基于ArcGIS的Thiessen多边形法计算流域面雨量

流域面雨量测算在防汛抗洪以及水库拦蓄泄洪等方面发挥着决策性的作用,是防汛部门进行洪水预报和防洪评价的重要依据.以河南省栾川县为研究流域,以高精度Dem栅格地形数据为基础,应用ArcGIS软件进行网格划分,构建了7个雨量站的Thiessen多边形,并计算各雨量站的面积权重,进而计算面雨量.洪水流量模拟结果表明,基于Arc...     

地震灾区应急洪水预报方案建立研究

提出了一种建立地震灾区应急洪水预报方案的方法,即在划分基本类的基础上,建立每类的应急雨量站和面雨量的回归方程,并提出了时段面雨量计算方法,结合现有的经验预报方案,实现地震灾区洪水预报,用以满足灾后应急洪水预报的需要.该方法不依赖于流域内全部测站的降雨信息,可有效解决灾后流域内雨量站缺测的应急洪水预报问题.实例应用表明,该方法预报结果令人满意.     

数据处理方法在雨量中的应用及面雨量形成

基于中尺度雨量站资料,将SQL Select语句、bcp数据处理方法应用到实时雨量的计算中,利用GIS技术得到精细的子流域的栅格点雨量,形成子流域的面雨量值.结果表明:1)采用SQL Server的数据查询技术与bcp数据处理技术可以获取每天实时雨量;2)利用GIS的拼接、转换和抽样处理技术,可以形成5 km空间分辨率的坡度和高程数据;3)根据雨量与高度和坡度的关系得到雨量的计算公式,获得精细化的雨量资料,通过算术平均法的求算形成更准确的面雨量值.     

一个基于DEM的半分布式水文模型

以自然分水线划分子流域,利用克利金插值法由雨量站雨量插值各子流域中心点的雨量代替面雨量.模型中分别利用初损后损法、分布式单位线和指数消退模型计算产流、直接径流过程和基流过程.为了考虑洪水特性对河道汇流模型参数的影响,采用动态参数马斯京根模型演算各段河道洪水.在河南省干江河流域的应用结果表明:29场洪水中,洪峰流量相对误差小于20%的为93%,洪量相对误差小于20%的为97%,峰现时间误差小于2 h的为100%,确定性系数大于0.7的为90%.     

山区流域RBF神经网络洪水预报方法

建立以高斯核函数为径向基函数的神经网络模型,以崇阳溪山区流域为例进行分析。利用泰森多边形法将流域划分为6个子流域;选取流域1997—2014年中15场洪水过程作为训练样本,以流域内6个雨量站各时段雨量资料和武夷山水文站前期流量过程作为输入,以流域出口断面武夷山水文站相应流量过程作为输出,运用自组织正交最小二乘法确定径向基函数的中心,采用伪逆规则求解其权值,建立RBF神经网络洪水预报模型;利用余下的6场洪水过程对模型进行检验。结果表明:各场次洪水流量过程平均相对误差和洪峰流量相对误差绝大部分在10%以内,确定性系数均大于0.9,预报精度符合要求,可以为防汛部门预测洪水提供依据。     

雷达定量测量降雨在洪水预报中的应用

应用雷达的基数据资料,提取雷达反射率,利用分组Z—I关系转化雷达反射率为雨强,运用地面雨量站网实测雨量对其进行卡尔曼滤波校准,将其结果作为洪水预报模型的降雨输入,并将该方法应用于湖北省白莲河流域.     

长潭水库最大暴雨及短时暴雨计算分析

以长潭水库流域的历史暴雨作为研究对象,运用数理统计方法,分析了长潭水库库内宁溪、白石等雨量站及临海等周边雨量或者气象站的日降雨记录资料短时降雨资料,建立了长潭水库设计暴雨时程分配雨型和设计暴雨面分布雨型．认为该水库最大暴雨和短时暴雨的推求,应充分考虑库区面雨量的权重和雨形成的气象特征,针对性地确定不同的站点,从而求出短历时的可能最大暴雨．从而为更好地比较和分析可能最大暴雨成果提供基础依据．     

基于信息熵的最优雨量站网动态评估

雨量站网是降水数据的最直接来源,其优化和评估至关重要。信息熵不仅可以代表降雨分布的不确定性,还可以反映雨量站之间的相关性大小。以湘江流域的子流域——湘乡流域为研究区域,基于信息熵的最大信息最小冗余准则,应用一种易于实现的贪婪排名算法,对该流域雨量站网进行站点重要性排名。同时考虑不同的滑动年际序列和不同气象条件,对排名结果进行比较分析。结果表明:不同起始日的观测序列影响了雨量站网站点的重要性排名,不同时期站点排名的变化证明了雨量站网站点的时间变异性,但随着观测序列长度的增加,这种时间变异性逐渐减小;在不同时期(雨季或旱季),最优雨量站网的站点重要性排名存在差异,旱季对最优站网站点重要性排名的时间变异性影响更显著。     

基于泰森多边形法的庆阳市面雨量计算

以甘肃省庆阳市为例,利用结合各雨量站点权重的泰森多边形法进行面雨量计算,分别采用AutoCAD2008软件进行人工网格划分和ArcGIS9．3程序进行自动网格划分,并与传统的算术平均法进行比较,探讨了雨量站对计算结果的影响、人为划分网格的主观性因素、泰森多边形法的精度问题等。结果表明,与算术平均法相比,基于泰森多边形法的两种网格划分下的面雨量计算结果更接近实际降雨量,雨量站与网格划分都是影响计算结果的重要因素。     

赣江上游桃江流域不同等级降雨时空变化特征

基于赣江上游桃江流域1962—2018年13个雨量站降雨数据,采用M-K趋势法、Pettitt突变检验法分析降雨变化特征,探究区域不同等级降雨时空变化特征。结果表明:流域多年平均雨量1562.20 mm,降雨主要集中在春、夏季,中、大雨对年雨量贡献较大;多年平均雨日147.61 d,小雨雨日对年雨日贡献最大;年总雨日和小雨雨日显著减少,小雨、暴雨雨日在1975年和2009年发生显著突变;冬季总雨日和小雨雨日显著减少,大雨雨日显著增加。降雨序列在夏季突变最多,秋季次之,春季最少。夏季大部分突变出现在上世纪90年代,秋季突变时间均在2015年前后;降雨数据在不同时间尺度下,在流域不同区域变化并不完全一致。说明不同等级降雨变化时空分布不均,有朝极端降水发展的趋势。     

基于统计降尺度方法的夏季降水精细化预报

利用1999—2009年安徽省淮河以南地区60个县市站夏季逐日降水资料和安庆市探空站逐日资料,研究了中低层不同风向配置下局地降水与大尺度降水场之间的关系,以3种不同预报对象及相应的预报因子分别采用神经网络和线性回归方法设计6种预报模型对观测资料进行逼近和优化,从而实现空间降尺度.分析对比6种预报模型46站逐日降水量的拟合和预报效果,结果表明:采取相同的预报对象及预报因子的BP神经网络模型在拟合和预报效果上均好于线性回归模型,可见夏季降水场之间以非线性相关为主;神经网络模型预报结果同常用的Cressman插值预报相比,能很好地反映出降水的基本分布及局地特征;预报对象为单站降水序列的神经网络模型在以平原、河流为主要地形的区域预报效果较好,预报对象为REOF主成分的神经网络模型则在山地和丘陵地形区域预报效果较好.     

基于模糊优选神经网络与GIS结合的流域面雨量预测方法

提出了一种模糊优选神经网络模型与地理信息系统(GIS)相结合的流域面雨量预测方法.利用GIS软件对流域点雨量进行了空间分析,作为模糊优选神经网络的期望输出对网络进行训练,从而在流域面雨量与各站点观测雨量之间建立映射关系.新的点雨量观测数据输入训练好的网络,即可快捷得到本次降雨流域面雨量.     

基于样本熵的降雨和径流时间序列突变检验

传统的突变检验方法Mann-Kendall法主要基于线性和概率统计理论,对于高度复杂和非线性的水文时间序列检测能力不足。采用基于非线性动力学参数的样本熵方法,结合滑动技术和滑动移除技术,利用湘江流域1961~2009年多个气象站点日降雨资料和控制站湘潭站日径流资料,对降雨和径流时间序列进行突变检验。结果表明:日尺度降雨和径流时间序列样本熵值最小,复杂度最低,可预测性最高;径流分别在1966年、1983年、1992年以及2002年发生突变,降雨在1966年、1987年以及2002年发生突变;滑动样本熵与滑动移除样本熵相结合不仅能有效地识别突变,更能发现突变前后时间序列的动力学变化特征。     

近30年江苏地区气候要素相关性变化分析

利用江苏省24个台站的1981—2012年的气温、湿度和降水的月平均观测资料,分别计算了每对台站之间的3个气候要素的结构关系和相关函数,用曲线回归分析了结构函数与台站距离的关系,用线性回归分析了相关函数与台站距离的关系,分析与评估江苏省气象台站网密度.通过分析结果发现,各个气象要素的结构函数和相关函数在江苏整个地区不满足各项同性和均匀性,江苏地区的气象台站网设计要根据气候要素进行分区设计.     

副高边缘暴雨过程中的GPS可降水量和假相当位温分布特征

利用2010年8月石家庄地基GPS反演的可降水量、地面加密自动站和常规天气资料,对由副高进退引起的河北省中南部一次强降水天气过程中GPS可降水量和地面假相当位温的演变趋势进行了详细分析.结果表明:1)此次暴雨过程是由副高边缘暖湿气流与切变线共同作用造成的,强降水区主要出现在500hPa的584～588 dagpm线、700～850 hPa切变线之间;2)降水出现时GPS可降水量基本对应于高值阶段,强降水出现时可降水量位于峰值前后;降水出现时GPS可降水量偏离系数为正值,而强降水一般出现在偏离系数超过1时;3)对同一测站而言,GPS可降水量越大对应的实际降水越强.当测站不同时,GPS可降水量高并不一定代表更强的降水,这与测站的地理位置和海拔高度有关.4)降水出现前热力和水汽条件配置好,能量不断积累,假相当位温逐渐升至极大值.随着降水出现与能量的释放,假相当位温回落到谷值阶段,此谷值越低、持续时间越长,对应的降水也越强.     

基于滑动平均-加权马尔科夫链的宁夏石嘴山市年降雨量预测

为了给农业发展与决策提供理论支持,根据石嘴山市5个气象站(大武口站、平罗站、石炭井站、陶乐站、惠农站)1960—2008年的降雨资料,进行3 a滑动平均计算.采用均值-标准差分级法计算降雨量分级,将降雨序列分为枯水年、偏枯年、平水年、偏丰年和丰水年5个状态.利用精度检验后的加权马尔科夫预测模型对石嘴山市2007年和2008年滑动平均降雨量进行区间估计,并根据状态特征值结合线性插值的方法计算了滑动平均降雨量的预测值,由此得出2009年和2010年的年降雨量预测值.最后讨论了各状态重现期.计算结果表明:石嘴山市2007年和2008年的3 a滑动平均降雨量分别是185.42,168.28 mm;2009年和2010年的年降雨量分别为135.11,146.88 mm,均处于偏枯年状态;平水年和偏丰年重现期最小,枯水年重现期最大.     

基于WebGIS的全国降水实况监测系统设计

根据中央气象台的业务需求,为了实时监测气象自动站的降水信息,让用户能够以网络地理信息系统的方式进行访问,提出了利用WebGIS技术手段,构架降水实况监测系统的全过程。通过该系统,用户可查询当前时次、24 h、1—3天全国气象自动站降水信息,并在地理信息系统上分降水级别标识气象站点。该系统可以自动更新数据,并按时次、按降水区间等多种规则进行动态播放,具有网络化、动态化和实时化的特点。     

Streamflow response to climate variability and human activities in the upper catchment of the Yellow River Basin

Both sensitivity-based method and simulation method are used to analyze the streamflow response to climate variability and human activities in the upper catchment of the Yellow River Basin (UYRB) in this study. The separation regime of effects from climate variability and human activities is investigated. Results show that the changes of streamflow are more sensitive to precipitation than potential evapotranspiration (PET). Effect of climate variability on streamflow estimated using the sensitivity-based method is weak in the upper catchment of Jimai station, and strong in the upper catchment of Lanzhou station, where the climate effects accounted for about 50% of total streamflow changes. Effects of human activities on streamflow accounted for about 40% in the UYRB, with weaker effects in the upper catchment of Tangnaihai station than those in the upper catchment of Lanzhou station. Both climate variability and human activities are main factors to affect the changes of streamflow in the UYRB.     

连云港GPS连续运行参考站网设计与构建

对连云港GPS连续运行地理空间框架、连续运行参考站网布设与联测、参考站观测墩选址与建设、数据中心配置、通讯系统、监控系统、用户接收系统做出了总体设计。通过对拟选参考站址的模拟分析,对影响参考站观测质量的因素做出了分析评价;通过参考网联测精度估算分析,认为能够满足网络RTK用户的需要;同时阐述了系统的功能及提供信息服务的前景。     

全球变化下东北地区降水时空特征研究

通过选用东北地区200个气象站1961～2000年的夏季降水和冬季降水资料,建立了东北地区40年来夏季和冬季的降水时间序列,利用比较成熟的复Morlet小波分析方法分析了东北地区夏季和冬季降水时间序列的周期性特征.结果表明,东北地区夏季和冬季降水主要存在16年左右的周期;东北地区夏季降水和冬季降水在丰枯变化周期上表现出反位相分布,夏季降水偏多的年份,冬季降水偏少;夏季降水偏多,则冬季降水偏少.通过Arcview软件分析了东北地区夏季和冬季降水量变化的空间分布特征.结果表明,不同地区降水量增加值不同,对于夏季降水量的变化,总的趋势是随着纬度的增加,夏季降水量增加值增大;对于冬季降水量变化的空间分布与夏季降水量变化的空间分布有相似的地方,也是随着纬度增加,冬季降水量增加值增大,在东西方向土东北地区西部冬季降水量增加值大于东北地区东部地区的降水量增加值.