黄河口三维GIS设计与实现

利用ArcScene和ArcGlobe来组织三维场景数据,把ArcGIS Engine作为二次开发平台,在VS.NET 2005集成环境下,采用C#语言进行黄河口三维GIS的设计与开发.黄河口三维GIS具有场景配置、图层管理、三维查询、动态模拟、飞行漫游、书签管理等六大功能,实现了三维地形场景的组织和对黄河三角洲的三维浏览与信息查询,可对海岸线、等深线、断面等多年历史数据进行管理,能完成对海岸线变迁和冲淤演变的动态模拟与演示等.     

黄河流凌过程三维动态可视化系统设计与实现

为实现流凌过程的三维可视化展示,提出一种基于冰水动力学原理的黄河流凌过程三维动态可视化系统的实现方法,通过二维冰水动力学模型模拟流凌演进过程,采用3DMAX多边形建模技术创建冰凌实体三维模型,结合Unity3D技术和C#语言实现二维模型计算成果的三维动态表达。通过界面设计与系统功能开发使该系统具有场景漫游、显隐控制、信息查询、二三维一体化展示等功能,展示效果真实感强、交互性好,实现了对黄河内蒙古河段头道拐弯道流凌过程的三维可视化展示。     

黄河凌情预报研究与防凌需求

根据黄河历史凌灾情况和近十几年凌情特点,总结了黄河防凌减灾工作的重要性,阐述了凌情预报对防凌减灾决策的技术支撑作用;在此基础上,结合黄河凌情预报技术现状和防凌减灾技术发展趋势,提出未来黄河防凌决策对凌情预报的技术需求,建议在连续河道地形测量、河道冰凌观测和变动河床冰凌过程研究的基础上,将水文热力学预报模型与冰水动力学模拟模型相结合,建成黄河宁蒙河段冰凌预报模型系统,实现黄河宁蒙河段冰凌过程的连续滚动模拟和预报,更好地为黄河防凌决策提供技术支持。     

黄河冰凌监测技术研究进展

该文介绍了黄河冰凌监测的三大主要技术手段：遥感监测、地球物理监测和计算机模拟预报。遥感监测范围大,时间分辨率高,其中以MODIS光学传感器在黄河冰凌监测中应用更为普遍;地球物理监测实时性强、监测成本低、监测精度高;计算机模拟预报技术反演能力强,但对历史数据依赖性强。通过三大技术手段的整合与综合运用,可以显著提高黄河冰凌监测和预警能力。     

赣州水文三维虚拟电子沙盘系统设计与实现

随着水文站点的数量及其观测要素的不断增多,数据综合管理的难度加大,迫切需要寻求一种新的水文站点管理方式.本研究基于三维GIS平台,在物联网、多源数据集成、虚拟现实等技术的支持下,构建赣州水文三维虚拟电子沙盘系统.系统主要包含水文站网一张图建设、水文监测要素查看、三维场景浏览、水文分析模拟、富媒体场景展示等功能.实践表明:该系统对于赣州山洪灾害防御、水文测报和分析决策具有重要的示范意义.     

梧州至思贤滘三维虚拟仿真平台的设计与应用

从平台构成的角度阐述了三维虚拟仿真平台的框架设计,重点介绍了场景模型的分开载入、洪水淹没过程模拟、溃堤分洪过程模拟、污染物输移扩散模拟和粒子流场动态模拟等关键技术环节的实现方法,并基于三维图形引擎OpenSceneGraph构建了集计算机、数据库、三维虚拟仿真、水动力数学模型等多种技术于一体的三维仿真平台,平台在珠江流域西江梧州至思贤滘河段中得到应用。     

基于共享资源的灌区三维地理场景构建

在三维虚拟场景中进行灌区日常任务的模拟优化、设计分析更符合人们的认知习惯,能提供更丰富的展现手法与更多的信息量,可以弥补传统方法难以表达复杂、宏大场景、资金投入大、持续周期长等不足。综述了用来构建三维虚拟场景的技术,并提出综合利用GIS(Geographic Information System)、RS(Remote Sensing)技术、虚拟现实技术,基于共享资源,采用数据融合、混合建模、交互式一体化建模等方法来构建灌区三维虚拟环境的技术路线。该技术路线较为简单、快捷,能充分利用、发挥共享资源的作用,不需要构建特殊硬软件环境就能满足灌区日常运行与管理的需求。构建的灌区三维虚拟场景对提升灌区服务管理水平与科学决策能力具有借鉴意义。     

基于skyline的渭河下游洪水演进三维可视化系统研究

本文以二维洪水演进模拟研究提供的水文数据和三维场景数据为基础,以skyline为开发平台,进行组件式开发,采用了B／S网络体系结构,将水文栅格数据和场景数据集成到可视化系统中,构建了渭河下游洪水演进三维可视化系统,模拟了渭河下游典型洪水的三维动态演进过程,再现了洪水淹没场景,实现了实时汛期查询分析,为防汛管理提供了决策支持。     

基于三维仿真的河道修防技术育训场景构建

针对河道修防实训教学和技术培训中的时空受限问题,提出三维仿真育训教学新模式.对其中最为核心的三维仿真场景构建工作,从设计场景模块、分析建模关键技术优劣势出发,结合不同场景的功能需求、数据来源和数据特点,匹配最佳建模技术,综合构建河道修防技术育训场景.为开展基层河湖管护技术人员教学培训提供情境式、沉浸式、交互式实训载体,...     

淮阴竹络坝灌区三维虚拟地理场景构建关键技术研究

针对灌区三维虚拟场景构建的多源异构数据,提出了支持灌区水工建筑物三维模型(BIM)与三维虚拟地理场景模型(3D GIS)构建数据采集总体技术路线与技术方法;从宏观尺度灌区地理场景与微观尺度水利设施内部场景可视化2个方面研究了三维虚拟地理场景构建方法;对涉及的基于Cesium的地理场景高效渲染、三维地形模型与水利工程模型无缝融合、水系线性要素空间建模、闸口等点状物建模、水文要素的动态渲染、多尺度模型加载关键技术问题提出了解决方案.根据淮阴竹络坝灌区的特点,采用了"GIS+BIM"融合模式构建了灌区三维虚拟地理场景,为数字灌区建设奠定了基础.     

基于直方图均衡化的渠道冰凌密度计算

为了完成冬季安全输水与发电任务,同时防止冰塞等凌汛灾害,对渠道冰凌进行实时监测是十分必要的,如何准确地计算出冰凌密度更是监测分析的关键技术。通过MATLAB对冰凌监测图像进行直方图均衡化处理,运用最大类间方差法计算出最佳阈值,从而区分出冰凌与背景,进而得出冰凌密度,并与实际冰凌密度进行比较。结果表明:基于直方图均衡化的冰凌密度计算结果与真实的非常吻合,并且在光线较弱的环境下同样适用,可为防凌减灾预警提供了可靠依据。     

龙口公路桥对防洪、发电及防凌的影响评价

对修建龙口公路桥前后不同频率洪水以及正常发电流量进行河段水面线计算，得到桥梁上游的壅水程度，以此分析桥梁对防洪和发电的影响；根据黄河上游已建工程下游的冰凌情况以及万家寨水库建成后本河段冰情的变化，分析桥梁对本河段冰盖的形成和流凌下泄产生的影响。     

输水渠道冰盖增厚物理模型试验相似律研究

随着南水北调中线工程冰期输水相关问题研究的深入,理论研究成果亟需物理模型试验和原型观测数据的支持和验证,由于原型观测难度较大,且影响因素不可控,物理模型试验方法成为解决冰水力学问题的有效途径。现在国内外学者开展冰水力学模型试验的成果基础上,结合冰水力学理论研究成果,对以冻结模型冰为试验材料的输水渠道冰盖增厚物理模型试验相似律展开研究,并通过物理模型试验进行了验证。研究表明:冰凌下潜临界流速的比尺为λ0.5,水力加厚冰盖沉积厚度的比尺为λ,均遵循重力相似准则;对于力学加厚冰盖,由于冰凌黏结力不遵循重力相似准则,结冰期需设法控制黏结力;融冰期可按照重力相似准则设计,但需控制环境温度在结冰点以上,以减小冰凌间的黏结力;因此输水渠道冰盖增厚物理模型试验宜采用冻结模型冰为试验对象,试验应按照重力相似准则进行设计。     

寒区工业取水口防冰工程新方法的研究

寒冷地区火、核电厂的取水口或取水流道在严冬季节易受到冰块或水内屑冰堵塞，电厂将因取不上水或取水量不够而被迫停产或减负荷运行。本文探讨利用电厂自身排出的含水量废热的温排水缓解取水口及取水流道上的冰情，给出了温排水的融冰能力估算方法，并以我国丹东电厂温排水缓冰工程为例进行了试验研究，所得结论可用于寒带地区的火、核电厂及其他工业用水的取水口工程的防冰、缓冰设计。     

南水北调中线工程渠道防冻胀设计中的几个问题

南水北调中线工程由南向北，从气候温和区走向寒冷区。在寒冷区，输水总干渠及其下级分于渠每年冬季都将遇到渠床冻结、渠道冰凌对渠道工程的冻害和冰害问题，严重影响调水的输水安全。因此，在工程设计、施工和运行阶段，必须搞好防治冻害和冰害的工作。针对河北省的冻害、冰害特点，依据有关规范和资料，阐述渠道工程防治冰冻害的重要性及其工程和非工程措施。     

寒冷地区水利水电工程施工期冰问题及对策

本文根据寒冷地区水利水电工程施工期所遇到的冰问题，提出了相应的时策，为以后类似工程施工期安全渡凌提供了分析思路争可供借鉴的工程措施及非工程措施。     

加厚冰盖渗流对渠道输水能力的影响

输水渠道冰期输水能力日益成为工程运行管理、学者研究关注的焦点。输水能力的研究不能仅仅局限在正常输水期(明流期和封冻期),还应该考虑非常工况下工程的输水能力,比如流凌期的输水能力。普遍认为流凌期输水能力将可能成为束缚冰期输水能力的瓶颈。为提高流凌期输水能力,可以采用加厚冰盖下的输水方式运行。通过理论分析和物理模型试验相结合的方法,针对加厚冰盖渗流对输水工程冰期输水能力的影响进行了研究,结果表明:由于结冰期加厚冰盖孔隙率较大,其渗透系数大于融冰期加厚冰盖;冰凌形状系数t/L对加厚冰盖渗透系数影响较小;随着冰厚的增加,加厚冰盖渗透系数逐渐减小,尤其当冰厚小于0.1m时,渗透系数衰减迅速;随着渠道总流量的增加,加厚冰盖渗流量相应增大,但是渗流量在总流量中的比重却随总流量的增大而减小;加厚冰盖渗流在渠道输水流量中所占比重很小,一般情况下,对输水渠道冰期输水能力的影响可以忽略不计。     

融冰期加厚冰盖糙率物理模型试验研究

流凌期输水能力可能成为制约输水工程冰期输水能力的瓶颈,而流凌期允许冰凌下潜,采用加厚冰盖下输水方式运行可以有效提高工程输水能力。加厚冰盖糙率的合理选择直接影响加厚冰盖形成后渠道水位和过流能力计算的正确性,但是加厚冰盖的糙率受到多种因素的影响,见刊的实测资料中,其糙率分布范围很宽。现以冻结模型冰为试验材料,以南水北调中线工程总干渠为原型,通过物理模型试验研究得到:输水渠道融冰期加厚冰盖形成初期糙率约为0.029,以供南水北调中线工程冰期输水调度和冰害防治提供参考。试验研究同时表明:水力加厚冰盖底面的最大水流弗劳德数取值0.09是合适的;力学加厚冰盖前缘都是水力加厚类型的,其长度大约与水面宽度相近;力学加厚冰盖形成和发展的过程是这样的一个循环:前缘发展→推挤增厚→前缘发展。     

小流域综合治理在水土保持中的特殊作用及发展途径

小流域综合治理在水土保持工作中的主要作用是 :提高土地生产力 ,使土地结构趋于合理 ,具有明显的拦沙效果 ,减轻水旱灾害等 .根据中国的具体情况 ,提出了几条对策 ,包括搞好农田基本建设 ,发展林果业 ,搞好植被建设和水土保持产业化 ,全方位综合治理等 ,以达到生态效益、经济效益、社会效益的互相统一 .     

河流水文学若干研究领域的回顾与展望

就 2 1世纪的产汇流理论、流域定量地貌、河流洪水、河流泥沙、河流热状况与冰情、河流资源利用、河流水质与河流生态环境等河流水文学主要研究领域的发展前景作了初步的展望 :要进一步揭示不同气候和下垫面条件下的产汇流规律 ,研制预测功能强的流域水文模型 ,发展和应用数字流域 ,深入揭示复杂条件下的洪水运动规律 ,提出高精度的分析计算方法 ;水流动力学与泥沙动力学相耦合的产沙计算方法将得到实际应用 ,河流输沙机理将进一步被揭示 ;继续探索河冰形成及河流冰情变化的热力学和水力学机理 ,完善冰凌数学模型 ,进一步揭示河流水流挟带污染物质的运动机理 ,完善水质模型 ,提高计算精度 ;要采用多学科综合的手段 ,深入探讨人类活动对河流生态系统的影响