基于ArcEngine的洪涝灾害模拟系统设计与实现
摘要：我的毕业设计题目是基于ArcEngine的洪涝灾害模拟系统的设计与实现，从古至今，洪灾在我国乃至世界各国带来的损失巨大，对于洪涝的研究和评估一直是各国抗洪减灾的主题，通过软件技术生成三维地形，进行洪水淹没的模拟，对于研究与评估洪涝灾害有巨大的意义，本文介绍利用数字高程模型（DEM）和遥感影像数据进行三维地形仿真，结合Esri的ArcEngine开发组件和相关接口，开发出可以模拟洪涝淹没过程的软件，与抗灾呼应，对研究洪涝与预测风险的意义巨大。
关键词：洪涝灾害；ArcEngine；淹没模拟
- 文献综述
1 背景意义
洪涝灾害造成的损失常年位于我国自然灾害造成损失的第一位，由于洪水风险和造成的损失不可能完全被消除，在研究洪涝初期，部分学者提出洪水风险控制与管理，洪水淹没分析最初被广泛的应用在评估洪灾风险和损失中。美国Ersi公司因其软件ArcGIS强大的三维可视化操作平台，许多学者利用神经网络模型来进行洪水风险的预报。张成才等基于AE组件库和.Net框架实现了三维淹没可视化系统[1]，但是淹没系统的精度分析有所欠缺。国外研究学者提出了基于GIS的城市洪水淹没模型（GUFIM）[2]。该模型由两部分组成：暴雨-径流模型和淹没模型。该模型对数据精度或者来源严格，数据获取途径相对困难。
基于ArcGIS强大的可视化技术，近年来GIS 在洪水淹没分析方面得到了广泛应用，比如基于ArcScene与DEM开发的洪水淹没分析系统进行动画模拟和三维分析,并做灾害评估，风险预测，本文介绍基于ArcEngine组件开发的洪水模拟软件，进行洪水淹没的三维模拟和分析，该系统构建快速，并能快速分析受灾区域。
2 理论基础
2.1 DEM
数字高程模型，是一定区域内规则格网点的平面坐标(X,Y)及其高程(Z)的数据集，是通过等高线或相似立体模型进行数据采集，然后进行数据内插而形成，主要描述区域内地貌形态的空间分布DEM数据虚拟表示出地貌形态，能够转换出等高线、坡度图等信息，与DOM 或其它专题数据进行叠加处理，能够对地形开展相关的分析应用[3]。
基于数字高程模型 ( DEM ) 求取给定水位条件下的淹没区，应当区分两种情形。第一种: 凡是高程值低于给定水位的点，皆计入淹没区；第二种则需考虑“流通”淹没的情形 ,即洪水只淹没它能流到的地方。例如对于环形山 (一种中间低洼、 四周环形隆起的地形) ,第一种淹没计算可能导致环形山内外都生成淹没区，而在第二种淹没中，外来的洪水若未及山顶,只能在山环外形成淹没区[7]。下面是几种最常见的淹没区分析算法。
2.2 种子扩散方法
