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第十二届"挑战杯"全国大学生课外学术科技作品竞赛
作品申报书
作品名称：
学校全称：
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（集体名称） ：
类别：
暴雨洪涝灾害预报预警服务系统
成都信息工程学院
刘晨雨
□自然科学类学术论文
□哲学社会科学类社会调查报告和学术论文
■科技发明制作 A 类 □科技发明制作 B 类
报送方式：
■省级报送作品
□高校直送作品
2、
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作品简介
洪涝灾害是当今世界上给人类带来损失最大的自然灾害之一。我国是洪涝灾害的
重灾区， 世纪 90 年代以来，
20 由洪涝灾害带来的经济损失占全部自然灾害损失的 62%，
相当于同期 GDP 的 1.55%。我国的灾害性洪水主要由暴雨形成，夏季暴雨灾害多为季
节性暴雨。甘肃省陇南地区是我国西北部暴雨灾害的一大重灾区，其降水具有面积小、
强度大的特点，每年均发生不同程度的暴雨洪涝灾害，造成
3、巨大的经济损失。构建暴 雨洪涝灾害预报预警系统，为政府提供实时、直观的暴雨预报预警服务，在防灾减灾
方面具有重要意义。
系统以甘肃陇南地区为例，在 C#平台上通过 ArcGIS Engine 进行二次开发，以历
史气象资料和天气预报产品为基础，分布式水文模型 SWAT 为核心，对陇南地区的河
道径流量进行模拟，分析出现堰塞湖时的上游水位情况，并提供三小时暴雨等级预警
服务。系统从暴雨数据读取、SWAT 水文模型径流模拟、洪水淹没模拟，到预报预警
的二、三维显示与输出，实现了数据、模型、模拟、二三维显示的一体化、智能化全
功能服务。
u 系统功能
4、
² 基础数据模块
系统在二维或三维显示模式下加载基础数据（包括气象数据、土壤数据、
地形地貌数据、道路河网数据以及高分辨率遥感影像），可进行放大缩小、三
维旋转、飞行浏览、查询属性信息等操作。
² 气象数据模块
支持历史与预报气象信息的导入、查询、编辑和修改等功能。
² 径流模拟模块
根据导入的实测（预报）降水、气温信息，通过 SWAT 模型，系统可自动
或手动对每条河道进行径流量模拟，并以不同粗细、不同颜色线条展示径流量
大小，也可通过点击查询或图表形式给出各条河流的模拟径流量数值。
² 洪水模拟模块
出现堰塞湖时，用户选择某河段的堵塞
5、位置以及堵塞日期，生成堵塞后的
河道水深折线图，模拟河道水位上涨过程并预测溢出时间，对堵塞后的上游危
险区域进行预报。
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² 暴雨预警模块
系统自动读取三小时降水预报数据，生成降水状况的柱状专题图和时间序
列折线图，根据雨量大小生成县级暴雨等级专题图，针对不同等级的暴雨灾害，
给出决策建议。
u 创新性
² 分布式水文模型 SWAT 是在空间信息技术发展基础上形成的基于物理过程的
径流模拟模型，具有较高的准确性和科学性，本系统将其脱离以往平台 ArcGIS
（或 Ar
6、cView），嵌入自行开发的系统软件，克服 SWAT 模型在 ArcGIS 平台
下分步骤繁琐运行的缺点，实现径流量的快速模拟
² 开发前期进行大量数据处理，建立天气发生器、土壤数据库等，令软件自带陇
南地区相应信息，使用户只需更新日降水、气温数据即可运行 SWAT 模型，
实现"傻瓜式"操作
² 添加三维洪涝灾害显示功能，使用户可针对不同需求进行二三维切换，得到立
体形象的洪涝灾害情景。
u 科技性
² 系统中嵌入分布式水文过程模型 SWAT 模型，程序设计相应参数接口，通用
性、智能化水平高。
² 将气象、水文、地形地貌等数据与水文径流模型、暴雨预报预警等应用模型耦
合，利用 GIS 空间分析及可视化技术实现了水文径流模拟、暴雨预报预警的二
三维直观展示。
u 社会价值
² 对洪水进行预报，预先了解洪水的影响范围和程度，避免不必要的财产损失及
人员伤亡
² 对各县进行暴雨预警，提供决策方案，便于相关部门安排工作，降低次生灾害
所造成的损失
² 通过叠加基础数据，为防灾减灾决策制定提供科学依据
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