城市智能型防洪减灾决策支持系统研究

摘要

针对当前中国城市防洪减灾研究领域中所面临的一系列问题,从系统分析的角度出发,运用现代管理科学的理论和方法,探讨了城市智能型防洪减灾决策支持系统的理论和方法,并对系统中的有些问题进行了深入细致的研究.其主要研究内容和成果如下:1.针对城市防洪减灾决策时间的紧迫性和决策所需信息的不完全性及不确定性等特点,在防洪减灾DSS基础上利用人工智能中的专家系统、人工神经网络和地理信息系统设计出城市智能型防洪减灾决策支持系统的理论框架.2.分析了城市洪水灾害系统中承灾体、致灾因子和孕灾环境之间的作用,针对城市洪水灾害形成的复杂性,对城市洪水灾害的成因机理进行了深入的、全面的分析和研究,得出结论:气候因子的年际变化异常虽然是城市洪水灾害的直接影响因子,但人类的社会经济活动对自然环境的改变是造成城市洪水灾害增加的最主要的原因.3.提出了基于遗传算法的神经网络洪水流量的预测模型,该模型综合遗传算法和神经网络的优点,有效地提高了预测精度和速度,为洪水流量预报问题提供了一种新的方法.4.提出了基于GIS的河道、蓄滞洪区洪水演进可视化仿真技术原理与方法,分析了洪水演进可视化模型的建立过程,设计出河道、蓄滞洪区洪水演进系统的总体结构及开发模式,并介绍了系统具体功能的实现.5.对影响城市洪灾损失的因素进行了系统分析,并从城市可持续发展的角度对城市洪灾的损失进行分类.提出了城市洪灾各种损失函数的概念,并分析了这些函数的性质,建立了各种损失的预测模型.6.分析了城市防洪减灾决策方案优化的众多影响因素,在此基础上把模糊优选神经网络模型应用到城市防洪减灾方案优化中,并建立了城市防洪减灾方案优化模型.

目录

文摘

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第一章概述

1.1引言

1.2城市洪水灾害概述

1.2.1洪水的概念

1.2.2洪水灾害

1.2.3城市成灾暴雨和洪水灾害的类型

1.2.4城市洪水灾害的特点

1.3城市洪水灾害的研究背景和意义

1.3.1城市防洪减灾研究的背景

1.3.2城市防洪减灾研究的意义

1.4城市防洪减灾的研究进展及现状

1.4.1洪水灾害理论研究

1.4.2洪水监测研究

1.4.3关于洪水预测研究

1.4.4损失评估方法研究

1.4.5防洪最优决策方法研究

1.4.6决策支持系统研究

1.5本文研究的主要内容

第二章城市智能型防洪减灾决策支持系统的总体框架设计

2.1引言

2.2决策支持系统、智能决策支持系统及在城市防洪减灾中的应用

2.2.1 DSS的概念及其结构

2.2.2智能决策支持系统

2.3城市防洪减灾决策问题的系统分析

2.3.1城市防洪减灾决策及其特点

2.3.2系统决策过程分析

2.4城市智能型防洪减灾决策支持系统的设计的目的和原则

2.4.1城市智能型防洪减灾决策支持系统的设计目的

2.4.2城市智能型防洪减灾决策支持系统设计的原则

2.5城市智能型防洪减灾决策支持系统的总体框架设计

2.5.1防洪减灾决策支持系统

2.5.2系统分析

2.5.3系统的功能

2.5.4系统的总体框架结构

2.6本章小结

第三章城市洪灾成因机理的系统分析

3.1引言

3.2城市洪水灾害系统的组成及特征

3.2.1城市洪水灾害系统的组成

3.2.2城市洪水灾害系统的特征

3.3城市洪水灾害的自然生态环境成因分析

3.3.1洪水自然生态系统的异常状态与运动

3.3.2城市洪水灾害的自然因素成因

3.3.3城市洪水灾害自然生态系统之间的相互作用

3.4城市洪水灾害的社会经济成因分析

3.4.1掠夺性垦殖土地对城市洪水灾害的影响

3.4.2社会经济活动对城市洪水灾害的影响

3.5本章小结

第四章基于GA的ANN优化预测模型及在水文预报中的应用

4.1引言

4.2神经网络的基本理论及其在水文预报中的应用

4.2.1神经网络的基本理论

4.2.2神经网络在水文水资源中的应用

4.3遗传算法及其应用

4.4基于遗传算法的神经网络模型在流量预测中的应用

4.4.1流量预测的前馈型神经网络—BP模型及其算法

4.4.2遗传算法模型

4.4.3基于GA的神经网络BP模型在流量预测中的应用

4.5应用实例

4.6本章小结

第五章基于GIS的河道、蓄滞洪区洪水演进动态可视化仿真研究

5.1引言

5.2基于GIS的可视化仿真原理与方法

5.2.1可视化仿真的基本概念

5.2.2基于GIS的可视化仿真技术

5.3河道、蓄滞洪区洪水演进动态可视化仿真系统设计

5.3.1河道、蓄滞洪区洪水演进动态可视化过程分析

5.3.2洪水演进动态可视化系统总体结构设计

5.4河道、蓄滞洪区洪水演进模型的建立

5.4.1河道洪水演进仿真的数学模型

5.4.2蓄滞洪区洪水演进仿真的数学模型

5.4.3河道、蓄滞洪区洪水演进三维动态可视化仿真模型

5.5洪水演进三维动态可视化系统的开发模式及实现技术

5.5.1系统开发模式

5.5.2基于GIS的洪水演进仿真数据可视化获取与表达

5.5.3洪水演进三维动态演示的实现技术

5.6应用实例

5.7本章小结

第六章城市洪水灾害损失预测模型研究

6.1引言

6.2城市洪水灾害损失的分类

6.2.1经济损失

6.2.2洪灾对政治社会的影响

6.2.3洪灾对生态环境的影响

6.3城市洪水灾害损失的影响因素

6.3.1城市洪灾损失影响因素的确定

6.3.2影响因素的变化趋势及对洪灾损失的影响分析

6.4城市洪灾损失的预测模型

6.4.1城市洪灾直接经济损失预测模型

6.4.2间接经济损失预测模型

6.5本章小结

第七章城市防洪减灾多目标决策模型研究

7.1引言

7.2城市防洪减灾方案的最优决策过程分析

7.2.1城市防洪减灾的措施

7.2.2防洪减灾最优决策过程分析

7.3城市防洪减灾方案评价指标体系的建立

7.4城市防洪减灾方案多目标决策模型的建立

7.4.1模糊优选BP神经网络的正向决策模型

7.4.2模糊优选BP神经网络决策反馈的权重调整模型

7.4.3模糊优选BP神经网络的动态决策过程

7.5模糊优选神经网络模型在城市防洪减灾方案优化中的应用

7.5.1利用模糊优选BP神经网络模型对城市防洪减灾方案优化的步骤

7.5.2应用实例

7.6本章小结

第八章结束语

参考文献

攻读博士学位期间发表的论文及参加的科研项目

附录

致谢