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。     

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。     

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。     

数字孪生椒江防洪“四预”应用研究

针对椒江流域山区河流、平原河网、感潮河段、洪泛区均存在的水系及易受台风影响的洪涝格局,根据数字孪生流域的要求,开发了符合数字孪生标准的水利专业模型服务组件,建设了预报调度一体化系统;对模型计算所需的多源数据开发了多源数据融合平台;根据防洪“四预”业务需求开发了知识平台对调度规则、历史洪水的知识推送功能;建立了椒江流域273个子流域112条河流、2112个计算断面、84900个二维计算网格、17个控制单元的流域预报调度一体化模型,系统经过多场次台风暴雨检验,运行效率较高;对全国沿海地区防洪“四预”应用建设具有借鉴意义。     

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.     

统一设备计算架构下的栅格河网提取并行算法

针对大规模高分辨率数字地形数据提取栅格河网效率低下的问题,提出了基于统一设备计算架构(CUDA)利用淹没模型提取栅格河网的并行算法。使用图形处理器(GPU)将汇流累积量计算分解为独立的多任务并行处理,通过数据异步传输减少数据交换时间,进而加速河网提取的运算。实验结果表明,该算法运行效率明显优于串行河网提取算法,在NVIDIA Geforce GTX660上对数据量为600 MB(网格大小为9784×8507)数字高程模型(DEM)数据提取河网加速比达到62。     

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.     

基于水系改进的数字高程模型内插研究

流域地形是决定水系生成的一个关键性因素，是数字流域和分布式水文模型研究的主要内容。针对现有应用数字高程模型进行水文分析时存在的若干问题，在对当前数字高程模型的生成算法进行讨论的基础上，提出在利用现有方法进行内插的过程中加入河流数据进行方向判断和高程修正的算法。通过试验与分析，得出应用本方法生成的数字高程模型在保留精度的基础上，较好地反映了地表水文特征和河流结构，利用它不仅可以进行一般的地学分析，还能够作为水文模拟与研究的数据源。     

基于HEC-GEOHMS的青山河子流域划分研究

以青山河流域作为研究区域,通过采用ArcGIS结合地理空间水文模型扩展(HEC-GeoHMS)模块,对青山河流域数字高程模型(DEM)数据进行分析,生成数字水系,划分提取子流域。运用AutoCAD根据划分边界在万分之一地形图上量测流域特征值,计算提取成果与量测值相对误差,结果表明,相对误差值在模型计算允许范围以内,结果基本可靠,符合模型计算要求。同时通过统计分析,得出相对误差与流域地形坡度存在一定相关性的结论。通过研究可以确定,相比传统的手工量测,采用HEC-GeoHMS模块,可以使子流域提取与数字水系生成在保证精度的前提下变得更加高效与便捷,并可以为HEC-HMS模型的计算提供数据基础。     

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。     

给排水CAD多窗口操作实现技术

结合给排水CAD设计，详细说明了CAD的多窗口实现技术，给出了多窗口调整应用程序。     

基于GIS的排水管网管线维护开发方法

利用COM技术构建的ArcObjects组件对象库，提供了构建GIS应用系统基本框架，论述了城市排水管网GIS应用开发中，针对用户需求，构建功能完善实用的排水管网Geodatabase，并以管线疏挖维护实例，阐述了基于ArcOBjects组件对象库，利用Geodatabase关系模型，在VB中以动态链接库进行接口调用开发的实现方法和过程。     

遗传算法在排水管网优化中的应用研究

本文以某开发区的合流制排水管网设计为工程实例进行了深入研究,采用了近年来广泛应用于工程界的遗传算法。通过对基本遗传算法和改进的遗传算法在不同运算参数组合方案时的多次模拟实验结果进行比较,提出采用种群为25和最优保存策略时,由自适应交叉率和变异率组合构成的方案能够最迅速地收敛于最优解。     

基于GIS黄水河流域下垫面类型划分研究

以龙口市黄水河流域为例,通过运用地理信息系统软件ARC／INFO对流域形态特征的模拟以及与水文本文要素的相关分析,从而将空间信息转化为水评议信息,以此为基础,确定了流域下垫面类型划分的理论依据、方法和步骤,为区域水资源的计算提供了基础条件。     

基于模糊PID的煤矿井下排水控制系统

提出一种以PLC控制器和矿用隔爆兼本安型变频器为核心的煤矿井下排水系统。在硬件基础上,详细设计出了模糊自整定PID算法,并用Simulink仿真对模糊自整定PID和普通PID算法进行了比较。在荣华一矿实际应用中,当排水系统对不同目标供水时,控制电机转速,使水泵出水口压力满足不同目标的用水需求。通过仿真和实际使用的结果表明,采用模糊自整定算法的煤矿井下排水系统可以快速的响应不同供水压力需求,提高了控制精度,改善了控制性能,达到了节能减排和水资源综合利用的目的。     

排污业务信息系统的设计与实现

绍兴县给排水公司的一项核心业务是各乡镇企业排污资料的汇总和结算.由于排污费用越来越成为乡镇企业的一项重要支出,公司需要建立一个高效的信息系统进行数据收集和处理.要建立这样一个系统,必须对公司目前的业务流程进行必要调整,形成一个高效的污水数据收集、汇总、统计、查询、打印的应用平台.     

基于遥感数据的流域土壤侵蚀强度快速估测方法

以北京延庆县境内的妫水河流域为例, 提出了一种基于遥感数据的土壤侵蚀强度快速估测方法。首先, 利用遥感数据和植被指数模型提取流域内土地利用类型信息和植被覆盖度信息; 其次, 利用数字高程模型数据生成坡度图; 然后, 结合土壤侵蚀强度分级指标, 将坡度图与土地类型图、植被覆盖度图空间叠加, 判断和计算侵蚀强度等级, 结果获得了流域土壤侵蚀强度等级图; 最后, 计算了流域的年平均侵蚀模数。结果表明, 妫水河流域的土壤侵蚀以微度和轻度为主, 所占面积比例为74.88% , 极度和剧烈侵蚀很少, 不到总面积的2%。整个流域的年侵蚀模数估计为1 74611/ km ²·a。     

基于GIS的流域环境信息系统设计与开发--以江苏省流域环境信息系统为例

结合江苏省流域环境信息系统实例，对基于GIS的流域环境信息系统的系统目标和指导原则、系统的软硬件环境、系统总体结构及系统功能进行了分析和设计，阐述了系统开发的应用模型库，并使模型与GIS集成为整体。系统开发采用客户／服务器结构和Arc/InfoGIS平台，结合相应的编程语言与规范的大型关系数据库完成，为流域环境管理部门提供辅助决策支持。     

城市内涝水量平衡计算方法

针对当前内涝计算模型边界条件多、参数校正复杂、运算过程时间长等问题,提出一种基于水量平衡的城市内涝计算方法。以气象预报数据为输入,采用时段水量平衡法,以排水分区的总降水量、区域主干管网的排水能力为边界,建立积水预报模型,搭建城市内涝预警系统,并对系统在深圳市 2021 年 10 次较大降雨中的应用情况进行分析,结果表明：采用水量平衡计算方法进行内涝模拟的准确率达 85% 左右,能较好地预测城市内涝情况,为城市大尺度的内涝预警预报提供新的建设思路。