【摘 要】
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针对我国洪涝风险数据普遍匮乏的特点,研究地理信息系统(Geographic Information System,GIS)水文建模用于洪涝风险评估的关键技术及优化方法。基于数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM),采用GIS空域及地形湿度指数(Topographic Wetness Index,TWI)建模技术,获取城市地表空域及TWI的空间分布和特征信息;采用阈值组
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针对我国洪涝风险数据普遍匮乏的特点,研究地理信息系统(Geographic Information System,GIS)水文建模用于洪涝风险评估的关键技术及优化方法。基于数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM),采用GIS空域及地形湿度指数(Topographic Wetness Index,TWI)建模技术,获取城市地表空域及TWI的空间分布和特征信息;采用阈值组合(面积-TWI提取值-融合距离)的优化方式,将空域与TWI进行优势融合,识别关键易涝区域;研究目前常见的洪涝模型评价指标的不足,提出改良指标和构建评价体系,提高对GIS水文建模质量的评价效果;对易涝区进行空间表征和分层提取,获取易涝区的空间位置、范围、尺寸、水流连通性和蓄水规律,实现洪涝危险性的精细化评价。结合洪涝危险性和承载体脆弱性分析,快速评估城市洪涝风险,划分洪涝治理优先级。结果表明,提出的改良指标能有效评价多种水文表征方式的质量,具有较强的适用性。数值特征显示,提出的方法可有效提高GIS水文建模的精细度。在现有F1和F2指标的评价下,淹没范围匹配度分别达到44%和0.16%,比传统的空域表征法高8%和3%。基于F3改良指标的评价,淹没范围匹配度约为23%,与传统的空域表征法和TWI表征法相比,该方法能分别提高5%和16%的淹没范围匹配度。此外,GIS二维空间显示,本研究不仅能够识别更多的真实易涝区,在预测过低的情景下,可实现易涝区的拓展分析,改善淹没范围的描述。研究成果适用于有限数据约束下的大尺度评估和应急管理体系的构建,可快速且精细化地识别城市易涝区,指导城市洪涝风险的分析与评价,为洪涝风险管理及灾害的预警预报提供科学支持。
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