基于纹理图像的流场动态可视化模拟研究

流场可视化模拟是流域虚拟仿真的重要组成部分,其新的方法层出不穷,但是推广到实际工程应用研究的力度不够.本文在研究基于纹理映射方法的基础上,首次将基于纹理的流场动态可视化方法IBFV(Image Based Flow Visualization)用于流域模拟可视化,研究了以颜色纹理表示流场属性值的时空分布,实现了其与三维虚拟仿真平台的集成,取得了较好的效果,为水利交叉学科的研究提供了新的思路.  

基于物联网理念的流域智能调度技术体系刍议

针对流域调度面临着监测信息不全面、传输效率低下、计算速度远远不能满足实际要求等问题,物联网技术的出现改变了这一局面,为流域调度发生突破性进展奠定了坚实基础。以此作为出发点,总结分析了流域调度的特点和要求,以及现有调度系统存在的问题,并探讨了物联网技术与流域调度的联系。以保障防洪、供水、生态、能源、航运和工程等安全为目标,提出了基于物联网技术的流域智能调度技术体系,对流域智能调度中的智能感知、仿真、诊断、预警、调度、处置、控制、综合指挥平台、数据处理和运维等关键技术进行了研究。最后在物联网技术的基础上,结合流域信息化的发展趋势和数字流域的建设,提出了＂智慧流域＂的概念。  

基于物联网理念的流域智能调度技术体系刍议

针对流域调度面临着监测信息不全面、传输效率低下、计算速度远远不能满足实际要求等问题,物联网技术的出现改变了这一局面,为流域调度发生突破性进展奠定了坚实基础.以此作为出发点,总结分析了流域调度的特点和要求,以及现有调度系统存在的问题,并探讨了物联网技术与流域调度的联系.以保障防洪、供水、生态、能源、航运和工程等安全为目标,提出了基于物联网技术的流域智能调度技术体系,对流域智能调度中的智能感知、仿真、诊断、预警,调度、处置、控制、综合指挥平台、数据处理和运维等关键技术进行了研究.最后在物联网技术的基础上,结合流域信息化的发展趋势和数字流域的建设,提出了"智慧流域"的概念.  

耗散性流域灌区河网提取的渠系分级挖深 与预制流域棍合方法

针对环状灌区渠系与平原区高差变化不明显这两种因素交织作用下的灌区高精度河网提取难 题，基于地表径流漫流模型基本原理，利用ArcSWAT平台的河网提取和流域划分模块，在原始DEM 和实测河网的基础上，提出了河网提取的渠系分级挖深与预制流域藕合方法，并在具有耗散特性的玛 纳斯河流域进行了应用。结果表明，该方法提高了灌区河网模拟和子流域划分精度，为分布式水文模 型在灌区的推广应用提供了可供参考的前处理技术手段。  

滦河流域遥感反演降水产品高精度空间降尺度方法

以滦河流域为研究对象，对流域2018年GPM（global precipitation measurement mission）降水产品适用性进行评估；利用降水与海拔、经纬度和归一化植被指数（normalized difference vegetation index，NDVI）之间的相关性，构建基于PSO-BP（particle swarm optimization-back propagation）的GPM降水空间降尺度模型，得到2018年滦河流域空间分辨率1 km的降水数据。[JP]结果表明：原始GPM降水产品可以较准确地表达滦河流域降水，但总体存在降水量高估现象；以国家气象中心降水产品CGDPA（China gauge-based daily precipitation analysis）数据为基准，对空间降尺度前后的降水数据进行精度评估，发现在年、季和月不同时间尺度上，空间降尺度后的降水数据与CGDPA数据相关性更高，均方根误差更小，相对偏差值控制在±10%以内，[JP]这说明降尺度后降水数据空间分辨率和精度都更高。  

南四湖水体浊度高光谱定量反演模型

根据实测高光谱数据和同步水质检测数据,通过识别反演水体浊度的高光谱敏感波段,分别建立了原始光谱反射率模型、归一化光谱反射率模型、波段比值模型和一阶微分模型,并进行了验证。结果表明,4种模型的决定系数R2均在0.75以上,其中825nm处归一化光谱反射率模型和波段比值模型估测浊度精度较高,均方根误差RMSE分别为28.79NTU和24.23NTU。研究结果可以为南四湖水体浊度大面积遥感监测的业务化管理提供技术支持。  

流域干旱演化模拟与评估数字仿真系统研发

以新疆玛纳斯湖流域为例,将多源数据管理、干旱模拟评估、信息直观表达等技术相融合,研发了流域旱情演化与评估数字仿真系统。该系统具有多模式控制漫游、时空数据查询与显示、实体信息查询与显示、文字动态标注、多媒体仿真等基础功能,提供了干旱指数计算、干旱演化参数图形表达、干旱数据空间插值、干旱演化时空动态可视化等专业功能。  

耦合小波变换和偏最小二乘的悬浮物浓度和浊度高光谱建模方法

针对高光谱曲线中可能存在噪声以及传统半经验方法不能有效利用全部光谱信息的问题,提出了耦合Haar小波变换和偏最小二乘的水质遥感高光谱建模方法(HaarWT-PLS).利用该方法,对在南四湖获取的实测高光谱数据经分解尺度为3的Haar小波变换后,将原始光谱数据压缩到47个特征变量;随后利用小波变换重构的光谱数据建立了悬浮物浓度和浊度的HaarWT-PLS反演模型,并进行了验证.结果表明:HaarWT-PLS反演悬浮物浓度和浊度精度较高, 验证样本的均方根误差分别为25.05 mg/L 和20.10NTU, 平均相对误差分别为20.36 %和13.88 %.通过和单波段模型、一阶微分模型和波段比值模型进行精度对比分析,本文建立的Haar WT-PLS模型反演悬浮物浓度和浊度具有较高的精度和更好的稳定性.  

基于分布式水文模型SWAT 的缺资料地区水资源评价方法

气候变化和人类活动对流域水资源演变的影响程度不断加剧,对传统水资源评价技术方法提出了挑战。针对变化环境下缺资料地区传统水资源评价方法水量"还原"失真、水质水量评价分离、地下水和地表水评价分离等问题,本文采用了基于分布式水文模型SWAT的水资源评价方法,探讨了其评价原理、关键步骤和在缺资料地区的适用性等,并以西北内陆河玛纳斯河流域山区为例,比较了传统水资源评价方法和本文所用方法评价结果的差异。结果表明,本文所用方法在流域水资源评价精度、评价对象和水文要素的完整性、评价时段的灵活性上具有显著的优越性,证明利用具有物理机制的分布式水文模型有望实现水资源的动态、高效和快速评价,其评价原理可为水资源评价方法的改进提供一种新思路和技术支撑。  

分布式水文模型在短期水文预报中应用的可行性探讨

针对目前基于物理机制的分布式水文模型在短期水文预报业务中尚未推广应用的事实,论证了分布式水文模型在短期水文预报中的可行性.以第二类分布式水文模型SWAT为例,分析了水文过程的模拟原理、方法和基本步骤,提出了其在短期水文预报中应用所需的降水预报技术、降水数据的空间展布技术、“3S”技术、流域坡面离散技术、对人工侧支水循环的处理技术等关键技术,并指出了分布式水文模型应用于短期水文预报时存在输入资料不足、模型自身缺陷、计算精度和效率的权衡等局限性和不足,提出需要进一步加强水循环过程的机理研究,加强与气象模型的耦合研究及对“3S”技术的应用研究.