區(qū)域水文防汛抗洪信息化關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用.pdf

1、區(qū)域汛期洪水預(yù)報(bào)一直是擺在水文工作者及科研者面前的一道難題，及時(shí)有效、精確地進(jìn)行洪水預(yù)報(bào)對(duì)國家民生安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展都具有重要的意義。深入研究洪水形成的物理規(guī)律特性，探討水文三要素即降雨、流量和水位與洪水形成的關(guān)系，發(fā)揮計(jì)算機(jī)、物理和地理信息等多學(xué)科交叉優(yōu)勢，將是洪水預(yù)報(bào)理論及方法技術(shù)突破的關(guān)鍵結(jié)合點(diǎn)。
　　本研究基于浙江省重大科技專項(xiàng)重點(diǎn)社會(huì)發(fā)展項(xiàng)目—“星陸雙基汛情監(jiān)測與防汛減災(zāi)輔助分析系統(tǒng)研究與應(yīng)用”的成果，圍繞水文三要素展開了進(jìn)

2、一步的防汛抗洪輔助分析研究。主要研究內(nèi)容和相關(guān)結(jié)論如下:
　　(1)傳統(tǒng)水文監(jiān)測站點(diǎn)的降水?dāng)?shù)據(jù)精度高質(zhì)量好，但由于站點(diǎn)數(shù)量有限，很難精確表征區(qū)域面雨量信息。衛(wèi)星遙感降水?dāng)?shù)據(jù)可以大面積同步觀測區(qū)域面雨量，但空間分辨率低，精度不高。本文采用地理加權(quán)回歸算法，基于高空間分辨率的NDVI、DEM和LST等環(huán)境因子，將原始空間分辨率為25km的TRMM衛(wèi)星遙感降水?dāng)?shù)據(jù)降尺度至1km，且多年平均TRMM值與地面站點(diǎn)實(shí)測數(shù)值的相關(guān)系數(shù)由降尺度前

3、的0.64提高到降尺度后的0.77。
　　(2)傳統(tǒng)徑流量的估算大都基于經(jīng)驗(yàn)函數(shù)，很難從物理、水文等基礎(chǔ)原理上來進(jìn)行解釋。本文采用SWAT分布式水分模型對(duì)曹娥江上游地區(qū)的新嵊流域開展徑流模擬研究，經(jīng)過參數(shù)敏感性排序分析和率定，驗(yàn)證期納什效率系數(shù)ENs和確定性系數(shù)R2分別達(dá)到了0.847和0.901，完全符合模型精度要求。
　　(3)引入模糊聚類算法，開展基于歷史洪水?dāng)?shù)據(jù)的實(shí)時(shí)洪水水位模糊匹配研究。首先將研究區(qū)多年歷史水文數(shù)據(jù)

4、進(jìn)行整編入庫，建立一套標(biāo)準(zhǔn)化的歷史水雨情數(shù)據(jù)庫;基于降雨量、暴雨中心等相關(guān)洪水特征因子，采用模糊K-mean聚類算法對(duì)長時(shí)間系列歷史暴雨信息進(jìn)行挖掘分析。最后基于該聚類結(jié)果，為實(shí)時(shí)洪水水位的模糊匹配和輔助預(yù)報(bào)分析提供參考。
　　(4)基于區(qū)域面雨量遙感估算、徑流量模擬和歷史數(shù)據(jù)挖掘等洪水輔助預(yù)報(bào)關(guān)鍵技術(shù)的研究，采用HTML5與GeoServer等主流開源技術(shù)，集成開發(fā)了一套基于WebGIS平臺(tái)的防汛抗洪輔助分析決策系統(tǒng)。系統(tǒng)界面美