三峡工程建成后,洞庭湖区的防洪形势依然十分严峻,堤防防洪能力普遍偏低,蓄滞洪区安全设施建设滞后,提高洞庭湖区防洪能力仍是洞庭湖近期治理的重点。蓄滞洪区作为一种特殊的洪水风险区域,评估其洪水风险可以明确蓄滞洪区内不同区域居民避洪安置方向和安全建设模式,亦可规划蓄滞洪区工程设施和安全设施建设方案,为洪水风险管理政策和措施的拟定奠定基础。在当前蓄滞洪区开发程度日益加剧,行蓄洪风险不断增强的大背景下,开展蓄滞洪区洪水风险评估的研究具有重要的理论和实际意义。本研究以洞庭湖共双茶垸蓄滞洪区作为实验区,通过采集研究区机载LiDAR点云和高分辨率航空遥感数据,从洪水灾害孕灾承灾信息提取、高精细洪水淹没模拟模型构建、单体建筑物洪水灾害损失评估、蓄滞洪区洪水灾害风险综合评估四个方面展开研究,通过建立一套蓄滞洪区洪水灾害风险评估的技术与方法,期望能够完善和丰富高精度、定量的洪水灾害风险评估理论,同时能为蓄滞洪区洪水灾害风险管理政策的制定和实施提供技术支撑。本文的主要内容和结论如下:(1)基于机载LiDAR数据的蓄滞洪区洪水灾害孕灾承灾信息提取。提出了一种适用于蓄滞洪区等广大农村地区的基于三维分形维数分析的建筑物信息提取方法,通过对研究区地物激光点云区域分割获得单个地物点云集合,再对采样建筑物点云进行三维分形维数分析,确定研究区建筑物三维分形维数值在1.38～1.44,基于此方法共提取研究区建筑物信息30551条,准确率达到90.04%。提出一种基于高分辨率数字地形数据的蓄滞洪区农田、田埂和沟渠信息提取方法,通过对机载LiDAR点云生成的高分辨率数字地形数据平滑、腐蚀、膨胀等数学运算,进而可以提取出农田、田埂和沟渠信息。整个研究区共生成农田田块10609个,面积227136.41亩,与统计耕地面积236400亩相比,准确率达到96.08%。研究结果表明提取的农田、田埂和沟渠矢量化多边形具备较高的精度,数字地形中出现的沙坑等细小凸起地物都能够很好的剔除掉。提出一种基于高分辨率数字地形数据的堤防中心线和堤顶堤坡参数提取方法,并用于堤防破坏程度分析。提出应用圆环探测法开展堤防中心线提取,可以有效规避常规方法在堤防出现严重破损时中心线提取失效的问题。通过对高分辨率数字地形执行数学变换和检测提取堤顶堤坡等堤防参数,再基于生成的堤防剖面线数据,可以分析堤防破坏程度。研究结果表明在生成的共双茶垸蓄滞洪区2401个堤防断面区域中,正常堤防区域为931段,占比42%,有一半以上的堤防区域存在不同程度的破坏,且大部分处于中等程度的破坏,占比达到36%,非常严重的破坏区域达到8%,亟待对堤防进行加固与维护。(2)集成高精细数字地形数据的蓄滞洪区洪水淹没模拟技术与方法研究。提出了一种面向大数据量数字地形数据的洪水淹没区快速生成算法-分块压缩追踪法,算法性能测试表明本方法与常规种子区域生长方法相比无论是在数据压缩效率还是算法执行耗时上都具备较大的优势。提出一种高精细数字地形数据下的集成分块压缩追踪法和二维洪水演进模型的洪水淹没模拟方法,通过对二维洪水演进模型执行空间插值和分块压缩追踪,生成高精细洪水淹没模拟计算结果。研究结果表明:在洪水淹没范围方面,本方法因为有效剔除了洪水演进过程中生成的伪淹没区,与二维洪水演进模型结果相比,洪水淹没面积存在一定程度的缩小;在洪水淹没水量上,本方法无论是最大淹没水深还是局部淹没水深分布都比二维洪水演进模型计算结果要大,说明二维洪水演进模型中模型计算网格对整体数字地形有所抬高。(3)蓄滞洪区单体建筑物洪水灾害损失评估。本研究参照《住宅设计规范(GB50096-2011)》国家标准,基于建筑物高度信息将建筑物类型分为砖木结构建筑物和砖混结构建筑物两类。在整个蓄滞洪区的30551个建筑物中,得到砖木结构建筑物19879个,砖混结构建筑物10672个,砖木结构建筑物大多为2层楼房,占比达到92.06%,砖混结构建筑物中3层和4层建筑物占比达到93.48%。通过分别构建砖木结构建筑物和砖混结构建筑物洪灾损失率曲线,再基于单个建筑物洪水淹没水深,计算了蓄滞洪区内全部建筑物的洪灾损失值。研究结果表明:按照1954年型的大洪水,当蓄滞洪区洪水达到平衡状态,研究区内砖木结构建筑物洪灾损失值达到33.58亿元人民币,砖混结构建筑物洪灾损失达到16.86亿元人民币,总损失达到50.44亿元人民币。(4)基于突变理论的蓄滞洪区洪水灾害风险综合评估研究。本文尝试引入突变理论,按照突变级数评价法开展蓄滞洪区洪水灾害风险评估的研究。常规的以行政村、乡镇等为基本评价单元的评估方式容易出现评价指标在评价单元内部处处不一致,或是评价指标出现跨越多个评价单元的问题,本文洪水灾害风险评估方法是直接基于精细网格的,这有效规避了上述问题。同时,突变级数评价法不用考虑评估指标之间的权重值设定问题,这有效降低了风险评估中的主观性,又不失其科学合理性。研究结果表明:针对1954年特大洪水,按照共双茶垸分洪方案,整个蓄滞洪区整体处于重险和特险级别,东部区域由于洪水水深较深、流速较大,洪水风险程度整体高于西部,而在局部范围内居民点处的洪水灾害风险明显较高。