近年来,我国城市洪涝灾害呈现出南北齐发的特点,部分城市甚至陷入“年年看海、逢雨必涝”的困境。从城市水文学角度来看,城市化带来不透水面比率持续增加的现象,是导致城市产生消极水文效应的重要因素之一。有研究指出:在全球气候变暖、城镇化快速发展背景下,未来中国部分地区发生城市洪涝灾害等极端事件的可能性将会增加、增强。面对城市洪涝灾害的严峻形势,尽可能地消除城市建设带来的不利水文效应,是减少“城市看海”的基础途径。城市洪涝灾害承载力研究属于城市洪涝灾害风险研究的范畴。城市洪涝灾害风险评估研究重点关注“洪涝”风险的空间分布特征,主要采用统计分析法、指标体系法、数值模拟法、遥感与GIS技术相结合等方法,开展城市洪涝灾害风险区划分布研究、城市涝灾害淹没情景研究。然而,结合具有一定现势性的城市下垫面的水文特征,从城市物理空间环境承载洪涝灾害能力的角度,评估城市抵御洪涝灾害能力的研究比较少。参考“承载力”在物理学中的“度量指标”以及生物学中的“安全保障标准”的定义,本文将城市洪涝灾害承载力定义为:“以城市地理空间环境中的基础设施及功能设施的运行秩序、居民及工商业实体等的社会活动秩序不受影响为前提,城市承载洪涝灾害的能力”。本文综合利用遥感与空间信息技术,在研究城市水文响应空间异质性特征的基础上,构建出评估城市洪涝灾害承载力的模型;并将其应用到武汉市洪涝灾害承载力评估研究中。本文主要完成的工作和取得的成果如下:(1)本文在广泛应用于生态学、环境学、资源学以及城市规划等领域的“承载力”概述的基础上,定义了“城市洪涝灾害承载力”的基本概念与一般形式,并分析了城市洪涝灾害承载力研究的基本内涵与研究方法。(2)提出了一种基于VIS-W下垫面模型的城市洪涝灾害承载力评估方法针对广泛应用在生态水量交换研究的城市下垫面VIS(Vegetation,Impervious surface,Soil)模型,其组分“V”和“S”可以反映城市渗透、滞留特征,组分“I”可以反映城市汇流特征的情况,本文将反映城市蓄滞特征的水体“W”扩展到VIS模型中,形成VIS-W(Vegetation,Impervious surface,Soil and Water)下垫面模型;然后基于此模型并结合城市下垫面地形特征、产汇流特征、不利排水地区分布特征,构建出城市洪涝灾害承载力评估模型。(3)提出了一种基于滑动窗口阈值检测实现邻近水体的阴影再分类方法针对高分辨率遥感影像中的水体与阴影比较容易误分的问题,本文以典型的邻近同质性像素搜索算法区域生长法为基础,根据误分为阴影的水体与真实水体在空间上存在邻近性的特点,提出了一种基于滑动窗口阈值检测实现邻近水体的阴影再分类方法。本文在极大似然法(Maximum Likehood Classification,MLC)分类出的植被、不透水面、裸土、水体、阴影结果基础上,采用该方法对阴影进行再分类,提高了原分类结果中的水体分类精度。(4)提出了一种兼顾地形连通性与降雨量的汇水区划分方法针对采用DEM填洼方式获得洼地水流的汇水区划分方法不能较好地反映下垫面库容特征的问题,本文基于多流向算法以及“有源淹没”思想,提出一种以不填洼的DEM数据为基础,顾及地形连通性与降雨量的汇水区划分方法。通过与洪涝灾害事件中的典型渍涝点对比,验证了采用本文方法划分的汇水区划方案,可以在一定程度上反映下垫面的汇流特征以及渍涝风险分布情况。(5)以武汉市为例,评估了城市洪涝灾害承载能力并探讨其改进空间本文将提出的城市洪涝灾害承载力评估模型应用在武汉市洪涝灾害承载能力评估研究中,得出武汉市主城区范围内的洪涝灾害承载力分布情况为:1)北湖、后官湖、盘龙湖等地区的承载力较弱;2)东湖、南湖等地区的承载力一般;3)长江、汉江等江域覆盖地区的承载力最强。然后,本文结合武汉市主要运行的16处雨水泵站以及2017至2018年新建11项排水防涝工程部署情况,探讨并分析了武汉市城市洪涝灾害承载力的改进空间。得出:在武汉市主城区范围内,1)新建的黄埔路泵站等五个泵站,可以缓解现分布在承载力为“强”包含长江、汉江江域的汇水区域内的渍涝情况;2)充分利用新建的21号公路明渠、后湖四期泵站、东湖低排水泵站在各地区新增的出江能力,可以提升洪涝承载力为“差”的北湖、后官湖、盘龙湖地区汇水区抵御洪涝灾害的能力;3)充分利用新建的港西泵站、江南泵站的出江排水能力,有望提升承载能力为“一般”的东湖、南湖和青菱湖地区汇水区域承载洪涝灾害能力。