SRTM DEM数据提取河网方法及影响因素研究

从数字高程模型（Digital Elevation Models,DEM）直接提取河网及相关流域信息,是分布式水文模型开发与应用的基础。珠江三角洲地区是中国经济最发达的地区之一,是世界上公认范围最大、结构最复杂的网河流域。研究该地区河网分布及流域特征,对于流域的整体规划和水资源的有序配置具有重要意义。文中首先讨论了基于栅格DEM取流域河网水系特征信息的基本方法;然后基于SRTM DEM数据,以珠江三角洲地区为例给出了利用Arc/Info实现河网提取的具体步骤,实现了大范围区域内的流域特征信息的快速提取;最后对比分析珠江三角洲分流域河网特征。     

一个基于DEM的数字河网体系提取算法的应用

基于DEM提取数字河网是一种高效率获取河网信息的方法,D8算法由于直观简单,成为数字河网提取中应用最为广泛的模型之一.介绍了D8算法模型的基本原理、计算步骤以及流域水系提取阈值设定等问题,并采用这一模型对烟台市大沽夹河网DEM数据进行数字河网体系的提取,对提取的数字河网体系进行了检验.研究结果表明,在算法中不同的流域应取不同的阈值,所取阈值的范围对提取出的河网密度、精细度等有着巨大的影响.最后,指出这个算法所存在的缺点.     

基于DEM的数字流域河网编码方法研究

数字流域模型中基于二叉树理论的河网编码方法能够实现任意河段的直接定位和高效的拓扑运算.论文首先讨论了利用DEM提取河网的基本原理,然后根据二叉树二元编码规则完成数字流域的河网编码.     

一种基于TIN的多尺度流域河网提取算法

多尺度水文模拟是水文研究的重要领域,多尺度的流域河网是多尺度水文模拟的基础,而现有基于TIN提取算法存在河道定义单一、未处理平坦区域及不支持多尺度等不足。提出一种基于TIN的多尺度流域河网提取算法,定义谷线河道、重心—重心河道和重心—谷线河道等流域河网特征;利用回溯的方法确定平坦区域三角形的流向,进一步确定平坦区域的河道;定义基于TIN数据的汇水面积的概念,用以实现空间多尺度流域河网的提取。设计河网的二叉树拓扑结构和编码方案及算法,用于构建流域河网的空间拓扑结构为水文研究提供接口。研究及实验结果表明,提出的算法提取出的流域河网与地形数据中的实际河网吻合。     

基于DEM的干旱区河网系统模拟--以柴达木盆地流域为例

数字地形模型是模拟现代环境过程的重要工具,建立具有高精度的数字高程模型成为构建分布式现代过程模型的重要内容,其中河流网络构成了流域水文模型的重要参数。根据Shreve与Strahler提出的流域结构图,进行了基于DEM的河网系统自动提取的应用研究。以柴达木盆地为例,分析1：250000与1：1000000比例尺地形图数据所建立的数字高程模型。相比较而言,在构建TIN模型中,样条插值方法在等高线内插分析中具有更好的效果;水流方向矩阵计算中格网的大小对结果有很大的影响,在地形复杂的地区表现更为明显,主要表现为随格网变大而河网系统更密集;提取河流网络的计算阈值取全流域累积矩阵的平均值,可以得到最好的图形效果。     

都江堰市白沙河子流域划分与水系提取研究

文章以四川省都江堰市白沙河流域为研究对象,采用10×10m分辨率的DEM为基本地形数据,应用ArcGIS水文分析模块对该流域进行水系提取与子流域划分工作。率定不同的集水栅格阈值,分别将提取得到的水系与实际水系进行对比,结果表明集水栅格阈值为5000时提取的水系与实际河网最接近,说明0．5km。是该地区形成河网的集水面积阈值。在进行子流域划分汇水阈值取值时,如果仍采用与生成河网相当的阈值,则生成的子流域过多不利于做更深的水文分析。当集水栅格阈值取50000,即子流域面积为5km。时生成的子流域较为合理,以此将研究流域划分为37个子流域,为进一步的水文分析提供了流域基础数据。     

RSI River Tools系统及其应用介绍

River Tools是Research System Inc. 研制的基于数字高程模型（digital elevation model,DEM)的流域地表水文要素特征信息（如单元网格流模式、河网拓扑结构、流域及子流域边界等）提取、分析与可视化显示的专业分析系统。值得一提的是，它是用RSI知名的研究与开发系统－交互式数据语言（Interactive Data Language,IDL）开发的且与之高度集成，其所有的例程均可在 IDL集成开发环境（IDLDE）中调用，这样就为研究者提供了一个从数据获取、分析到高级应用开发的良好手段。文中简要介绍了该系统的主要功能，并就其在水科学领域中的应用（如流域河网水文水质数值模拟）作一些初步的探讨。     

基于DEM的干旱区河网系统模拟——以柴达木盆地流域为例

数字地形模型是模拟现代环境过程的重要工具,建立具有高精度的数字高程模型成为构建分布式现代过程模型的重要内容,其中河流网络构成了流域水文模型的重要参数。根据Shreve与Strahler提出的流域结构图,进行了基于DEM的河网系统自动提取的应用研究。以柴达木盆地为例,分析1∶250 000与1∶1 000 000比例尺地形图数据所建立的数字高程模型。相比较而言,在构建TIN模型中,样条插值方法在等高线内插分析中具有更好的效果;水流方向矩阵计算中格网的大小对结果有很大的影响,在地形复杂的地区表现更为明显,主要表现为随格网变大而河网系统更密集;提取河流网络的计算阈值取全流域累积矩阵的平均值,可以得到最好的图形效果。     

基于SRTMv4的异龙湖流域地形因子提取

以最新SRTMv4版DEM作为基础数据,选择异龙湖流域为研究区域,利用ArcGIS 10平台中的水文分析扩展模块提取异龙湖流域的流域边界和流域水文特征两方面的流域地形因子。根据提取结果与获取到的实测数据进行有效性检验:①与实际调查数据的水系网和1∶5万水系图对照比较,发现基于SRTM DEM所提取出的流域地形因子等信息是合理有效的。②与1∶5万DEM所提取流域水网进行对比发现基于SRTM DEM所提取的数据精度较为满意,在相同河网密度情况下,基于SRTM的DEM与1∶5万DEM的水网细节表现高度一致,具有可靠性。     

基于SRTMDEM的流域特征信息提取——以鄱阳湖流域为例

基于DEM数据提取水文特征因其快速高效,得到了广泛的重视和应用,然而由于传统测绘DEM数据高程获取的问题,提取的水文特征结果的精度不甚理想.本研究选用遥感手段获取的、经过SWBD水系数据预处理的SRTM DEM数据,利用D8水系提取算法实现了鄱阳湖流域的边界提取和亚流域划分.提取结果表明,应用遥感源地形数据提取流域水文特征具有较高的精度和效率,显示了遥感面源数据在更新水文研究基础数据中的优势.     

基于流水线模式的河系径流预报并发计算研究

在河系径流预报计算中,一方面受单站水文过程计算复杂性影响,另一方面下游站点依赖上游关联节点,现有洪水预报系统在河系预报计算时多采用串联模式进行计算。这在河流系预报节点较多、模型方法略为复杂时,计算效率较低。为突破河系径流预报计算效率瓶颈,本研究引入流水线并行模式,对河系径流预报站点初始化、单元产汇流计算、河道洪水演算、校正分析等模块进行拆解,构建流水线式工作站,将径流预报站点按水力联系连续入站,实现河系节点集径流过程的平行并发计算。选取淮河正阳关以上流域50余断面进行了模拟试验,结果表明：研究构建的并发计算方法计算结果可靠,较串行结构效率提升超3倍,可满足洪水预报实时性要求、尤其适用于B/S模式对系统响应效率的需求。     

A Reduced Parameter Stream Temperature Model (RPSTM) for basin-wide simulations

Water temperature is a crucial variable that shapes biological communities and controls rates of ecosystem processes in rivers. Fully parameterized heat balance models have been used to provide accurate estimates, but high parameterization costs make them difficult to apply at basin-wide scales. As parts of a collaborative modeling project to address future impacts of climate and land-use management on the Muskegon River, we developed a Reduced Parameter Stream Temperature Model (RPSTM), a mechanistic, spatially explicit but easier to parameterize model. Here we describe and test RPSTM's applicability by conducting a series of daily water temperature simulations (1985–2005). RPSTM performed well along the river network. The predictions were most sensitive to air temperature, depth, and solar radiation, but relatively insensitive to rates of surface runoff. This modeling approach is easily integrated into complex multi-modeling systems to evaluate effects of long-term changes in watershed hydrology, climate, and land management across river networks.     

新型防洪决策支持系统仿真研究

该文针对长江防洪的突出问题,提出了充分利用现代信息网络技术构建数字长江防洪决策支持系统的新思路。阐明了该系统的三层体系结构,即由数字长江基础信息平台、防洪减灾综合仿真系统、辅助决策指挥系统组成,进一步论述了该系统的八大功能和特点。防洪减灾决策的群体性、交互性、分布性、实时性是数字长江防洪决策支持系统的显著特征,它将有利于提高长江防洪数字化和智能化的科学管理水平,最后对该防洪决策支持系统的应用前景进行了预测和展望。     

基于实测河网的河流编码算法研究

提出了直接对实测河网进行河流编码的思想,设计并实现了基于实测河网的编码算法.解决了实测河网编码过程中出现的双线河转换、河段流量确定、拓扑结构描述等难题,提高了河流编码的实用性。通过对长江等流域的编码测试,验证了本文所提出方法的有效性。     

太湖湖滨敏感区的土地利用遥感分类研究

近年来太湖流域水体污染日趋严重,土地利用是重要的环境变化影响因子,对太湖湖滨敏感区土地利用分类研究具有重要意义。研究基于2010年ALOS多光谱遥感影像,以太湖流域上游的武进港、直湖港流域为研究区,根据研究区实际状况和研究目的,建立太湖流域上游湖滨敏感区的土地利用/土地覆被分类系统,并用于该地区的面向对象遥感分类,研究通过影像的多尺度分割,获得不同层次的影像对象,在不同层次设置对应的分类规则,以充分利用影像中地物的光谱、纹理和不同层对象相互关系等信息,从而提高分类效果。研究表明:在面向对象多尺度影像分割的基础上,基于决策树建立多个分类规则的分类方法,能够有效提取建设用地、道路、水体等几类信息,分类总体精度达到88.00%;同时,该地区主要土地利用类型如耕地、农村居民点和城镇居民点的分类精度也较高,这也表明该分类方法对整个太湖流域以及其他平原河网地区的土地利用相关研究具有一定的实用价值。     

滨江复杂河网地区水环境调控仿真模拟系统研究

为满足滨江河网地区人民群众对河流防洪安全、水环境、水生态、水景观等要求,达到水资源调用效益最优化,基于自主研发的GIS平台,实现滨江复杂河网地区水文、水动力及水质模型的耦合,集构模、连库、计算、调试和展示等为一体.通过Web Services接口设定调度预案及预报期边界条件,驱动预报调度模型进行计算,并直接获取预报调度...     

基于光电一体化技术的智慧河道管控

为实现河道安全区域人员监控,根据智慧河道管控实际需求,需要实时跟踪判断警戒区域内运动目标越界等行为并进行预警.基于光电一体化技术设计智慧河道管控方法,提出采用光电数据融合进行运动目标检测,采用卡尔曼滤波算法进行目标轨迹跟踪预测,并在梧桐山河智慧河道管控系统中进行实践应用.实践应用表明:基于光电一体化技术的智慧河道管控方...     

秦淮河流域东山站洪水位预报模型研究

为了提高秦淮河流域洪水预报的水平,对东山站洪水位过程预报模型进行深入研究。采用线性动态系统模型与BP人工神经网络模型建立东山站洪水位逐时段预报模型,采用2010—2015年及2016—2017年汛期秦淮河流域实测雨量和东山站水位资料对模型进行率定和验证。结果表明:东山站洪水位逐时段预报的BP人工神经网络模型相对于线性动态系统模型具有较高的精度;相对于一维河网水动力模型,简单实用。