【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。本文選取三個不同國家地區(qū)的研究闡述了地理空間信息技術(shù)在水資源問題上的應(yīng)用,圍繞三種發(fā)生在不同國家地區(qū)(美國,日本和中國)的水相關(guān)災(zāi)害進行了評估及減災(zāi)研究。 在美國東南地區(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)星影像對湖水面積在干旱期間的變動進行了研究,論述了非監(jiān)督分類水面積方法,并提出了基于α的改進水指數(shù)方法。結(jié)果表明非監(jiān)督分類法對于所研究區(qū)的水體面積具有較好的分類效果,流域上游湖泊相對下游湖泊湖水面積對干旱變化更為敏感。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)后損失快速評估的技術(shù)路線。結(jié)果表明僅福島地區(qū)海嘯總淹沒區(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)淹沒面積。在中國衡水的水資源危機研究中,針對水量和水質(zhì)不足雙重問題設(shè)計了中水回用系統(tǒng),并圍繞著該系統(tǒng)設(shè)計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)的管理和運行,用以保障該系統(tǒng)正常運營,發(fā)揮社會、經(jīng)濟、環(huán)境效益,促進社會可持續(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)對于評估水資源相關(guān)災(zāi)害,應(yīng)對水資源危機具有良好的效果。因此,廣泛使用地理空間信息技術(shù)應(yīng)是未來我國水資源問題的核心支撐技術(shù)之一。
【圖文】：

斯加/愛荷華邊界附近泛濫成災(zāi)，通過對洪水前后的 Landsat 對地觀測衛(wèi)星圖對比分析，及時了解水位的變化和洪水的情況，美國政府依據(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 圖 1-1 ， 網(wǎng) 址ttp://remotesensing.usgs.gov/feature/description.php?id=233）。在我國年來的多次重大自然災(zāi)害評估中，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)動態(tài)監(jiān)測柬埔寨大水和湄公河洪水[7]。1998年長江流域的特大洪水，光譜遙感對災(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 2003 年鄱陽湖洪水進行遙感研究[9]。王世新等在汶川震后利用多種遙感手段監(jiān)測到唐家山堰塞湖在震區(qū)分布，并據(jù)此作出危險性評，為堰塞湖問題決策作出重大貢獻，挽救了難以估量的生命財產(chǎn)損失[10]�？梢�/紅外遙感最大的問題就是無法穿透云層，在晴朗無云的條件下，，應(yīng)用可見光/外遙感識別淹沒區(qū)，方法比較直接而且效果較好。

第一章 水資源問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，這些方法在我國也得到了廣泛應(yīng)用和進一步發(fā)展。圖 1-2 顯示了美國國家干旱監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，該系統(tǒng)通過不同衛(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)最后生成一個統(tǒng)一的美國國家干旱監(jiān)測指標(biāo)圖(U.S. Drought Monitor)。遙感可以說是大面積干旱監(jiān)測最為重要的手段。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：P208;TV213.4

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本文編號：2613078