流域洪水演进方法研究与仿真实现
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摘要
针对流域洪水演进的过程进行深入广泛的研究和探讨，分析整个过程中来自于各个方面的影响，将洪水演进过程中所涉及到的各个因素进行统一整合，开展深入的研究和分析，通过对各类影响因子的分析，数据的收集整理，利用能获得的各类条件，设计出流域洪水演进模型。并且结合GIS平台技术和系统集成方法，将整个模型的计算过程通过仿真模拟的形式实现出来，将水利信息化建设中涉及到的问题，如数据管理，自动化办公，辅助决策等进行整合，构建了洪水演进仿真信息管理系统，以信息平台的方式实现了系统仿真和信息管理的统一。
本文的主要研究内容包括三个大的方面：
1)流域洪水演进模型的研究和构建。流域洪水演进模型的研究主要包括影响因子分析，模型设计与模型解算三个大的部分，本文对此进行了深入的探讨和研究，并进行优化改进，使之能适用于系统的需要。
2)在GIS平台上的洪水仿真算法的研究。
主要是通过计算机技术，图像处理技术与三维仿真技术，在GIS平台上对洪水演进过程进行可视化模拟，将综合模型的计算结果充分的反映到信息平台上。
3)信息化系统平台的设计与实现。
通过信息化技术，设计和构建洪水演进仿真信息管理平台，通过系统集成的方式将洪水演进仿真和信息化管理进行结合，发挥GIS系统的特点，将理论模型应用到实际工作中去。
本文的主要创新成果：
1)研究区域特定地形因素研究
对所研究区域的河道，地形，降雨量，汇流情况进行调研研究，确定河道洪水演进的各类影响因子。
2)圣维南方程的研究与改进，构建洪水演进模型
对圣维南方程进行简化和改进，确定区域洪水影响因子的影响，从理论上描述该区域内洪水演进的过程。
3)数据反演，获取当前模型合理参数，构建实际模型
根据实际观测参数，使用极大似然法，马斯京根法等算法，对修改后的圣维南方程进行数学反演，获取当前模型合理参数，完成洪水演进模型的构建。由于圣维南方程组目前在数学上尚无解析解法，因此在实践运用中则会进行一些简化处理，用近似法求解。
4)建立三维可视化平台
通过洪水演进模型的计算结果，在三维平台中，构建三维洪水演进系统，将洪水演进过程实现可视化。
总的来说，本文的工作是对洪水发生过程的一次全方位的研究和探讨，将洪水仿真理论和实际应用相结合的一次新的尝试。结果证明，本研究对洪水演进过程的仿真，洪水预警决策，防洪信息系统的构建是成功和具有一定实用价值的。
Facing to the topic of in the flood forecasting and simulation,a detailed and broaddiscussion and research are made in the paper.Analyzing influential factors from allaspects,collecting relative data,design and implement an river flood model.
Otherwise,based on the river flood model and GIS platform,new floodslmulation arithmetic is design for simulation system.According to that,the floodmodel is able to implement and display on the 2D & 3D visual platform.Finally,withinformation technology,GIS,3D simulation and other relative requirement in dailywork,a flood simulation and information management system is designed andrealized,which create a new platform of simulation and information management.
Contents of the research arc mainly contain 3 parts in the paper:
1)Research and design of river flood model.The model mainly includes 3 steps:analyzing influential factors,model design and model compute.The paper made adeeply research on these points,optimizes and integrates relative factors and designs theflood model in theory.
2)Research flood simulation arithmetic based on GIS platform.Arithmetic' researchincludes computer application,image processing,3D simulation and others relativetechnologies.It is aim to display the flood model on the GIS platform and realizevisualized flood simulation.
3)Design and implement of flood simulation information management system.According to the thinking of system integration,flood simulation and informationmanagement are combined to one platform.With the GIS's advantage,lead thetheoretical model to practical application.
Mainly Innovative results as follow:
1)Research on the flood region's influential factors.
Research on the flood region's river way,terrain,rainfall,conflux etc.,define necessary influential factors.
2)Improve on the Saint-Venant Equations,design river flood model.
Improves on the Saint-Venant Equations,design river flood model,describes thecourse of river flood in theory with the influential factors.
3)Define parameters and construct available flood simulationmodel.
With the necessary influential factors,deal with the Saint-Venant Equations byMaximum-likelihood Method and Mskingum Method.Predigest parameters and get thesuitable way to gain result of model.
4)Implement 3D visual platform
With the result form river flood model,implement river flood simulation system in3D platform.Take the flood course on the information management system.
In all,the work of paper is a general research and discussion to flood.It is a newattempt to combine flood simulation theory and practice application.The study proves thatthe work is valuable and successful to flood simulation,flood forecasting and floodinformation system's implement.
本文的主要研究内容包括三个大的方面：
1)流域洪水演进模型的研究和构建。流域洪水演进模型的研究主要包括影响因子分析，模型设计与模型解算三个大的部分，本文对此进行了深入的探讨和研究，并进行优化改进，使之能适用于系统的需要。
2)在GIS平台上的洪水仿真算法的研究。
主要是通过计算机技术，图像处理技术与三维仿真技术，在GIS平台上对洪水演进过程进行可视化模拟，将综合模型的计算结果充分的反映到信息平台上。
3)信息化系统平台的设计与实现。
通过信息化技术，设计和构建洪水演进仿真信息管理平台，通过系统集成的方式将洪水演进仿真和信息化管理进行结合，发挥GIS系统的特点，将理论模型应用到实际工作中去。
本文的主要创新成果：
1)研究区域特定地形因素研究
对所研究区域的河道，地形，降雨量，汇流情况进行调研研究，确定河道洪水演进的各类影响因子。
2)圣维南方程的研究与改进，构建洪水演进模型
对圣维南方程进行简化和改进，确定区域洪水影响因子的影响，从理论上描述该区域内洪水演进的过程。
3)数据反演，获取当前模型合理参数，构建实际模型
根据实际观测参数，使用极大似然法，马斯京根法等算法，对修改后的圣维南方程进行数学反演，获取当前模型合理参数，完成洪水演进模型的构建。由于圣维南方程组目前在数学上尚无解析解法，因此在实践运用中则会进行一些简化处理，用近似法求解。
4)建立三维可视化平台
通过洪水演进模型的计算结果，在三维平台中，构建三维洪水演进系统，将洪水演进过程实现可视化。
总的来说，本文的工作是对洪水发生过程的一次全方位的研究和探讨，将洪水仿真理论和实际应用相结合的一次新的尝试。结果证明，本研究对洪水演进过程的仿真，洪水预警决策，防洪信息系统的构建是成功和具有一定实用价值的。
Facing to the topic of in the flood forecasting and simulation,a detailed and broaddiscussion and research are made in the paper.Analyzing influential factors from allaspects,collecting relative data,design and implement an river flood model.
Otherwise,based on the river flood model and GIS platform,new floodslmulation arithmetic is design for simulation system.According to that,the floodmodel is able to implement and display on the 2D & 3D visual platform.Finally,withinformation technology,GIS,3D simulation and other relative requirement in dailywork,a flood simulation and information management system is designed andrealized,which create a new platform of simulation and information management.
Contents of the research arc mainly contain 3 parts in the paper:
1)Research and design of river flood model.The model mainly includes 3 steps:analyzing influential factors,model design and model compute.The paper made adeeply research on these points,optimizes and integrates relative factors and designs theflood model in theory.
2)Research flood simulation arithmetic based on GIS platform.Arithmetic' researchincludes computer application,image processing,3D simulation and others relativetechnologies.It is aim to display the flood model on the GIS platform and realizevisualized flood simulation.
3)Design and implement of flood simulation information management system.According to the thinking of system integration,flood simulation and informationmanagement are combined to one platform.With the GIS's advantage,lead thetheoretical model to practical application.
Mainly Innovative results as follow:
1)Research on the flood region's influential factors.
Research on the flood region's river way,terrain,rainfall,conflux etc.,define necessary influential factors.
2)Improve on the Saint-Venant Equations,design river flood model.
Improves on the Saint-Venant Equations,design river flood model,describes thecourse of river flood in theory with the influential factors.
3)Define parameters and construct available flood simulationmodel.
With the necessary influential factors,deal with the Saint-Venant Equations byMaximum-likelihood Method and Mskingum Method.Predigest parameters and get thesuitable way to gain result of model.
4)Implement 3D visual platform
With the result form river flood model,implement river flood simulation system in3D platform.Take the flood course on the information management system.
In all,the work of paper is a general research and discussion to flood.It is a newattempt to combine flood simulation theory and practice application.The study proves thatthe work is valuable and successful to flood simulation,flood forecasting and floodinformation system's implement.
引文
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