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防灾减灾领域GIS再显威

洪水是指江河水量迅猛增加及水位急剧上涨的自然现象,日本是洪水及其它水灾频发的国家之一。如何才能在灾害发生之前做出精确的洪水预报,是日本政府和民间力量一直在思考和想要解决的问题,因此经年累月地积累了降雨径流历史数据及集水区容量实时数据。

洪水泛滥对水库大坝、河堤等会造成很大冲击,很容易发生洪水溢出、溃坝、破堤等严重的灾害性破坏。如果能够预测洪灾的发生,推测洪灾有可能造成的溃坝、破堤情况,就可以及早做出防洪措施和发布洪水警报,进而制定切实可行的防洪预案,在灾害发生时大大减少可控损失。

洪水溃坝破堤的计算与分析是一个非常复杂的过程,需要根据洪水到达时间、最大淹没水深、最大流速、淹没持续时间等各种计算因子,按照一定的数学模型进行推演模拟。目前国内外很多研究人员对洪水破堤的计算和分析进行了大量研究,归纳总结出了不少数学模型。同时,洪水与地理信息关系密切,如果把各类数学模型加强与地理信息的结合,人们对洪水的分析、监控、预测防控就会更好更精确。近年来,随着GIS技术的飞速发展,GIS在洪水灾害领域的应用也不断深入,走在信息化前沿的日本也不例外。

防灾减灾领域GIS再显威

下文介绍日本政府在洪水灾害监测方面的应用——洪水泛滥破堤浸水区域检索预测监控系统,该系统由日本超图具体负责构建,日前已通过验收交付使用。

洪水泛滥破堤浸水区域检索预测监控系统主要分为:洪水淹没假定区域数据管理功能模块、洪水淹没假定区域数据巡回收集功能模块、瓦片切割处理功能模块和浸水区域检索Web站点。

其中,数据管理系统和浸水区域Web检索系统两个部分面向系统用户。

数据管理系统主要提供给后台系统管理员以及日本全国中央和地方各级河流管理机构用户,对系统所用数据进行后台处理、确认、发布和管理等。数据管理系统将各河流的数据按照对应的数据模型,计算模拟出假想的河流破堤点;根据破堤后浸水区域10m*10m的格网浸水深信息,制作出相应专题图图层,然后切割成相应尺寸多比例尺瓦片数据,并将破堤后各格网内浸水时间变化信息存储于数据库中。

浸水区域Web检索系统是日本政府提供给民众使用的。民众可通过各种客户端实时查询浏览相关洪水破堤浸水灾害信息。在2015年春天,就可以实时准确的查找任意地点的水灾预测信息,了解洪水泛滥、淹没的动态信息,查看河流水文监测点的实时监测信息等,以便及时应对可能存在的灾害影响。

数据巡回收集模块和瓦片切割处理模块将分别嵌入在数据管理和Web检索系统中。巡回工具定期按照各级河流管理机构的设定,自动到各地方服务器中搜取成果数据上传到系统服务器,进行数据重组和后续处理。瓦片切割工具主要采用SuperMap Objects .Net组件,进行洪水淹没浸水深专题图的制作、切割瓦片处理等操作。

数据管理后台控制系统

主要包括数据的登录、数据处理、数据确认发布等功能。

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Web检索系统主界面

检索界面提供常规的地图基本操作,同时用户可以按照地址、住所、设施、坐标等查询参数,检索对应条件下所在位置的洪水泛滥和影响情况。

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河川破堤点检索查询显示

检索查询后,对所检索位置有影响的假象破堤点的显示,以及相关功能模块的控制处理。

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川破堤点最大浸水范围示意图

选择某一破堤点时可以浏览此破堤点所淹没的最大浸水范围。

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河川破堤点最大浸水深专题图显示

破堤点的最大浸水区域图和最大浸水深专题图之间可以任意切换显示。

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河川破堤点洪水淹没动画播放

破堤点洪水淹没情况可以按照时间的推移动态变化显示。

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河川破堤洪水淹没浸水深时间变化趋势图

检索地点所对应的洪水淹没水深信息、标高、浸水动态变化时间信息等统计图显示。

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河川破堤点关联水文观测所实时水位信息图

河川破堤位置附近关联水文观测所实时水位监控信息显示。

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系统支持各种智能终端的显示查询

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日本是一个自然灾害频发的国家,所以在防灾、减灾领域有丰富的经验,相关的灾害预测监控系统建设也会比较完善和实用。在日本,防灾、减灾已成为百姓的普遍意识,政府则为此提供及时有用的系统和信息。2011年东日本大地震后,日本政府在防灾领域不断加强投入,日本超图从2014年起把系统开发工作的重点转移到与防灾有关的GIS领域以及与空间信息有关的防灾领域,已成功承接政府和国家级研究所委托的数个相关项目。

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