DEM网格尺度对水文模拟影响的研究

选择汉江上游旬河流域为研究对象．研究了DEM网格尺度对提取流域地形特征参数的影响．采用基于地形指数的TOPMODEL模型进行水文模拟，进而分析DEM网格尺度和不同流向分配方法对径流模拟结果的影响。结果表明，DEM网格尺度对流域地形特征参数的影响还比较大，但由于模型参数率定采用了优选算法，掩盖了不同DEM网格尺度和不同流向分配方法计算的地形指数的差别．使得模拟的结果相差不大。但随着网格尺度的增大．多向分配法模拟的结果要比单向分配法好一些。     

TOPMODEL模型中地形指数计算方法的研究进展

半分布式流域水文模型（TOPMODEL）是以计算地形指数ln（a/tanβ）及其分布为基础的.目前常用的计算地形指数的方法为多流向法,在现行的多流向法的计算中,当网格单元没有入流（即计算单元网格比周围单元地势高）时,公式中出现分母为零的情况,这给通过格网DEM自动计算地形指数带来了困难.笔者把栅格单元径流的流入与流出各自看成独立事件,提出了一种栅格流入与流出方向各自权重归一化的方法,并对多流向法进行了改进.     

基于地形指数模型的白沙河流域逐日流量模拟

地形指数模型的计算方程是建立在动力波方程基础上的，有较好的物理基础。根据现有白沙河流域水文资料和降水资料，选择地形指数模型对白沙河流域逐日流量过程进行模拟，并根据实测资料对模拟结果进行检验。结果显示，用地形指数模型法模拟山丘区流量是可行的，可以为流域非点源污染通量模拟提供合适的水文模型和流量模拟结果。     

基于地形带分类的最佳阈值与河网密度关系研究

为了使分布式水文模型计算单元更好地反映垫面特性,基于地形带的分类,运用ArcGIS软件的划分单元面积功能,采用改进的适度指数法推求长江上游研究区流域的最佳阈值,能够最终确定不同地形带流域河网密度与最佳阈值的关系。实例结果表明:采用改进的适度指数法可以生成反映实际水系,且与蓝网拟合程度高的模拟河网;根据不同地形带的河网密度与最佳阈值关系和已知蓝线河网密度,可以快速得到流域的最佳阈值。     

topmodel模型在流域洪水模拟中的应用

在数字高程模型的基础上,根据流域信息提取的相关算法,对安徽省合肥境内的桃溪流域的信息进行了数字化提取.介绍了topmodel模型的结构及其产汇流计算原理,并介绍了地形指数的计算方法,分析了地形指数的物理意义.最后将该模型应用于桃溪流域的洪水模拟,同时对模拟结果进行了一定的比较分析.     

基于TOPMODEL的分布式水文模型应用研究

在TOPMODEL模型理论基础上，设计了一个分单元处理产流和汇流过程的分布式水文模型。该模型分单元计算地形指数和模拟产汇流过程，并通过引入Nash地貌瞬时单位线进行单元汇流演算。最后，用模型对一个流域的产汇流过程进行了模拟并和实测的径流量做了比较，结果表明此模型合理具有较高的精度。     

DEM分辨率对TOPMODEL模拟精度影响研究

选取韩江流域梅河水系宁江河上游合水水库部分为研究区,采用多流向法对研究区内多分辨率的DEM数据提取地形指数以进行降雨-径流模拟,研究TOPMODEL在湿润地区小流域中应用的可行性,及DEM分辨率变化对TOPMODEL降雨-径流模拟精度的影响。     

TOPMODEL 水文模型理论及其应用

概述以地形为基础的水文模型(TOPMODEL)的基本原理及模型结构,绘制了单元流域计算流程图.选择干旱和湿润气候过渡地带的潮河流域为研究对象,研究TOPMODEL径流模拟问题,同时研究不同分辨率DEM对地形指数计算的影响及对流量模拟的影响,以此推动TOPMODEL的发展,为变化环境下水文循环模拟的研制开拓一些思路.     

基于HYDRO1K的数字水文分析方法及实例

提出了采用USGS HYDRO1K 数字地形高程模型计算流域数字地形的方法，并运用Avenue脚本语言开发了计算流域数字地形参数的ArcView扩展软件，该软件可根据从USGS网址免疫下截的DEM计算河流线及子流域边界，流向，累积流，坡度和流长，按照提出的方法，应用所开发的软件，制作了长江支流清江流域的数字地形，得到了预期的结果。     

用TOPMODEL模拟流域径流的应用研究

介绍了TOPMODEL模型的结构及其产汇流计算原理,分析了地形指数在TOPMODEL模型中的意义,并介绍了地形指数的计算方法。将TOPMODEL模型应用在修河水系的万家埠流域的径流模拟中,DEM分辨率取为500m×500m,时间步长为6小时,并与新安江模型作了比较分析。     

TOPMODEL模型改进及应用研究

为了使TOPMODEL模型结构更合理,并能够用于半湿润地区或半干旱地区的径流过程模拟,文章对TOPMODEL模型的蒸发产流模块以及汇流模块进行改进,在蒸发产流模块中添加植被冠层截留蒸散发模型和Holtan超渗产流模型,汇流模块中坡面汇流采用瞬时单位线模型,河道汇流采用马斯京根河道洪水演进模型。通过对半湿润地区流域内降雨径流过程的模拟验证,表明通过对TOPMODEL模型的改进,模型对半湿润地区的降雨径流过程模拟精度有很大的提高,拓展了TOPMODEL模型适用范围。     

基于TOPMODEL的DEM空间尺度转换关系探讨

由于地形指数的计算与数字高程模型DEM空间分辨率紧密联系,采用TOPMODEL进行水文过程的模拟通常受到DEM分辨率的影响。本文引入分辨率因子考虑DEM分辨率对单宽上坡集水面积的影响;对坡度应用分形的方法,将计算地形指数的尺度变化方法与TOPMODEL进行耦合,构建不受DEM分辨率影响的TOPMODEL,并将其应用于褒河流域的9场次洪模拟,结果表明,使用27″分辨率的DEM数据作为模型输入,不受DEM分辨率影响的TOPMODEL模拟得到的结果较接近于3″分辨率DEM数据下的结果。该方法能在一定程度上削弱DEM分辨率对TOPMODEL模拟精度的影响,是一种合理可行解决水文过程中尺度问题的有力工具。     

一种改进的DEM数字水系简易提取方法研究

利用DEM提取数字水系的过程分为填洼、流向计算、汇流累积量计算和设定阈值提取水系,其中以填洼和计算各单元的汇流累积量最为费时。相比与Jenson和Domingue(JD)、Planchon和Darboux(MV)填洼算法,L.Wang和H.Liu(WL)填洼算法具有原理简单、运行速度快等特点。但是,WL算法未对平区高程进行修正,增加了后续相关算法的复杂度。本文通过将JD和MV算法中的微小高程增量引入WL算法,建立改进的WL算法,可以有效地解决该问题。在汇流累积量的计算过程中,受WL填洼算法思想的影响,构建了逆向WL汇流累积量算法,该算法一改传统的流向追踪思想,通过对填洼后DEM进行升序排序,可逐步对每一栅格进行计算。该算法原理简单,易于实现,对单流向和多流向方法均具有很强的适应性。利用SRTM、GDEM源数据进行了示例计算,并将结果与ARC/INFO软件结果进行了对比,结果表明该方法合理、准确。     

基于D8算法和Dinf算法的水系提取研究

目前基于DEM提取水系研究较多,采用的方法不同,但对于对比不同方法的研究较少。以福建省为实验样区,采用SRTM DEM高程数据,对比分析了单流向算法(D8算法)与多流向算法(Dinf算法)提取水系结果。结果表明:Dinf算法提取的水系质量优于D8算法,但其计算过程较D8算法复杂;在平坦区域和大河流区域中,Dinf算法改善了D8算法容易产生的"平行伪河道"问题,生成的河网会比较圆滑、自然。     

TOPMODEL 在韩江流域暴雨径流模拟中的应用研究

该文借助ArcMap与GRIDATB计算地形指数-面积分布函数,运用TOPMODEL模型对广东省韩江棠荆流域的暴雨径流进行研究,利用该流域1989-2004年的降雨、蒸发与流量资料,采用地貌参数法与人工调参法对其中的6场洪水进行模型参数的率定,使用另外的6场洪水进行模型的验证,并对影响模型模拟精度的因素进行了讨论。在参数率定期及验证期的确定性系数平均值可达82.05％和76.58％,结果表明,该模型可用于韩江棠荆流域的暴雨径流模拟。该研究成果对广东省中小流域的洪水预报具有重要的实际意义。     

基于子流域的TOPMODEL模拟研究

 TOPMODEL是根据水文相似性——地形指数相同的栅格划分为同一产流单元进行产流计算,但是其不能考虑降雨和地形指数统计分布曲线等流域地形地貌信息的空间不均匀性。通过对流域DEM处理,建立了基于水系子流域的TOPMODEL。该模型考虑了降雨、地形指数分布曲线等空间不均匀性。将基于子流域的TOPMODEL和TOPMODEL应用在九州流域,并进行模拟比较,发现基于子流域的TOPMODEL更能反映流域的实际情况,模拟的结果更加合理。可以预测不同子流域降雨组合下的流域出口的流量过程。     

TOPMODEL for Streamflow Simulation of a Tropical Catchment Using Different Resolutions of ASTER DEM: Optimization Through Response Surface Methodology

The unavailability of proper hydrological data quality combined with the complexity of most physical based hydrologic models limits research on rainfall-runoff relationships, particularly in the tropics. In this paper, an attempt has been made to use different resolutions of DEM generated from freely available 30 m-based ASTER imagery as primary input to the topographically-based hydrological (TOPMODEL) model to simulate the runoff of a medium catchment located in the tropics. Response surface methodology (RSM) was applied to optimize the most sensitive parameters for streamflow simulation. DEM resolutions from 30 to 300 m have been used to assess their effects on the topographic index distribution (TI) and TOPMODEL simulation. It is found that changing DEM resolutions reduces the TOPMODEL simulation performance as the resolutions are varied from 30 to 300 m. The study concluded that the ASTER 30 m DEM can be used for reasonable streamflow simulation of a data scarce tropical catchment compared with the resampled DEMs.