最近邻河道相对高度及其在中国洪水淹没制图中的应用.pdfVIP

北京师范大学学报（自然科学版）2022-04

300JournalofBeijingNormalUniversity(NaturalScience)58(2)

最近邻河道相对高度及其在中国

洪水淹没制图中的应用<

林婷婷"史培军K2)马春英n师凡雅n聂娟3)陈波"1

(1)北京师范大学环境演变与自然灾害教育部重点实验室，地表过程与资源生态国家重点实验室，100875,北京；2)青海师范

大学高原科学与可持续发展研究院，810016,青海西宁；3)应急管理部国家减灾中心，100124,北京）

摘要基于国际上由数字高程模制(digitalelevationmodel,DEM)衍生的最近邻河道相对高度(heightabovenearest

drainage,HAND)概念，采用STRMDEM数据派生了中国1000和250m水平分辨率的HAND数据集，并将HAND

数据集应用于洪水淹没制图，建立了河道水位相较枯水期上涨l~l〇m情景下的中国河道型洪水淹没图库.进一步以淮

河一级支流淠河2020年7月大洪水为例，采用遥感提取及HEC-RA计算的淹没范围，验证了基于HAND绘制的淹没

图.结果表明，HAND相对于经典的DEM能够补充提供局地地形信息，基于HAND的淹没制图方法具有可行性和合理

性.本文计算的中国HAND数据集可为地理学相关领域的研究提供凸显局地特征的地形数据，建立的基于HAND的淹

没图库可为中国的洪水淹没制图工作及洪水风险管理提供参考.

关键词最近邻河道相对高度(HAND);淹没制图;局地地形;洪水;水文;数字高程模型(DEM)

中图分类号K903DOI：10.12202/j.0476-0301.2021247

地形是指地球表面的高低起伏形态，高程是描述地下水埋深、土壤湿度）特征可能完全不同，而另一

地表起伏形态最基本的几何量，研究中常借助数字高对海平面相对高度分别为1〇〇〇与100m的山谷，却

程模型（digitalelevationmodel,DEM)来定量描述地可能具有类似的水文特征.正是认识到局部地形对

形I1'DEM作为地表形态高程属性的数字化表达'地球表层水运动的重要作用，为了增强海平面相对高

Renn6等15]

以整个地球表面为单元，描述地表任一位置相对于基度差异明显的山谷在水文学角度的可比性，

准面（常以海平面为0基准面）的高度.地球表面的物和基于DEM提出了一个衍生的、水文意义

理过程通常受到地形的控制或强烈影响，自然条件明确的地形模型HAND(heightabovenearestdrainage),

下，不论在山坡还是在河网水系中，水往低处流，其实即最近邻河道相对高度模型.HAND是以河网水系为

质就是地形差异导致地表水重力势能空间差异.DEM参考的局地相对地形，以山坡-沟谷为单元，描述了地

给相关领域带来了革命性的影响[4)，特别是水文学.表任一位置相对于局部水系的相对高度.由于HAND

因能够有效表征水流运动的物理机制，水文、生态、更强调局地地形引起的地表水空间差异，能够反映山

地理学等相关领域常基于DEM数据，通过填洼、局坡-沟谷的水流路径，有助于进一步揭示流域水文行

地坡度与流向、集流等序列计算勾阃山坡-沟谷这一为，最初被用于水文过程分析与模拟.多