ArcGIS洪水灾害普查、风险评估及淹没制图丨山洪径流过程模拟及洪水危险性评价丨RUSLE水土流失模拟丨滑坡、泥石流风险普查等应用

目录

①ArcGIS在洪水灾害普查、风险评估及淹没制图中的实践技术应用

②山洪径流过程模拟及洪水危险性评价

③基于ArcGIS水文分析、HEC-RAS模拟技术在洪水危险性及风险评估实践应用

④基于ArcGIS、InVEST与RUSLE水土流失模拟及分析中的实践技术应用

⑤基于遥感与GIS在滑坡、泥石流易发性、危险性、风险评价及普查中的应用

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①ArcGIS在洪水灾害普查、风险评估及淹没制图中的实践技术应用

【目标】：
1.掌握洪水风险区划、防治区划、淹没制图的技术要点；
2.熟练掌握及操作ArcGIS软件进行洪水灾害数据管理、编辑及分析；
3.通过典型案例分析与实战模拟操作相结合，提高ArcGIS软件在洪水风险普查中的应用水平；
4.解答实际工作中遇到的有关技术问题。

一、洪水普查技术规范解读
1.1 全国水旱灾害风险普查实施方案解读
1.2 洪水风险区划及防治区划编制技术要求解读
1.3 山丘区中小河流洪水淹没图编制技术要求解读 

二、ArcGIS介绍及数据管理
2.1 ArcGIS界面及数据加载        
2.2 ArcGIS常见数据格式
2.3 基于Geodatabase的洪水灾害数据库构建
2.4 洪水相关数据的管理           
2.5 ArcGIS文档保存
2.6 洪水普查案例：成果要求的电子数据制作（1）

三、空间数据的转换与处理
3.1 常用地图投影介绍             
3.2 投影变换
3.3 国家2000坐标系及与WGS84、北京54、西安80的坐标转换
3.4 矢量栅格转换               
3.5 CAD、shp、数据库等转换
3.6 点线面数据转换
3.7 洪水普查案例：成果要求的电子数据（2）

四、洪水淹没专题地图制作
4.1 GIS制图简介
4.2 空间数据显示的符号设置
4.3 地图的标注与注记
4.4 洪水淹没专题图布局与整饰
4.5 公里网制作及其它制图技巧    

五、矢量数据的采集与处理
5.1 地理配准
5.2 河道等几何数据数字化与编辑
5.3 河道属性等数据的输入与编辑
5.4 矢量数据基础处理：拼接、裁剪与融合
5.5 河道长度等信息的计算

六、栅格数据的下载与处理
6.1 洪水普查中常用栅格数据介绍
6.2 DEM数据的下载与显示
6.3 遥感数据的下载与显示
6.4 栅格数据基础处理：投影、拼接、裁剪

七、ArcGIS水文分析
7.1 DEM水文分析原理  7.2 DEM填洼、流向和流量分析
7.3 流域范围提取  7.4 河网提取
7.5 子流域提取  7.6 流域几何特征计算
7.7 案例分析+实践操作，完成任务内容

八、ArcGIS洪水分析
8.1 基于ArcGIS的洪水分析流程
8.2 河道纵剖面提取与制图
8.3 河道横断面的截取与处理
8.4 河道横断面剖面提取与制图
8.5 横断面水位流量分析
8.6 案例分析+实践操作，完成任务内容

九、ArcGIS淹没分析
9.1 基于ArcGIS的水库型淹没分析
9.2 水库型淹没分析三维动态显示
9.3 基于ArcGIS的河道型淹没分析
9.4 淹没水深等计算分析
9.5 案例分析+实践操作，完成任务内容

十、项目交流
10.1 参会学员项目中的存在的相关问题进行交流
10.2 自主研发流域调查、洪水分析及淹没分析等软件应用展示

注：请提前自备电脑及安装所需软件。

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②山洪径流过程模拟及洪水危险性评价

瞄准我国山洪降水径流模拟和洪水淹没危险性评价现状，针对我国资料水文稀缺地区，介绍并提出洪水资料增补方法，介绍区域洪水频率分析方法，应用ArcGIS与Hec-RAS软件，并结合实例系统讲解资料稀缺地区的山洪径流过程及洪水危险性评价工作方法。通过学习，可掌握基于ArcGIS的数字流域分析、山洪降水径流建模、Hec-RAS建模及洪水危险性评价技能，并具备将其应用于解决实际问题的能力。

1.洪水淹没危险性评价方法及技术讲解
1.1洪水淹没危险性评价工作步骤及方法
①洪水灾害类型
②洪水灾害：历史、现状及未来
③洪水淹没危险性评价现状

1.2洪水淹没水文-水力学模拟相关知识
①洪水淹没危险性评价方法介绍、发展历史
②基于观测、模型模拟的应用及对比
③常用洪水淹没危险性模拟软件及Hec-RAS简介

2.GIS水文信息提取与分析(基于ArcGIS软件)
2.1河流、流域提取
①填洼
②流向计算
③汇（集）水面积计算
④河流提取
⑤河流分级（干流与支流分析）
⑥流域划分
⑦流域子流域拓扑
⑧流域河网水系提取实例

2.2流域汇流时间计算
①流程长度计算
②河道、山坡流速设定
③流域汇流时间计算
④流域汇流时间计算实例

3.洪水淹没模拟水文分析：洪峰流量估算
3.1山洪降水-径流模拟
①地貌瞬时单位线原理
②面雨量插值
③暴雨-径流计算
④山洪暴雨-径流过程模拟计算实例

3.2洪峰流量序列建立
①观测洪水资料获取途径
②由径流观测资料推求洪水资料
③年最大与超阈值序列构建
④水文站洪峰流量序列建立实例

3.3单站洪水频率分析
①常用洪水频率分布函数
②洪水频率分布参数估计
③单站典型年遇洪峰估算
④洪水频率分析的基本假设与不确定性分析
⑤水文站洪水频率分析实例（推求典型年遇洪水）

3.4区域洪水频率分析
①区域洪水频率分析由来
②常用区域洪水频率分析方法
③基于回归方程的区域洪水频率分析
④区域洪水频率分析实例

4.洪水淹没模拟水力学分析：Hec-RAS实例操作
4.1Hec-GeoRAS模块简介
①GeoRAS软件概述
②GeoRAS软件界面基本操作
③GeoRAS主要模块 

4.2Hec-RAS模块
①RAS软件介绍
②RAS软件界面基本操作
③RAS稳定流和非稳定流模拟

4.3山洪淹没数值模拟实例
实例，掌握以下内容：
①利用观测径流资料进行洪水淹没模拟建模
②确定洪水淹没模拟河段
③收集模拟区地形数据、设定曼宁糙率系数
④设置模拟河段边界及初始条件
⑤稳定流和非稳定流模拟，模型识别和校正
⑥HEC-RAS结果整饰与洪水淹没制图

4.4答疑、讨论
①结合学习内容进行提问
②平时工作中遇到的问题

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③基于ArcGIS水文分析、HEC-RAS模拟技术在洪水危险性及风险评估实践应用

瞄准我国洪水淹没危险性评价需求，重点讲解Hec-RAS及一款基于GIS技术研发的水文学洪水淹没模拟软件，结合实例系统讲解洪水危险性评价工作方法。使技术人员掌握基于Hec-RAS数值模拟及GIS技术的洪水危险性及风险评估评价技能，具备将其应用于解决实际问题的能力。

第一章、洪水淹没危险性评价方法及技术介绍

1.1 洪水危险性及风险评价工作步骤及方法
1.1.1 洪水灾害类型、特点
1.1.2 洪水灾害：历史、现状及未来
1.1.3 洪水危险性评价现重点内容
1.1.4 洪水风险评价现状及重点内容

1.2 洪水淹没水文-水力学模拟相关知识讲解
1.2.1 洪水危险性评价方法讲解
1.2.2 基于观测、模型模拟的应用及对比
1.2.3 常用洪水危险性模拟软件及Hec-RAS
1.2.4 洪水风险评价方法讲解

第二章、基于ArcGIS的水文分析

2.1河流、流域提取【讲解+实操】
2.1.1 填洼
2.1.2 流向计算
2.1.3 汇（集）水面积计算
2.1.4 河流提取
2.1.5 河流分级（干流与支流分析）
2.1.6 流域划分
2.1.7 流域子流域拓扑
2.1.8 流域河网水系提取实例

第三章、基于HecRAS淹没模拟的洪水危险性评价

3.1  Hec-GeoRAS模块【讲解+实操】
3.1.1 GeoRAS 软件讲解
3.1.2 GeoRAS 操作方法及流程
3.1.3 GeoRAS主要模块功能及案例操作

3.2 Hec-RAS模块应用【讲解+实操】
3.2.1 RAS软件讲解
3.2.2 RAS软件操作方法及流程
3.2.3 RAS稳定流和非稳定流模拟

3.3 洪水淹没数值模拟实例【讲解+实操】
实例，掌握以下内容：
3.3.1 利用观测径流资料进行洪水淹没模拟
3.3.2 确定洪水淹没模拟河段
3.3.3 收集模拟区地形数据、设定曼宁系数
3.3.4 设置模拟河段边界及初始条件
3.3.5 稳定流和非稳定流模拟、模型校正
3.3.6 HEC-RAS结果整饰与洪水淹没制图
3.3.7 洪水危险性评估及等级划分

基于HecRAS评估的洪水危险性（蓝色由浅到深一次表示20,50,100年一遇）

3.4 基于GIS技术的洪水危险性评价
3.4.1 基于水文学的洪水淹没制图技术基础
3.4.2 一键式基于水文学方法的洪水危险性评价自动化工具使用方法
3.4.3 一键式洪水危险性评价应用实例

第四章、洪水风险评价综合案例分析应用
基于GIS及淹没模拟的洪水风险评价【讲解+实操】
4.4.1 洪水风险评估数据来源
4.4.2 洪水淹没区内的人口、房屋等统计
4.4.3 洪水风险评估报告撰写

第五章、洪水危险性及风险评估
研讨答疑、讨论
结合培训内容进行提问
平时工作中遇到的问题探讨

注：请提前自备电脑及安装所需软件。

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④基于ArcGIS、InVEST与RUSLE水土流失模拟及分析中的实践技术应用

严重的水土流失，是我国生态恶化的集中反映，威胁国家生态安全、饮水安全、防洪安全和粮食安全，制约山地和丘陵区，影响全面小康社会建设进程。水土保持作为我国生态文明建设的重要组成部分，其发展水平与全面建成小康社会，以及城镇化、信息化、农业现代化和绿色化等一系列新要求还不能完全适应，与广大人民群众对提高生态环境质量的新期待还有一定差距，水土流失依然是我国当前面临的重大生态环境问题。水土流失是地学与生态学领域多门学科的交叉学科,对空间信息的依赖性很强，GIS技术的发展为水土流失空间模拟奠定了基础。

一、水土保持与流域综合管理
1 水土保持与流域综合管理     
2 数字流域内容
3 ArcGIS软件体系讲解       
4 ArcMap、ArcCatalog、ArcToolbox界面及功能
5 水土保持工程文档保存

二、水土保持空间数据库建设
1 我国常见地图投影介绍         
2 投影变换操作
3 WGS84、北京54、西安80及国家2000坐标转换
4 ArcGIS常见数据格式           
5 CAD等数据转换
6 水土保持建库的理论、方法和步骤
7 水土保持数字信息的浏览和查看
8 案例分析：水土保持空间数据库建设

三、水土流失模型介绍及实现
1 InVEST土壤保持模块介绍
2 修正的通用土壤流失方程（RUSLE）讲解
3 基于GIS的RUSLE实现及分析
4 水土流失动态监测分析
5 案例分析：小流域土壤侵蚀模拟及动态监测

四、水土保持专题地图制作
1 GIS制图技术流程          
2 空间数据显示及符号设置
3 标注与注记            
4 流域管理中各种专题地图制作
5 公里网制作及各种样式设置技巧
6 案例分析：生产建设项目水土保持方案编制制图技术

五、矢量数据处理及因子（K）制备
1 数据基础处理（裁剪、合并、融合）
2 属性数据的输入、编辑
3字段计算器方法与使用
4 案例分析：基于地图的水土保持基础信息的采集与编辑

六、DEM数据处理及因子（LS）制备
1 DEM解析                    
2 DEM的选择与获取
3 栅格数据的基础处理（合并、裁剪、投影、重采样、重分类）
4 基于DEM的水文分析（流域提取、河网提取、子流域提取）
5 基于DEM的地形因子（坡长L、坡度S）计算
6 案例分析：基于DEM的小流域基础信息提取

七、GPS数据处理及因子（R）制备
1空间定位系统介绍
2 坐标点外业测量数据文件导入ArcGIS生成图形
3 降雨空间插值分析
4 降雨侵蚀力因子（R）计算
5 综合案例：水土保持研究中降雨径流分析

八、遥感图像处理及因子（P、C）制备
1 遥感图像及来源获取                                     
2 遥感图像处理
3 遥感图像解译及水土保持措施因子（P）制备
4 遥感图像运算及覆盖与管理因子（C）制备
5 案例分析：基于遥感数据的水土流失基础信息提取

九、案例分析
1 案例讲解：基于RUSLE的京津冀地区水土流失多尺度分析及生态修复研究
2 案例讲解：基于InVEST模型的水土流失模拟及水土保持效益评价研究

十、项目交流
10.1项目中的存在的相关问题进行交流
10.2自主研发流域分析等软件应用展示

注：请提前自备电脑及安装所需软件。

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⑤基于遥感与GIS在滑坡、泥石流易发性、危险性、风险评价及普查中的应用

我国是地质灾害多发国家，地质灾害的发生无论是对于地质环境还是人类生命财产的安全都会带来较大的威胁，因此需要开展地质灾害风险普查。利用遥感（RS）技术进行地质灾害调查工作具有宏观、快速、准确的特点，能反映出地质灾害的真实情况，已成为地质灾害研究的重要方法。GIS技术具有强大的信息管理及空间分析功能，利用建立数据库可以有效地存储和管理地质灾害的信息，具备髙效性、准确性，已广泛应用于地质灾害调查、危险性评价、危险性区划、监测和预警预报、应急指挥中。地质灾害种类较多，泥石流、山体滑坡等是一类主要与降雨、生态、地形等有关的地质灾害，涉及因素多，分布广泛，容易链状成灾，结合RS和GIS技术，不但可以全面了解泥石流及滑坡灾害影响区域的地质、地貌、土地利用、人口、经济等情况，还可以进行泥石流、滑坡灾害的预警和风险评估。

一、地质灾害风险普查及技术
1.1 地质灾害风险普查做什么？
1.2 RS和GIS技术简介
1.3 RS和GIS软件（ArcGIS、ENVI等）介绍
1.4 RS和GIS相关软件安装及注意事项

二、ArcGIS介绍及数据管理
2.1 ArcGIS界面及数据加载
2.2 ArcGIS常见数据格式
2.3 基于Geodatabase的灾害数据库构建
2.4 灾害信息的查询与输出
2.5 ArcGIS文档保存
2.6 案例分析：构建滑坡、泥石流风险普查数据库（1）

三、空间数据的转换与处理
3.1 常用地图投影介绍
3.2 投影变换
3.3 国家2000坐标及与WGS84、北京54、西安80的转换
3.4 数据结构转换
3.5 数据格式转换
3.6 案例分析：构建滑坡、泥石流风险普查数据库（2）

四、泥石流、滑坡专题地图制作
4.1 GIS制图简介
4.2 空间数据显示的符号设置
4.3 地图的标注与注记
4.4 灾害专题图布局与整饰
4.5 公里网制作及其它制图技巧
4.6 案例分析：如何制作滑坡、泥石流专题地图

五、基础地理数据的采集与处理
5.1 地图数据采集方式
5.2 地图数据地理配准
5.3 图形数据的采集与编辑
5.4 属性数据的输入与编辑
5.5 矢量数据的拼接、裁剪等处理
5.6 矢量数据的计算分析
5.7 案例分析：风险普查中行政区划等基础地理数据处理

六、DEM数据及灾害易发性评价
6.1 DEM数据的拼接与裁剪
6.2 DEM数据重采样
6.3 基于DEM数据的水文分析（流域提取、河网提取、子流域提取）
6.4 基于DEM的流域参数计算
6.5 案例分析：基于DEM的地质灾害易发性评价

七、GPS定位数据及降雨插值
7.1 GPS技术介绍
7.2 手持GPS相关参数设置及使用
7.3 GPS数据导入ArcGIS
7.4 基于GPS的降雨空间插值分析
7.5 案例分析：叠加降雨空间插值的风险普查中危险性评价

八、ENVI遥感数据处理及应用
8.1 ENVI界面介绍及基本操作
8.2 认识遥感数据
8.3 遥感影像的几何校正
8.4 遥感影像的镶嵌与裁剪
8.5 遥感图像目视解译
8.6 遥感解译与精度分析
8.7 ArcGIS及ENVI互操作
8.8 案例分析：基于遥感解译确定风险普查中的植被类型、覆盖率

九、案例分析
9.1 案例分析1：RS和GIS技术在泥石流风险区划中的应用
9.2 案例分析2：基于RS和GIS的山体滑坡易发程度分析

十、项目交流
10.1 项目中的存在的相关问题进行交流
10.2 自主研发软件应用展示

注：请提前自备电脑及安装所需软件。