融雪性洪水三維可視化系統(tǒng)研究與應用.pdf

1、目的：
　　在全球氣候變化的大背景下，新疆洪水災害尤其是春季融雪性洪水的頻次不斷增大，洪水災害發(fā)生的時間和演進過程始終是關(guān)注的焦點問題。隨著我國水文信息化建設的深入以及數(shù)值模擬技術(shù)的發(fā)展，及時、可靠、直觀的決策支持系統(tǒng)成為水資源調(diào)控、配置和管理的迫切需要，但新疆特殊的生態(tài)和地理條件給水文信息化建設帶來了嚴峻的考驗。如何利用遙感空間數(shù)據(jù)等手段為依托，以地理信息系統(tǒng)為平臺，實現(xiàn)無資料區(qū)的融雪性洪水監(jiān)測與模擬，對干旱區(qū)的水資源管理與調(diào)控

2、具有重要的現(xiàn)實意義。
　　方法：
　　本文結(jié)合新疆山區(qū)流域春季融雪性洪水的特點，基于能量平衡、水量平衡和河道洪水演算方程，采用遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)和計算機技術(shù)開發(fā)分布式融雪性洪水三維可視化系統(tǒng)，對2010年烏魯木齊河流域春季融雪期融雪性洪水三維可視化進行了研究。
　　結(jié)果：
　?。?）集成和優(yōu)化了融雪產(chǎn)流模型?；谀芰科胶庠?，考慮積雪消融的物理過程并利用多種遙感數(shù)據(jù)反演模型中的部分參數(shù)，結(jié)合氣象常規(guī)觀測數(shù)

3、據(jù)獲取瞬時的能量平衡信息，有效改進了融雪模型的算法。
　?。?）集成和優(yōu)化了流域匯流模型。首先以多源地理信息數(shù)據(jù)（氣象數(shù)據(jù)、水文數(shù)據(jù)、基礎地理數(shù)據(jù)、遙感數(shù)據(jù)）為基礎，重點考慮融雪物理過程并引入了截留損失模塊、蒸散損失模塊和匯流模塊，實現(xiàn)了流域整體性匯流分析。
　?。?）實現(xiàn)了洪水演進三維可視化?；诓灰?guī)則三角網(wǎng)模型進行三維地形建模，利用 ArcGIS Engine進行環(huán)境搭建、高程因子轉(zhuǎn)換、紋理粘貼和色彩渲染，采用 Scen

4、eControl接口和Animation類庫，實現(xiàn)了三維洪水演進模擬。
　?。?）融雪性洪水三維可視化系統(tǒng)的開發(fā)與應用。系統(tǒng)采用C＃語言編譯系統(tǒng)界面，運用IDL語言編譯核心算法，基于ArcGIS、ENVI的二次開發(fā)并以烏魯木齊河流域為典型研究區(qū)，實現(xiàn)了融雪性洪水三維可視化模擬。
　　結(jié)論：
　　從二維融雪模擬上看，融雪徑流深大值出現(xiàn)在北部，融雪徑流深小值出現(xiàn)在南部，這主要與地形因素有關(guān)，南部靠近天格爾Ⅱ峰，為高山區(qū)，氣

5、溫低并有常年積雪，不易融化，北部地勢相對平緩，溫度較高，積雪易大范圍融化；從三維洪水演進模擬上看，根據(jù)Landsat7同期遙感影像對比驗證，河道內(nèi)淹沒范圍與實際情況比較吻合，洪水演進模擬比較準確；從模擬精度上看，模擬徑流線的變化趨勢與實測徑流線比較一致，本次模擬的Nash-Stucliffe系數(shù)E為0.72，峰值相對誤差R為4.36％，可見本系統(tǒng)在烏魯木齊河流域的融雪性洪水模擬比較準確，可以實現(xiàn)對流域水文過程的整體性分析，可以為融雪性洪