【摘要】：水是維系人類生存和發(fā)展的重要資源,是人類可持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。但是水資源非正常的發(fā)生頻率、空間配置和總量及質(zhì)量直接影響到人類的正常生活,干旱、洪水、水資源污染、缺水等異常水資源現(xiàn)象嚴(yán)重威脅社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。 地理空間信息技術(shù),包括遙感術(shù)、地理信息系統(tǒng)和決策支持系統(tǒng)等技術(shù)及其結(jié)合,是減輕水資源災(zāi)害的重要工具和手段,是建立在空間地理水文信息基礎(chǔ)上的強(qiáng)大分析決策管理工具,能在減災(zāi)中發(fā)揮幫助快速、準(zhǔn)確決策的作用。本文選取三個(gè)不同國(guó)家地區(qū)的研究闡述了地理空間信息技術(shù)在水資源問(wèn)題上的應(yīng)用,圍繞三種發(fā)生在不同國(guó)家地區(qū)(美國(guó),日本和中國(guó))的水相關(guān)災(zāi)害進(jìn)行了評(píng)估及減災(zāi)研究。 在美國(guó)東南地區(qū)的干旱中,由于湖水面積理論上可以作為較好的水文指標(biāo),論文使用了Landsat衛(wèi)星影像對(duì)湖水面積在干旱期間的變動(dòng)進(jìn)行了研究,論述了非監(jiān)督分類水面積方法,并提出了基于α的改進(jìn)水指數(shù)方法。結(jié)果表明非監(jiān)督分類法對(duì)于所研究區(qū)的水體面積具有較好的分類效果,流域上游湖泊相對(duì)下游湖泊湖水面積對(duì)干旱變化更為敏感。因此基于遙感的圖像解析可以反映重要水庫(kù)湖泊受干旱影響的的面積變化情況。在2011年日本東北沿海特大海嘯災(zāi)后評(píng)估中,使用Landsat衛(wèi)星影像及數(shù)字高程模型作為研究工具,揭示了該區(qū)域受災(zāi)總面積及受災(zāi)影像嚴(yán)重性的空間分布及農(nóng)業(yè)受損情況,提出了重災(zāi)區(qū)災(zāi)后損失快速評(píng)估的技術(shù)路線。結(jié)果表明僅福島地區(qū)海嘯總淹沒(méi)區(qū)面積約為62.1平方公里,其中農(nóng)業(yè)損失總面積約為3442公頃。結(jié)果表明日本的近震中沿海地平區(qū)域受海嘯沖擊最為強(qiáng)烈,遙感與地理信息系統(tǒng)結(jié)合可以較好地模擬災(zāi)害區(qū)淹沒(méi)面積。在中國(guó)衡水的水資源危機(jī)研究中,針對(duì)水量和水質(zhì)不足雙重問(wèn)題設(shè)計(jì)了中水回用系統(tǒng),并圍繞著該系統(tǒng)設(shè)計(jì)了基于地理信息系統(tǒng)的決策支持系統(tǒng)用于輔助該系統(tǒng)的管理和運(yùn)行,用以保障該系統(tǒng)正常運(yùn)營(yíng),發(fā)揮社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益,促進(jìn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。 以上研究結(jié)果表明使用遙感、地理信息系統(tǒng)及空間決策支持系統(tǒng)對(duì)于評(píng)估水資源相關(guān)災(zāi)害,應(yīng)對(duì)水資源危機(jī)具有良好的效果。因此,廣泛使用地理空間信息技術(shù)應(yīng)是未來(lái)我國(guó)水資源問(wèn)題的核心支撐技術(shù)之一。
【圖文】：

斯加/愛(ài)荷華邊界附近泛濫成災(zāi)，通過(guò)對(duì)洪水前后的 Landsat 對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星圖對(duì)比分析，及時(shí)了解水位的變化和洪水的情況，美國(guó)政府依據(jù)這些資料迅速分 出 水 淹 面 積 ， 重 修 防 洪 堤 控 制 洪 水 ( 研 究 區(qū) 參 見(jiàn) 圖 1-1 ， 網(wǎng) 址ttp://remotesensing.usgs.gov/feature/description.php?id=233）。在我國(guó)年來(lái)的多次重大自然災(zāi)害評(píng)估中，多光譜遙感技術(shù)都發(fā)揮了重要的作用，例如983 年水利部遙感技術(shù)應(yīng)用中心就用地球資源衛(wèi)星遙感影像調(diào)查發(fā)生在三江平撓力河的洪水，成功地獲取了受淹面積和河道變化的信息。Zhan 等曾利用多MODIS數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)柬埔寨大水和湄公河洪水[7]。1998年長(zhǎng)江流域的特大洪水，光譜遙感對(duì)災(zāi)情分析，救災(zāi)決策發(fā)揮了重大作用[8]。丁莉東等使用了 250 米空分辨率的 MODIS 影像對(duì) 2003 年鄱陽(yáng)湖洪水進(jìn)行遙感研究[9]。王世新等在汶川震后利用多種遙感手段監(jiān)測(cè)到唐家山堰塞湖在震區(qū)分布，并據(jù)此作出危險(xiǎn)性評(píng)，為堰塞湖問(wèn)題決策作出重大貢獻(xiàn)，挽救了難以估量的生命財(cái)產(chǎn)損失[10]�？梢�(jiàn)/紅外遙感最大的問(wèn)題就是無(wú)法穿透云層，在晴朗無(wú)云的條件下，，應(yīng)用可見(jiàn)光/外遙感識(shí)別淹沒(méi)區(qū)，方法比較直接而且效果較好。

第一章 水資源問(wèn)題空間及地理信息技術(shù)概述旱遙感研究方法，例如垂直植被指數(shù)（PVI）、歸一化植被指數(shù)（NDVI）、垂直干旱指數(shù)法（PDI）、全球植被水分指數(shù)（GVMI）等，這些方法在我國(guó)也得到了廣泛應(yīng)用和進(jìn)一步發(fā)展。圖 1-2 顯示了美國(guó)國(guó)家干旱監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，該系統(tǒng)通過(guò)不同衛(wèi)星的定量遙感，分析生成不同土壤植被指數(shù)，這些指數(shù)最后生成一個(gè)統(tǒng)一的美國(guó)國(guó)家干旱監(jiān)測(cè)指標(biāo)圖(U.S. Drought Monitor)。遙感可以說(shuō)是大面積干旱監(jiān)測(cè)最為重要的手段。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：P208;TV213.4

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本文編號(hào)：2613078