基于DEM的城市数字河网提取

针对人工河道开挖或DEM分辨率不足造成基于DEM提取的城市河网常与实际水系不符的问题,借助ArcGIS的缓冲区功能,改进了利用数字化河流湖泊网修正DEM的方法,以实际水系修正网格流向来提高水系特征提取精度,并根据排水管网规划布置即雨水实际汇流路径来提高子流域划分精度.在小清河流域济南段的实际应用表明,该方法可得到连续且与实际误差较小的河网,能满足水文模型模拟的需要.     

基于DEM的分布式水文模拟模型及应用

选择太湖流域西苕溪水系为研究对象,以数字高程模型为基础,利用地理信息系统软件从DEM数据中提取研究区域的河网信息,将自动划分的子流域作为水文模型的最小计算单元,结合三水源新安江模型理论建立了基于DEM的分布式水文模拟模型并进行了应用.结果表明,所建模型适用于模拟湿润山区的降雨径流过程.     

基于DEM的渭河大流域特征分块提取方法

受流域面积、DEM数据尺度、数据量和计算机性能的影响,无法直接整块提取大流域特征。对此,以渭河流域为研究区,基于DEM数据,依据坡面流模拟方法,使用ArcGIS软件中的水文分析工具,分块提取流域特征,再对提取的信息进行合并,衔接断裂河流和破碎的集水区,并通过拓扑处理,生成完整的流域数据。对比发现,提取的河网与实际河网较吻合,提取的流域面积精度较高,从而验证了该提取方法的可行性。     

封闭内流区域的子流域划分方法研究

对封闭内流区域而言,四周高内部低,水系主要向区域内部汇集,最终消散于湖泊。针对现有子流域划分方法划分封闭内流区子流域时,存在模拟河网提取错误、子流域上下游关系错误等问题,提出一种面向封闭内流区域的子流域划分方法,主要通过对DEM数据进行虚拟出口设置、虚拟河网绘制、流域边界加高3步预处理后再使用现有子流域划分方法实现,并以柴达木盆地为例进行子流域划分应用。结果表明,所提方法提取的模拟河网比较符合实际,且能正确提取出相对独立的四级区和整个柴达木盆地范围,为分布式水文模型模拟应用提供了技术支撑。     

基于DEM和分形理论的沱江流域划分及河网提取

基于数字高程模型(DEM),利用ArcGIS软件提取沱江流域边界和河网,结合分形理论分析了不同汇流累积阈值下河网分形维数和密度变化率特征。结果表明,沱江流域面积为27 434km~2;流域河网分形特征明显,分形维数介于1.200~1.280之间;河网密度及其变化率和分形维数及其变化率均与汇流累积阈值呈负相关,相关系数分别为-0.98、-0.88、-0.96、-0.60,表明利用DEM提取的河网主要受汇流累积阈值影响;河网提取阈值为30 000时最为合理,此时沱江干/支流总长度为4 453km,河网密度为0.168km/km~2;与传统方法相比,引入分形理论后,在河网提取时选择汇流累积阈值愈简便和快捷,结果愈精确。研究结果不仅改善了岷江和沱江水系划分结果,且为该地区流域划分和水文分析等提供了理论指导和实践参考。     

基于AGREE算法的河流水系提取

针对从DEM中提取河流水系时出现的平行伪河道及河道裁弯取直现象,以湖北省阳新县为例,应用AGREE算法输入数字化真实河流水系对DEM进行调整,并对比调整前后的模拟河流与矢量化的真实河流。结果表明,调整后的模拟河流与真实河流的吻合度更高,且消除了平行伪河道及裁弯取直现象。可见AGREE算法可解决从DEM中提取河流水系时的平行伪河道及河道裁弯取直问题,但需结合不同研究区的特点设定合适的参数。     

秦淮河流域河网特征提取

以秦淮河流域为例,阐述了Arc Hydro Tools提取流域河网的步骤和方法,分析了有(无)河网辅助条件下提取数字河网的效果,并探讨了利用Arc Hydro Tools 提取河网水系的特征,提出了基于ArcGIS Hydrology模块直接处理DEM数据的改进方法。结果表明,该方法有效提取了研究区域内的河网特征,与实际流域边界基本吻合。     

一种基于云图绘制的等高线生成方法

针对不规则三角网法在绘制等高线时仅在三边提取等高线控制点而出现控制点不足,从而导致绘制线形差的问题,提出了一种基于数据点高程云图对整个云图区域提取控制点的等高线绘制方法,首先利用OpenGL图形库提供的丰富的图形程序接口,根据距离最短和角度最大原理,建立数据点不规则三角网(TIN)模型;然后将数据点高程和颜色RGB值一一对应,实现数据点高程云图的生成;最后遍历数据点高程云图,按高程对应的颜色值提取等高线控制点,连接具有同一颜色值的控制点完成等高线图的绘制。实例应用结果表明,运用该法绘制等高线扩大了控制点的搜索范围,增加了等高线控制点的数量,使绘制的等高线图的线性较好,且与实际地形较符合。     

基于ArcGIS-Matlab的流域集水面积阈值确定方法

为准确判定流域的最佳集水面积阈值,基于重庆市梁滩河流域12.5m精度DEM,利用ArcGIS水文分析工具提取流域河网水系,并分析了河网(河源)密度与集水面积阈值的相关性。结果表明,河网(河源)密度随集水面积阈值的增加而降低,且当阈值超过2 000时,其下降速度由急剧变为缓慢;采用幂函数可较好表示河网(河源)密度与集水面积阈值之间的关系,判定系数均达0.998;利用离散程度差异法并借助Matlab的运算程序可快速判定梁滩河流域的最佳集水面积阈值为2 400。     

基于DEM的分布式汇流模型及其在洪水预报中的应用

基于数字高程模型,并结合国外在河网水系提取的研究成果,归纳出提取河网水系的方法,并将其应用于实际的水系提取.建立了流域尺度的概念型分布式新安江模型,该模型在栅格单元中采用新安江模型作产流计算,根据单元的不同属性 （坡地、河道）及所推求的汇流时间场建立汇流模型.将此模型应用于淮河黄泥庄以上集水区域,对黄泥庄站的洪水过程进行了模拟研究,模拟结果符合洪水预报的规范要求.     

SWMM模型在深圳市民治河流域的应用

以深圳市民治河流域为研究区域,对组成排水系统的排水管网、道路和河道水系进行合理概化,构建了基于ArcGIS的排水系统数据库。利用流域DEM、街区和道路分布图在ArcGIS中对民治河流域进行子汇水区划分。由此基于双层排水系统思想构建民治河流域SWMM模型,并采用6场实测降雨资料对该模型进行验证,所得内涝淹没位置与实际调研情况基本相符,表明所建模型具有良好的精度和可靠性;分别对重现期为1、2、5、10、20年的设计暴雨情形下管道超负荷、节点溢流等情况模拟表明,该模型较好地评估了该流域排水管网的排水能力,为区域防洪排涝管理、调度、规划和雨洪资源利用提供了决策依据。     

基于BP神经网络的大伙房水库洪水预报

鉴于大伙房水库洪水预报模型为集总式模型,其参数不仅需要优选法选定或人工试错法确定,还需要实时校正,因此根据大伙房流域特点提出了一种半分布式BP神经网络洪水预报模型,实现了模型中参数的自动率定,且由于其半分布式的特点还规避了原集总式模型的部分劣势。即采用DEM和ArcGIS根据水文站及自然流域分水线划分流域,创建BP神经网络,然后应用于各子流域断面及入库断面,预报其流量值,并在每个网络中均运用逐步回归分析法对输入层数据进行筛选,以得到影响最显著因子。将所建模型应用于大伙房水库,预报精度较好,可用于大伙房水库的正式预报。     

平原河网区最优化汇流单位线法及其应用

针对利用现有单位线方法模拟平原河网区汇流特性难以得到较好结果的问题,在传统单位线方法的基础上,根据平原河网区的实际特点,基于河网多边形和河道水位资料,提出了适用于平原区的单位线模型。通过对典型区域的平原区单位线进行率定和缩放,获得了适用于平原河网的平原区单位线,并利用太湖流域1998年和2000年的水文资料进行建模和验证。结果表明,平原河网区最优化汇流单位线法能基本消除太湖流域的洪峰(水位)滞时误差。     

分布式洪水预报模型在漳卫河流域的应用

为提高漳卫河流域的洪水预报水平并为防洪调度数字化提供技术支持,对漳卫河洪水预报开展了研究,基于分布式洪水预报模型(EasyDHM),选取流域数字高程图(DEM)、土壤、土地利用及水文气象资料进行建模和参数率定,并通过场次洪水对模型进行了验证。结果表明,该模型预报精度较高、实用。     

平原河网区坡面汇流分布式单位线研究

针对平原河网区无明确汇流控制断面,无法采用传统方法直接率定汇流参数的问题,综合河网多边形和地貌单位线理论,采用坡面汇流计算中不同滞留时间的水流面积按比例分配的方法,获得了以汇流速度为唯一参数的平原河网区坡面汇流分布式单位线。结合太湖流域1998、2000年的水位资料对分布式单位线进行率定和验证,结果表明分布式单位线的水位计算过程与实测过程吻合,可运用于平原河网区计算。     

传统新安江模型在流域分布水文模拟中的应用

结合传统新安江模型的特点,基于DEM数据,借助GIS空间分析功能,提出了采用流域—产汇流分区—单元面积的流域空间离散法,给出了模型参数空间化的方法,以期使该模型更好地适应流域分布式水文模拟。