基于GIS的辽宁地区积涝预报方法研究.pdfVIP

第 22 卷 第 2 期 气 象 与 环 境 学 报 Vol22 No 2 　　　　　 2006 年 4 月 　 J OU RNAL OF M E TEOROL O GY AND EN V IRON M EN T 　　　　　 April 2006 基于 GIS 的辽宁地区积涝预报方法研究 1 2 3 陆忠艳 　王扬锋 　陈艳英 ( 1 辽宁省气象台 ,沈阳　1100 16 ; 2 中国气象局沈阳大气环境研究所 ,沈阳　1100 16 ; 3 重庆市气象局城市研究中心 ,重庆 　40 1147) 　　摘 　要 　根据辽宁多年平均降水量和径流量资料 ,应用距离权重反比插值法实现了降水的空间扩展 ; 以扩展后的降水资料 为基础 ,利用 SCS 水文模型建立了辽宁积涝预警系统 ,并在 2005 年 8 月一次强降水过程中进行了应用 。结果表明:积涝预警系 统能很好地模拟由于强降水而造成的积涝情况 ,模拟的积水范围和深度与实况基本吻合 。 关键词 　GIS ; 降水 ;插值 ;积涝预报 　　自然灾害在我国发生非常频繁 ,其中由于强降 仅仅依靠 60 个常规气象观测站的定量降水预报远 水而造成的积涝尤为严重 。近十几年来 , 自然资源 远不能满足积涝预报研究的要求 ,这就需要一种切 的开发利用不断扩大 , 国民经济建设飞速发展 ,积涝 实可行的办法来计算无观测站地区的降水量 。在实 出现的频率及其造成的损失也不断地增加 , 因此 ,快 际工作中 ,利用邻近区域的气象站点资料 ,通过空间 速 、准确 、科学地模拟 、预测积涝的淹没范围及深度 , 插值来生成所需区域的气象资料就成为一种解决方 对防洪减灾具有重要意义 。特别是对于一些重点防 法 。常用于空间要素的插值方法有距离权重反 比 洪城市和行蓄洪区 ,如果能够预测积涝的淹没范围 法 、多项式插值法 、克里格法 、样条插值法等 。在这 和水深的分布情况 ,对于预先转移受灾区的生命财 些方法中距离权重反比法最为简便 , 多项式插值的 产 ,减少各种损失具有非常重要的应用价值 ,而且对 物理不是很明确 ,容易得出一些难以解释的值 ;样条 于洪水造成的灾害损失进行评估也是非常有用的。 插值是对一些限定的点 ,通过控制估计方差 ,利用一 ( 本文应用地理信息系统技术 Geograp hic Information 些特征节点 ,用多项式拟合的方法来产生平滑的插 Systems ,简称 GIS) ,根据水平衡原理建立了由于强 值曲线 ,多用于气象要素的时间序列插值 。克立格 降水而造成积涝的气象预警系统 。为市政规划部门 插值方法以能提供最佳线性无偏估计而逐渐被广泛 在规划辽宁地区排水系统时提供气象依据 , 以便提 运用于需要空间插值的诸多领域 。然而 ,所有这些 供更好 、更多的防灾减灾服务 。 方法中并不存在一种所谓的最佳插值方法 。由于气 象要素本身不同的特性 、气象站点数 目及其分布特 1 　辽宁降水的空间扩展 征等的区别以及用途的不同 ,选用一种相对适合又 11 　空间要素的插值方法 大量研究表明: 受经度 、纬度 、坡度 、坡向、海拔 高度等影响 ,局地降水存在巨大差异 ,进一步导致地 表径流等要素的复杂分布 。在研究径流资源模拟和 集水工程的合理规划时 ,需要更加精细 、准确的气象 信息的支持 。定量准确的降水预报技术一直是气象 工作者不断探讨的问题 。随着数值预报技术的发 展 ,在这方面已经取