發(fā)布時間：2020-10-01 19:32

　　 中國自然災(zāi)害頻頻發(fā)生,山洪災(zāi)害是自然災(zāi)害中影響較大的一種,因此開展山洪災(zāi)害預(yù)警服務(wù),已成為各級政府在防汛抗災(zāi)中面臨的重要任務(wù)之一。因為當(dāng)一定的時間段內(nèi)區(qū)域的面雨量達(dá)到或超過某個臨界值時就會造成洪澇災(zāi)害,所以山洪災(zāi)害預(yù)警最重要的手段就是致災(zāi)臨界雨量的分析計算。本文致力于有效確定研究區(qū)域的致災(zāi)臨界雨量,更好地為山洪災(zāi)害預(yù)警預(yù)報提供技術(shù)支持。本文構(gòu)建了兩個確定致災(zāi)臨界雨量的模型:第一個是確定致災(zāi)臨界雨量的線性回歸模型;第二個是確定致災(zāi)臨界雨量的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。回歸模型的主要思想是首先利用FloodArea模型對研究區(qū)域進(jìn)行山洪淹沒的模擬,通過預(yù)警點實際淹沒數(shù)據(jù)與模擬淹沒數(shù)據(jù)的對比,對FloodArea模型的輸入?yún)?shù)進(jìn)行一定的調(diào)整。然后利用修正的FloodArea模型和統(tǒng)計相結(jié)合的方法構(gòu)建預(yù)警點在不同的小時雨量分配方式下累積面雨量與淹沒水深的線性回歸模型,從而計算出預(yù)警點在不同小時雨量分配方式下的致災(zāi)臨界雨量值。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的主要思想是基于FloodArea模型對研究區(qū)域模擬的淹沒數(shù)據(jù),對淹沒水深進(jìn)行多尺度分析,把降雨量、地形坡度、地形起伏度、地形糙度、數(shù)字高程值以及平面曲率這六個因素作為淹沒水深的影響因素,來擬合淹沒水深與這幾個影響因素間的關(guān)系。本文首先利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擬合,但由于擬合誤差較大,所以本文提出了利用遺傳算法優(yōu)化雙層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),經(jīng)過多次訓(xùn)練達(dá)到較好的預(yù)測效果。GA-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型不僅可以預(yù)測研究區(qū)域內(nèi)每個地點在給定降雨量下的淹沒水深,還可以得到研究區(qū)域內(nèi)每個地點的致災(zāi)臨界雨量值,從而對研究區(qū)域進(jìn)行有效的山洪預(yù)警。最后本文將線性回歸模型與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型應(yīng)用到湖南省安化縣致災(zāi)臨界雨量的確定,對安化縣山洪災(zāi)害的預(yù)警預(yù)報提供了技術(shù)支持。
【學(xué)位單位】：湖南師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TP18;TV87;X43
【部分圖文】：

內(nèi)各個相鄰的雨量站連接起來，然后我們作研宄區(qū)域內(nèi)每兩個雨量站之間連線的逡逑垂直平分線，因此這些連線就把整個研宄區(qū)域劃分成為若千多邊形，每個雨量站逡逑都位于唯一一個泰森多邊形內(nèi)。圖２－１給出了研宄區(qū)域的垂直平分多邊形，即泰逡逑森多邊形，假設(shè)研宄區(qū)域的總面積為」，每個泰森多邊形的面積為則每個雨逡逑量站的權(quán)重系／？為：逡逑NB十＝１，２，３，４逡逑且逡逑Ｐ邋＝邋ｆｊｈ＋ｆｉＰ）—邋—邋－ｆ，，Ｐｎ邐（２－３）逡逑式（２－３）中，凡是研究區(qū)域內(nèi)各個雨量站同一時期的降雨量，尸是逡逑研宄區(qū)域的平均雨量。逡逑泰森多邊形被廣泛的應(yīng)用到各種領(lǐng)域，并進(jìn)行各種分析工作，尤其是統(tǒng)計分逡逑析、定性分析以及鄰近分析等等。例如，在泰森多邊形內(nèi)，如果我們知道了區(qū)域逡逑內(nèi)的離散點的數(shù)據(jù)，我們就可以對泰森多邊形區(qū)域的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和計算，同樣逡逑±也

第一列指的是時間（ｈ），第二列指的是每小時對應(yīng)的Ａｒｅａ模型計算原理逡逑ｒｅａ＾＂”是德國的Ｇｅｏｍｅｒ公司在２００１年公開發(fā)布的洪水淹新了數(shù)十次版本并且廣泛應(yīng)用于２０多個國家的科研、國外，ＦｌｏｏｄＡｒｅａ被廣泛地應(yīng)用于洪水淹沒的模擬以及制圖等方面。ＦｌｏｏｄＡｒｅａ是ＡｒｃＧＩＳ軟件系統(tǒng)的一個擴(kuò)展完全集成在ＡｒｃＧＩＳ桌面圖形用戶界面中。逡逑ｅａ的主要用途是計算洪水的淹沒水深與范圍，它共有３式，其主要思想是認(rèn)為水是從整個河道網(wǎng)格輸入到模產(chǎn)生變化，但是在模擬過程當(dāng)中水位是相對不變的；第１４逡逑

Ａ逡逑．邐■邐＿邐■邐Ｒ／＾邐——，＾——Ｒ／圖２－４邋ＦｌｏｏｄＡｒｅａ模型計算洪水匯流示意圖逡逑洪災(zāi)害最為直觀的反應(yīng)就是其淹沒的范圍和深度，ＦｌｏｏｄＡｒｅａ模環(huán)境下運行，充分利用了邋ＧＩＳ?xùn)鸥駭?shù)據(jù)在水文－水動力學(xué)建模中邋ＧＩＳ與水文－水動力學(xué)模型的數(shù)據(jù)融合，可以動態(tài)模擬洪水淹沒反映了淹沒范圍和深度。逡逑ｌｏｏｄＡｒｅａ模型淹沒模擬過程逡逑ｏｏｄＡｒｅａ模型淹沒模擬步驟如下：逡逑一步：輸入研究區(qū)域的數(shù)字高程模型ＤＥＭ、降雨過程權(quán)重文件以及，如圖２－５所示：逡逑ａ］）；邋Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｆｌｏｏｄｅｄ邋ａｒｅａ逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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4 孫t

本文編號：2831911