洪水渐进情况下的淹没情况进行了三维模拟。

1 洪水淹没范围分析1.1 确定洪水淹没分析方法洪水淹没是一个动态而至平衡的过程。

确定洪水最终淹没范围，有2种概化模型：(1)基于水位的洪水淹没范围计算：给定某一洪水水位H，由此推算出洪水的淹没范围。