基于GIS技术的生态需水量化研究

由于区域生态环境问题的差异,目前生态需水研究在概念和计算方法上都存在一定的差别.在界定生态需水的概念及内涵后,阐述了生态需水量化方法,其中河道外生态需水计算过程与GIS技术相结合.在对研究区域进行生态分区的基础上,通过RS技术、GIS技术生成数字土地利用图,提取计算所需的土地利用资料,使得计算在精度和效率上有了新的突破.最后,在石羊河流域进行实例应用分析,对本文的理论方法进行验证.     

基于DEM的黄河多沙粗沙区分布式水沙耦合模型研究

基于栅格型DEM数据,提取数字水系和空间拓扑信息,构建由水文模块和泥沙模块两部分组成的黄土高原多沙粗沙区小流域分布式水沙耦合模型.以黄河无定河水系岔巴沟流域为例,应用所建立的模型对该流域1970年～1989年11场洪水进行流量沙量过程模拟.其中10场洪水模拟的确定性系数在0.7以上,11场洪水的含沙量模拟相对误差都在15%以下.结果表明,模型具有一定的计算精度,一定程度证实了所研发模型的结构、参数和计算方法的合理性.     

黄土高原变绿对黄河中游延河流域径流演变的影响估算

近年来,黄土高原变绿对黄河中游,特别是黄土高原的径流演变扰动显著且影响强烈,估算其影响对保障区域水安全与黄河流域高质量发展意义重大。基于1959～2016年黄河中游延河干流延安水文站控制流域(以下简称“延河流域”)径流量及同期面降水量,识别了径流演变的变异年份,分析了径流与降水和土地利用/覆被变化间的响应关系,定量估算了黄土高原变绿对延河流域径流非一致性变化的影响。结果表明:延河流域在1970、1996年发生了径流变异,总体呈现衰减趋势; 若以1970年之前径流过程为参照基准,则可得统计期内降水变化导致径流减少2.8×10⁸ m³,贡献率为18.1%; 1971～1995年,延河流域径流主要受以水利工程建设为主导的人类活动影响,驱动径流减少4.75×10⁸ m³,贡献率为30.6%,之后径流变化由新增人类活动和植被恢复为主导的黄土高原变绿联合驱动,贡献率分别为3.7%和47.6%。综上所述,黄土高原变绿正在成为驱动延河流域径流减少的主要因素,潜在威胁着黄土高原未来的水资源安全与社会发展。     

数字散斑相关的亚像素搜索方法比较

针对数字散斑相关方法中的二次曲面拟合、高斯曲面拟合、双线性插值、梯度法等常用的亚像素搜索技术进行了研究,建立亚像素搜索实验系统,对上述亚像素搜索技术的精度和效率进行了比较分析.结果表明,在上述几种方法中梯度法的搜索精度最高.     

3S技术在流域产流量预报中的应用

降水量、蒸发量、土壤蓄水量及雪冰的融水量是流域产流量预报模型的输入值,它们的观测精度和预见期直接决定着流域产流量的预报精度和预见期.论述了3S技术在流域降水量、蒸散发量、土壤蓄水量、雪冰融水量观测方法中的具体应用情况,分析了3S技术在应用过程中相对于传统方法的优势及其应用前景.     

缺资料流域的非点源污染模拟研究

针对非点源污染模型在缺资料流域应用较为困难的问题,以赣江袁河流域为例进行研究。通过插补延长、参数移用等技术手段处理分析,构建了基于分布式SWAT模型的袁河流域非点源污染模拟方案。对流域内水量、泥沙及主要污染物氨氮（NH3-N）和总氮（TN）模拟计算结果显示,纳西效率系数和相关系数基本达到0.7以上,模拟精度较为满意,说...     

分布式陆面-水文模型在淮河流域的应用

分布式水文模型是模拟地表径流、研究流域水循环的有效手段,以淮河流域为研究对象,利用数字高程DEM(digital elevation model)、全球植被覆盖数据、土壤结构资料等构建气象数据驱动下的分布式陆面-水文模型,根据1980-1982年淮河流域水文站实测数据进行模型参数率定,采用相对误差、确定性系数和Nash效率系数作为衡量指标来验证模型的模拟精度,并对比淮河流域主要水文站实测逐日径流量与模拟值,分析该模型对洪水流量的模拟效果.研究结果表明,该分布式陆面-水文模型具有较高的模拟精度,能较好地模拟流域水文过程,可用于变化环境下的水循环过程模拟和流域水文响应研究.     

GPS-RTK配合全数字测深仪在南海涂围垦工程中的应用

采用先进的GPS-RTK技术配合内置导航软件和测深软件的全数字测深仪进行作业.既可满足精度的需要,也简化了作业过程,提高了效率.在对南海涂围垦工程进行水下地形测量、水下断面测量等方面的具体应用中,分析论证了影响水下地形测量精度的一些因素并提出了相应的应对措施.由此凸显出GPS-RTK配合全数字测深仪进行水下地形测量作业的极大优越性,并证明该项技术手段先进,方法可行.     

黄土高原小流域人居环境研究的新途径

通过反思传统规划方法，指出在黄土高原脆弱生态环境下的可持续人居建设中，传统理论方法的贡献是有限的。提出并阐述了以小流域人居环境为基本单元和突破口，分步骤实现流域一区域一地域人居环境三层次发展的新构想，以及小流域模式的可行性研究方法和技术路线。     

DHSVM模型在南小河沟的适用性研究

以位于黄土高原沟壑区的南小河沟流域作为研究对象,基于实测资料,构建了南小河沟的DHSVM模型,在南小河沟建立了一套合理的参数选值方案,给出了5个影响径流的敏感参数的参考值,为该流域的水文模拟提供了参考。探讨了DHSVM模型在该流域的适用性,结果显示模型能够较准确地模拟该流域的径流过程,率定期(2003—2005年)的纳什系数ENS为0.75,相对误差Er为12.74%;验证期(2006—2007年)的纳什系数ENS为0.68,相对误差Er为9.42%。率定期和验证期的纳什系数均大于0.65,相对误差均小于15%,模拟的结果较好,模拟精度也满足要求。因此DHSVM模型在南小河沟流域具有一定的适用性。     

基于DEM的岷江上游数字流域的离散化

流域地形与土地覆被类型离散化是构建分布式水文模型的关键问题之一，文中通过地形坡向分析技术在栅格DEM基础上生成数字化的流域水系和流域边界，按照流域地形特征将整个流域从空间上划分成多个自然子流域；在每个子流域内部，通过土地利用和土壤分布数字地图的叠加，生成体现单一土地利用类型和土壤类型组合的水文响应单元，并将研究区岷江上游流域离散为31个子流域，136个水文响应单元(HRU)，实现了数字流域的空间离散化，为构建分布式水文模型奠定了基础。研究表明：河道面积阈值的大小决定了离散子流域数目，也决定着水文响应单元的数量，具体流域的阈值需要进行比较分析来确定。     

数字湖泊空间分析模型与多尺度数据组织

在数字湖泊系统建设中存在着大量的综合应用和决策分析问题,而空间分析模型和算法是开展上述工作的基础.本文首先分析了数字湖泊地理空间分析的特性和基本方法,研究了紧耦合和松耦合两种建模方式;然后对湖泊区域数字地形的多尺度表达问题进行了研究,最后提出了湖泊区域不同尺度空间数据的组织方式和数据库建立的方法与技术路线.     

鄱阳湖流域生态系统管理框架

鄱阳湖流域内水环境污染、水土流失、土地退化、自然灾害、矿区生态环境破坏等重大生态环境问题,不仅影响长江中下游的生态环境,同时制约流域内社会经济的发展。因此,亟须实行鄱阳湖流域生态系统管理,更好地协调流域内河流上下游、河湖以及行政区域之间的环境保护与社会经济发展关系。在对鄱阳湖流域特征分析和综合管理回顾的基础上,探讨鄱阳湖流域生态系统管理框架,分析鄱阳湖流域生态系统管理的尺度和范围、生态系统服务可持续利用、适应性管理等问题,提出鄱阳湖流域生态系统管理目标,为鄱阳湖生态经济区建设以及流域开发与保护提供理论依据和指导。     

古文物艺术造型的数字化与虚拟展示

利用现代数字技术和信息技术,探讨古文物艺术造型的信息采集、存储和管理数字档案的建立,及三维高仿真技术和多媒体数字技术的虚拟展示,分析了古文物艺术造型数字化的实现途径及关键技术,为古文物数字化研究提供借鉴.     

无证书数字签名体制概述

无证书公钥密码体制下的数字签名技术既解决了传统公钥密码体制的证书管理问题,又避免了基于身份公钥密码体制的密钥托管问题,具有很好的研究特性。本文主要对无证书数字签名进行了简单的分析。     

工业锅炉数字化设计与数字孪生综述

概述工业锅炉设计的特点和引入数字孪生技术的必要性. 通过对工业锅炉数字化设计技术的发展和研究现状的综述,提出以设计过程优化为核心、以数字孪生为基础的新一代工业锅炉数字化设计技术是提升工业锅炉设计能力和综合性能的关键. 分析数字孪生技术在工业锅炉设计中的应用特点,总结数字孪生驱动的工业锅炉数字化设计的三大关键技术问题：面向设计过程多元信息表达的工业锅炉数字孪生建模技术;基于人机交互与虚拟现实智能验证的设计过程优化技术;面向全生命周期的工业锅炉数字孪生数据管理技术. 在此基础上,提出数字孪生驱动的工业锅炉数字化设计技术框架,以期为面向高性能工业锅炉的数字化设计技术研究和应用提供思路和有价值的参考.     

OpenStack身份认证安全性分析与改进

Open Stack是一个开源的云平台管理项目,旨在提供可靠的云部署方案和良好的可扩展性,但在重复失败登录、密码强度、密钥和数字证书管理等方面存在安全性问题。本文采用USB Key存储用户的密钥及数字证书,保证了双因子认证。采用基于角色的访问控制进行业务鉴权,同时设置反向认证令牌,实现用户和业务系统间的双向认证。利用PKI在Keystone进行密钥和数字证书颁发以及对数字证书的验证,增强认证的安全性。实现了Open Stack身份认证安全性的改进。方案已在校园网云存储平台上应用,为Open Stack安全性改进提供了参考。     

流域生态系统空间结构量化及其指标体系

以流域作为山-水-林-田-湖-草生命共同体的研究尺度和载体,流域生态学在国家生态文明建设中所发挥的学科支撑作用日益重要。“流域生态系统结构-过程-功能-机制-调控”是流域生态学的研究范式,其中空间结构量化及其指标体系构建是流域生态学开展定量研究的一个关键途径。尽管流域生态系统空间结构量化的指标体系涉及到淡水生态学、陆地生态系统生态学、水土保持学、农业环境学和水利工程学等多个学科,但仍未在流域尺度上形成生态系统空间结构整合量化框架体系。基于此,总结了多个关联学科在流域生态系统空间结构量化的研究方法和成果,着重分析了流域生态学在流域尺度上量化生态系统空间结构的难点,并重点以等级结构和集合生态系统理论为基础构建了流域生态系统空间结构量化指标体系,包括流域整体指标、各结构成分指标和结构成分间关系指标,为量化流域生态系统空间结构和结构成分之间关系提供了新方法,对尝试推动流域生态学在山-水-林-田-湖-草生命共同体的耦合定量研究及评估应用具有重要的科学价值。     

基于数字高程模型的等流时线推求与应用

根据流域等流时线的原理 ,详细探讨了基于数字高程模型 (DEM )的等流时线的推导方法 .根据汇流流速与地表坡度的水力学关系 ,提出了一个经验公式来计算水流流经DEM上每一栅格的时间 .当水流流向采用多向分配法而不是单向流法时 ,提出了两种计算汇流时间的方案 .在爱尔兰的一个中型流域上进行了应用研究 .与传统的在地图上人工经验勾绘出来的等流时线相比 ,基于DEM的等流时线具有两个优点 .一是能够充分反映流速空间变化的非均匀性 ,二是自动生成 ,当流域地形发生变化时 ,修改很容易     

变电站故障录波系统设计及其数据管理规划

本文论述了变电站数字式故障录波系统的基本原理，讨论了数字式故障数据录液系统硬件及软件设计的关键技术问题，提出了无人值守变电站故障录波数据自动化管理的规划。