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题名	基于GIS和数值天气预报的区域泥石流预报辅助决策支持系统——以西南三省一市为例
作者	高克昌
学位类别	博士
答辩日期	2006
授予单位	中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所
授予地点	成都
导师	崔鹏 ; 韦方强
关键词	泥石流 短期预报 地理信息系统 数值天气预报 西南地区
学位专业	自然地理学
中文摘要	在目前泥石流预报研究不成熟，泥石流预报在理论和方法上还处于探索阶段，实用化的技术还没有较大突破的背景下，本项研究以地理信息系统作为技术手段，结合数值天气预报在泥石流预报中的应用，探讨区域泥石流预报理论、方法和实用技术，以期为区域尺度的泥石流预报研究和业务化提供支持。研究从分析目前阻碍泥石流预报技术业务化、实用化，导致泥石流预报复杂的因素入手，梳理和归纳了区域泥石流预报的理论和方法。针对当前气象科学中数值天气预报飞速发展的现状，提出了直接利用数值预报降水产品结合气象台站的观测降水数据作为泥石流预报的动态因素，以泥石流孕育的环境背景各要素作为泥石流预报中的相对静态因素，建立雨-地耦合的区域泥石流预报模型，进行区域泥石流预报的思路。选择了我国泥石流灾害分布集中、危害最为严重的西南三省一市（云、贵、川、渝）作为典型研究区域，详细分析泥石流与各因素之间的关系，并通过建立数量化模型定量描述这种关系。在此基础上以物元分析理论为数学基础，构建了西南地区区域泥石流可拓预报模型。最后，为了使区域泥石流可拓预报模型真正具有实用价值，实现逐日的业务运行，在目前功能最为强大的GIS软件ArcGIS Desktop平台上开发了区域泥石流预报辅助决策支持系统。通过该项研究，取得了以下结论和研究成果：（1）提出并分析了当前制约泥石流预报精度和广泛应用的主要因素：泥石流的复杂性和降水信息的不确定性。（2）以云南、贵州、四川、重庆共约114.2万km2的大区域作为区域预报研究的典型区，建立了泥石流预报基础数据库，包括1：25万地形图，1：50万地质数据，1：10万土地利用数据，7024条泥石流沟数据以及泥石流历史灾害数据。（3）建立了雨-地耦合的区域泥石流可拓预报模型，并利用建立的数据库中丰富的信息，确定了预报模型中的各类参数，建立了研究区泥石流预报标准物元模型。（4）利用最新一代数值天气预报模式（WRF）提供高分辨率的天气预报产品，空间分辨率为3km×3km，时间分辨率为1h，同时使用降水实时观测数据，为泥石流预报提供多源气象数据，并在GIS环境下实现了对多源气象数据的直接读取、分析和利用，实现了多源数据的无缝集成。（5）将地理信息系统与区域泥石流业务预报相结合，利用COM技术和ArcObject组件开发技术建立了西南地区泥石流预报辅助决策支持系统，实现了泥石流灾害的全自动预报。（6）针对云贵川渝地区的特点，形成了一套基于GIS的数据采集→空间数据库建立→评价指标体系选择和权重确定→预报模型建立→泥石流预报地理信息系统开发→系统逐日业务运行和应用，较为完整的区域泥石流预报的研究技术路线、方法和工作流程。这套工作方法和技术体系对于我国其它泥石流高发区，也具有参考借鉴价值。通过研究，在以下几个方面有所创新：（1）提出介于统计预报和机理预报之间的泥石流成因预报原理和方法，该类原理和方法尤其适用于大尺度区域短期泥石流预报；（2）首次将高空间分辨率（约3km×3km）和高时间分辨率（1h）的数值天气预报（WRF）产品应用于大区域泥石流预报实践，并实现了自动化读取和智能化分析处理；（3）利用GIS同时将实时更新的气象降水数据和大尺度区域地面环境信息结合于区域泥石流可拓预报模型中，建立了可应用于业务化运行的基于GIS和NWP技术的大区域短期泥石流预报方法，实现了泥石流灾害的全自动、无缝隙滚动预报； （4）首次以西南地区为研究区，利用丰富的基础数据、泥石流灾害事件信息构建了具体的西南地区泥石流预报标准物元模型，研究开发了西南地区短期泥石流预报辅助决策支持系统，实现了西南地区泥石流短期预报业务的逐日不间断运行。与同尺度泥石流预报相比，分辨率和预报精度都有了显著提高。
语种	中文
学科主题	自然地理学
公开日期	2010-10-22
分类号	P45;P40
内容类型	学位论文
源URL	[http://ir.imde.ac.cn/handle/131551/2311]
专题	成都山地灾害与环境研究所_成都山地所知识仓储（2009年以前）
推荐引用方式 GB/T 7714	高克昌. 基于GIS和数值天气预报的区域泥石流预报辅助决策支持系统——以西南三省一市为例[D]. 成都. 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所. 2006.

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