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数字地球上的洪水、林火灾害建模与表现

曹叡  
【摘要】:现代社会的迅速发展使人口的增长速度越来越快、密度越来越高,如果发生洪水、林火灾害而又缺乏对受灾地域模拟预测有效的手段,会造成更加严重的损失。目前大多数研究是基于二维地理信息系统中的特定区域,不能为全局性决策以及损失评估提供服务。现阶段关于模拟洪水、林火灾害的研究已经取得了较大的进展,以数字地球为代表的三维地理信息系统也更加成熟,这些技术为本文的研究提供了有力支持。 本文旨在构建适用于全球非特定区域上的洪水、林火灾害模型。围绕数字地球上灾害的模拟与表现,本文主要工作和研究成果包括以下几个方面: 提出了一种三维数字地球上计算域的提取方法。本文在数字地球上构建了简化后的计算网格模型;为减少计算量,提出了计算域的提取方法。 构建了一种基于数字地球的二维洪水演进模拟及表现模型。在深入研究水力学二维洪水数值模拟技术的基础上,以数字地球平台为基础,本文构建了二维洪水演进的数值模型,并模拟了洪水演进。 提出了一种基于DEM的洪水淹没表现算法。为比较快捷地计算出洪水的淹没范围,本文对洪水淹没模型进行了合理的分析,提出了一种洪水淹没表现算法。该算法能够较快地与受淹区地理信息进行叠合分析,求取灾害评估数据。 实现了林火灾害的蔓延模拟与表现。基于数字地球平台性能要求和现有条件,在保证精度的前提下,本文设计并实现了一种林火蔓延模拟及表现模型,并进行了实验模拟。 设计并实现了一个洪水、林火灾害建模与表现的原型系统。系统实现了用户交互、模拟表现、接口预留等功能,既对本文提出的关键技术和方法进行了实验验证,也为部队应急值班提供了有效支持。 综上所述,本文以三维数字地球平台为基础,构建了适用于全球非特定区域上的洪水、林火灾害模拟表现模型,为相关实际应用打下了基础。


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