长江河道地形DEM生成与管理关键技术探讨

长江河道地形数据是水文泥沙监测与分析工作信息化的重要基础。针对多测次、多比例尺、多坐标系统、数据量巨大、现势性强的长江河道地形数据分析和管理困难的问题,提出了"归一起点,分块计算"的DEM生成方法,采用主题式的对象-关系数据库进行DEM的存储和管理,实现了长江河道DEM的可视化及其在水文泥沙专业分析中的应用。简要介绍了可视化的实现过程和应用情况。     

基于断面法的长江分汊河道冲淤计算方法

长江河道槽蓄量、冲淤量计算是长江水文泥沙监测和河道演变分析研究工作信息化的重要基础。为了提高长江河道冲淤计算的准确性,在传统断面法计算的基础上,针对分汊河道平面形态,引入分汊河道分流比参数,提出了一种基于断面法的复杂河道冲淤计算方法。该方法通过组织管理长江河道水文断面数据,计算并引入分汊河道分流比,分别计算起止断面间的长江河道不同测次的河道槽蓄量、冲淤量。基于断面法,在长江水文泥沙管理信息系统GeoHydrology软件中实现了含有分汊河道的冲淤计算,可支持Excel表格方式的水文断面数据的处理和分析。结果表明:该方法对于具有分汊形态的长江河道冲淤计算是快捷和有效的,提高了长江复杂河道水文泥沙计算的准确性。     

长江河道地形图任意断面提取方法及地形模拟

基于长江河道地形图建立河道DEM,用双线性插值法任意提取和计算河底地形断面的方法可以在河底地形图上任意位置提取准确的河底地形断面数据,绘制成断面图,提供指定测点间距下的断面数据.在"长江水文泥沙信息分析管理系统"中采用该方法还实现了对叠加在一起多年份(多测次)的河道地形图上同时提取不同时间的长江河底地形数据,用计算机模拟河底地形随时间变化的动态演化过程.     

长江中下游河道治理经济效益分析初探

长江中下游河道与上游河道相比，它们的地理环境，河床边界，水文泥沙，水流运动，河道演变等诸多因素都有大的区别。它与沿岸地区经济的依存关系既密切又复杂，其治理开发任务艰巨，经济效益也巨大，由于长江中下游地区地形地坪，江湖水源丰富，农业生产条件优良，水运交通方便，因而其经济发展水平较上海地区高，但是洪水灾害，洒岸崩塌，水流散乱则给中下游地区的经济发展带来很的不利影响，致使长江水土资源得不到最有效的有利用     

河道贴体平面正交曲线网格自动生成技术研究

河道流体数值计算中,为了克服天然河道边界复杂、长宽尺度相差悬殊等困难,基于有势流的等势线和流线的正交机理,利用POSSION方程转换,自动生成了贴合河道边界的正交曲线网格,从而使复杂的河道计算域转变成规则的矩形域,为河流数学模型的数值离散及求解提供了极大的方便。     

基于ArcGIS9.2与DEM的三花间水文分析研究

介绍了ArcG IS9.2的水文分析原理,利用其水文分析工具对黄河三门峡—花园口区间的DEM数据进行了提取河网、河网分级、确定出水口、生成流域边界等水文分析工作,结果表明：①从三花间DEM数据中提取的河网水系、流域边界是合理的,其数据格式可被调用于各类分布式水文、水质模型中;②基于DEM的水文分析过程得到的河网及流域与真实地形并不完全吻合,原因是获取的DEM地形资料可能存在误差,在进行水文分析过程中也存在方法误差和人为判断误差。     

基于GIS的河道演变与可视化分析方法研究

基于GIS的河道演变与可视化分析是长江水利委员会水文局研制开发的长江水文泥沙信息分析管理系统建设的一项重要内容.首先对数字高程模型和河道地形空间数据和属性数据的管理模式进行了系统性的说明,然后根据GIS分析方法对河道槽蓄量、冲淤量、冲淤厚度以及断面的任意切割计算方法和可视化表现形式进行了系统性分析和研究.研究成果在许多工程研究领域得到了广泛应用,发挥了较好的经济效益和社会效益.     

基于非结构网格的分蓄洪区水沙演进数学模型研究

基于非结构三角形网格,采用有限体积算法,建立了分蓄洪区水沙演进数学模型.模型网格能很好适应分蓄洪区复杂的边界条件,应用了DEM数字模型插值技术,能快速获取计算域的地形数据,实现了洪水演进过程中泥沙输移和河床冲淤变形的同步模拟.模型中还对网格划分、数值离散、动边界及干河床处理等关键技术进行了研究,并提供了相应的处理方法....     

六大水文产品竭诚服务社会

水文泥沙测验与河流调查、河道勘测及地形测绘与工程测量、水环境监测与评价、水文泥沙预测预报、蒸发与气象观测实验研究及土壤墒情监测和水文自动测报,是长江三峡水文水资源勘测局的六大主要产品。     

三角网格剖分方法及其在河道水流模拟中的应用

结合波前推进法的思想和Delaunay三角形剖分方法的优点,提出一种适用于平面二维河道水流模拟的网格自动剖分方法.该方法考虑到河道水流模拟计算中的迎风特性,仅以水沙的入口断面为网格扩展的前沿,河道的边界和出口断面为约束控制线,根据需要,可在河道的任意局部地方自动加密,快速地给出数值模拟计算需要的网格数据.最后将生成的网格应用于水流模拟计算中,计算结果能反映水流变化的实际情况.     

基于栅格数字高程模型DEM的河网提取及实现

从数字高程模型(DigitalElevationModels)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。本文基于D8(eightflowdirectionmatrix)处理方法,开发出一套DEM凹陷区域识别与处理、河网自动生成与流域划分软件。在新疆天山,应用本软件在100m×100m精度的DEM数据上生成的河网与全国1 25万的数字河流对比验证,吻合较好。此外,在美国联邦地质调查局(USGS)的HYDRO1k全球1km精度的DEM数据源基础上,所提取生成的长江流域河网,与1 100万的数字长江主要河道对比,差别不大。结果表明,所开发软件能够很好地自动生成流域水系,可为进一步开发分布式水文模型提供技术基础。     

近期长江荆江河段河道演变对防洪影响的研究

由于受河床边界、水沙条件变化、江湖关系调整和人类活动等因素影响,近10a来,特别是1998年长江大洪水后,尽管荆江河段河势总体基本稳定,但局部河段河势发生了较大调整,河道演变较为剧烈.主要表现为重点河段主支汊易位、水流顶冲点上提或下移、洲滩及河道冲淤等,对护岸工程、堤防及下游河势等产生了一定影响.根据大量水文泥沙原型观测资料,探讨荆江河道演变规律,并针对河道演变对防洪的影响进行了初步研究,可为长江荆江河段河道整治提供参考.     

河道有限元网格自动剖分方法研究

由于河道边界条件的复杂性及计算精度的要求,如何对计算域进行快速有效的剖分显得尤为重要。基于推进波前法,提出了一种适合于河道平面二维区域的网格自动剖分新方法,并建立了河道网格自动剖分系统。该方法简单、可靠、适用性强,能实现网格的自动生成、地形的自动剖分及图形的自动绘制等功能,有效解决了河道有限元计算前处理工作量大的困难。     

基于无人机航测技术的干流河道泥沙沉积量监测方法

干流河道泥沙沉积影响下游安全,传统方法缺少泥沙传输数据限制监测技术,导致泥沙沉积量监测结果平均相对误差过大.针对基于无人机航测技术的干流河道泥沙沉积量监测方法,提取干流河道泥沙沉积规律,推算干流河道泥沙传输过程,通过布设无人机监测航高和航线,利用无人机航测技术监测干流河道,自动生成泥沙沉积量监测数据表.结果表明,该研究...     

长江口北支河床演变趋势探析

长江口北支是长江入海河道的一级汊道，位于崇明岛以北，全长约８０ｋｍ。为了研究工江口北支的变化情况，分析了１９０７－１９９１年所观测到的水文、泥沙、河道地形等资料，弄清了长江口北支近一个世界来的河道变化情况。由于水流和泥沙的作用，长江口北支不断发生冲刷和淤积，岸线和河宽不断变化，主槽游移，河道淤积，江心洲滩淤涨，输水输沙能力总体总体趋势一直处于衰减中，已无航运价值。针对长江口北支存在的总理２，提出了     

长江水文技术进步与展望

回顾了长江流域水雨情自动测报技术、流量监测技术、泥沙监测技术、河道地形快速监测技术、水质监测技术、资料整编技术、水文技术创新、水文预报预测技术、水文分析计算和水资源调查评价等水文监测与研究的进展情况及取得的主要成果,展示了长江水利委员会成立60年来长江水文技术应用研究取得的成就,并分析了水文监测技术、水文预报,预测技术和水文分析计算与水资源调查评价方面的发展趋势。     

长江水文泥沙信息分析管理系统研究

阐述了长江水文泥沙信息分析管理系统的总体结构、设计理念和系统功能以及系统应用情况,重点介绍了矢量数据编辑子系统、对象关系数据库管理子系统、水文泥沙专业计算子系统、水沙信息可视化分析子系统、长江河道演变分析子系统、基本信息查询子系统、长江三维可视化子系统、水文泥沙河道信息网络发布子系统等8个子系统的功能实现.该系统采用数据库、GIS、遥感、网络融合技术,实现了对长江流域近110亿条水文泥沙监测数据和5万余幅地形观测资料的统一管理,提高了长江水文信息处理技术水平.     

基于ArcGIS Engine的河道数字地形建模

河道数字地形建模是根据河道测点数据创建河道地形模型DEM,包括河道不规则三角网数据模型(TIN)、河道规则格网数据模型和河道等高线数据模型。以长江南京段的实际测点数据为例①,以ArcGIS Engine为开发工具,参考反映河道地形特征的控制测点构建河道TIN,以突出河道弯曲性、深槽连续性、边坡平滑性等地形特征;由TIN创建规则格网模型和等高线模型。同时,在三维显示时利用"加边"处理来填补岸边数据满足可视化效果。     

长江中游分汊型河道二维水沙数值模拟

针对长江分汊型河道边界复杂的特点,建立了基于多连通域贴体正交曲线坐标系下的二维水沙数学模型.模型采用有限差分法离散平面二维水流运动方程和泥沙输运方程,通过非恒定流多个时间步逼近模拟恒定流的方法,模拟了多分汊河段的水位、流速场及泥沙场.将所建模型初步应用于长江中游典型分汊河段--窑监河段的水沙过程模拟,结果表明模型能较好地模拟分汊河道的水沙运动规律.     

建立三维数字长江模型的关键技术探讨

在过去的50余年中,已积累了大量的长江全程水道地形、水文、泥沙资料,为了反映长江水文变化过程的时空动态特征,需要开发能实现三维显示的软件用于水文模拟和水资源管理.中国地质大学信息研究所和长江水利委员会水文局联合开发了"长江水文泥沙信息分析管理系统(GeoHydrology)",并利用其中的三维可视化子系统建立了一套三维数字长江模型,实现了长江水文泥沙及河道原型观测和分析信息的三维可视化.就其中涉及的关键技术及其实现方法进行探讨.