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。     

基于ASTER-GDEM的延河流域水系分维特征分析

沟谷水系提取及分析,在描述地形骨架、获取构建分布式水文模型参数及研究地貌发展进程中有重要作用.传统的水系分维计算方法主要有量规法和栅格法,本文将汇流阈值类比量规,遵照量规法的计算方法,研究流域的不同汇流,值得到不同的水系长度,分析其对数关系以计算水系的分维值.基于ASTER-GDEM数据源,以陕西省延河流域为例进行分析,其分维值为1.058;结合流域侵蚀积分曲线可知,延河流域水系侵蚀强烈.     

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。     

雅鲁藏布江中上游分布式洪水预报方案研究

雅鲁藏布江中上游,流域面积大,水文站点稀少,目前还无法进行有效的洪水作业预报。基于数字高程模型,利用Arc GIS软件中的水文分析功能,对该区域进行流域空间离散,通过生成流域流水网、划分流域子单元、建立产汇流分区、生成分区间拓扑关系等步骤,构建分布式洪水预报方案。针对雅鲁藏布江中上游的流域特性,选用新安江模降雨径流和马斯京根河道演算模型,对流域的水文过程进行模拟。结果表明,该预报方案能较好模拟流域重要站点的水文过程。     

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ASTER-GDEM的延河流域水系分维特征分析

沟谷水系提取及分析，在描述地形骨架、获取构建分布式水文模型参数及研究地貌发展进程中有重要作用。传统的水系分维计算方法主要有量规法和栅格法， 本文将汇流阈值类比量规，遵照量规法的计算方法，研究流域的不同汇流，值得到不同的水系长度，分析其对数关系以计算水系的分维值。基于ASTER GDEM数据源， 以陕西省延河流域为例进行分析，其分维值为1.058；结合流域侵蚀积分曲线可知，延河流域水系侵蚀强烈。     

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.     

GPU加速的高分辨率DEM图像地形特征线提取算法

随着数据采集设备的发展,数字地形分析中高分辨率数字高程模型(DEM)图像越来越普遍。目前已经存在一系列的曲线结构提取算法由于计算复杂度较高,因此在针对高分辨率DEM图像提取地形特征线时效率较低。提出一种在图形处理器(GPU)上加速Steger曲线结构提取算法的策略,利用图形处理器上计算统一设备架构(CUDA)的高度并行性来加速算法中计算密集的Hessian矩阵生成模块以及图像特征点提取模块,对于百万像素级的DEM图像该算法可以获得5倍以上的加速比。     

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。     

TRMM卫星3B43降水数据在黄河流域的精度分析

利用黄河流域90个气象站点实测降水数据,分别从流域和格网两个空间尺度,运用相关分析、相对误差等统计分析方法对TRMM卫星3B43 v7降水数据在黄河流域的精度进行了评估,在此基础上分析了精度评价指标的空间分布特征,讨论高程、降水强度等因素对精度的影响。结果表明：①在流域尺度上,TRMM月降水数据与站点实测月降水数据呈高度线性相关,TRMM降水数据比站点实测降水数据略微偏高。②在格网尺度上,大部分格网的TRMM月降水数据与站点实测月降水数据的相关系数较高,偏差较小。③TRMM降水精度与降水强度、高程相关,TRMM降水量与实测降水量的平均绝对误差呈自东南向西北递减规律,与黄河流域降水分布规律相一致;相对误差、平均误差和平均绝对误差等指标随着高程的增加呈现逐渐减小的趋势。整体上,对于黄河流域,随着降水量的增多,TRMM数据倾向于低估降水量;高海拔区域,TRMM低估降水量,低海拔区域,TRMM高估降水量。通过评估TRMM卫星降水产品在黄河流域的精度,为本地区地面降水产品提供有效补充。     

TRMM卫星3B43降水数据在黄河流域的精度分析

利用黄河流域90个气象站点实测降水数据，分别从流域和格网两个空间尺度，运用相关分析、相对误差等统计分析方法对TRMM卫星3B43 v7降水数据在黄河流域的精度进行了评估，在此基础上分析了精度评价指标的空间分布特征，讨论高程、降水强度等因素对精度的影响。结果表明：①在流域尺度上，TRMM月降水数据与站点实测月降水数据呈高度线性相关，TRMM降水数据比站点实测降水数据略微偏高。②在格网尺度上，大部分格网的TRMM月降水数据与站点实测月降水数据的相关系数较高，偏差较小。③TRMM降水精度与降水强度、高程相关，TRMM降水量与实测降水量的平均绝对误差呈自东南向西北递减规律，与黄河流域降水分布规律相一致；相对误差、平均误差和平均绝对误差等指标随着高程的增加呈现逐渐减小的趋势。整体上，对于黄河流域，随着降水量的增多，TRMM数据倾向于低估降水量；高海拔区域，TRMM低估降水量，低海拔区域，TRMM高估降水量。通过评估TRMM卫星降水产品在黄河流域的精度，为本地区地面降水产品提供有效补充。     

珠江水旱灾害防御“四预”平台建设与应用

数字孪生珠江先行先试建设以数字孪生技术为支撑，基于珠江流域管理需求，率先开展水旱灾害防御业务应用建设。结合珠江委当前信息化现状，对照“四预”相关技术要求，深入分析目前珠江流域水旱灾害防御业务应用仍然存在“预演”能力不足的问题。为解决此项难题，开展水利三维可视化仿真技术、水利模型管理及服务技术研究，研发了水利三维可视化仿真、模型管理及服务技术。搭建了水旱灾害防御相关数据底板，构建了模型平台和知识平台开发具有“四情”态势感知、分级分类智能预警、多维多尺度场景全链条预演的珠江水旱灾害防御“四预”平台，为珠江流域水旱灾害防御工作提供支撑。     

VR-GIS技术在数字黑河流域飞行模拟中的应用

以黑河流域为例,将VR-GIS技术应用在数字流域的飞行模拟中。资料预处理阶段,制作了流域Landsat TM/ETM+数字镶嵌图、DEM数据和矢量图层。利用ERDAS IMAGINE的VisualGIS模块,集成多层数据,通过人机交互进行参数设定,最终实现流域的飞行模拟。飞行模拟结果表明,从黑河上游到下游动态地俯视其沿线的地形、地貌、植被覆盖状况,浏览者可以获得比二维数字镶嵌图更为直观、生动和形象的认识。     

Estimating surface solar radiation over complex terrain using moderate‐resolution satellite sensor data

It is well known that taking into account the influence of complex terrain is essential when using high‐resolution satellite remotely sensed data to estimate surface net solar radiation. This paper investigates whether this is also the case when using moderate‐resolution satellite remotely sensed data, such as Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) and Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR). Firstly, topographic data from a gridded digital elevation model, field measurements from the Tibetan Plateau, and results from the atmospheric 6S model are used to estimate surface incoming solar radiation over complex terrain. The associated error caused by not taking into account terrain complexity is then calculated, and the relative radiation error is estimated by standardizing the error. The results show that the standard deviation of the relative radiation error depends on the solar zenith angle, standard deviation of the height, and resolution of the digital elevation model (or resolution of the satellite sensor data). A single regression equation describes the change in the standard deviation of the relative radiation error with solar zenith angle, standard deviation of height, and resolution of the digital elevation model. This demonstrates that it is necessary to consider terrain complexity when using moderate‐resolution remotely sensed data.     

SMAP土壤水分产品在淮河流域的适用性评估

选取淮河流域为研究区域,利用2016年6月至2019年5月流域内的313个土壤水分观测站0～10 cm土壤体积含水量数据,使用多种指标分析SMAP卫星(Soil Moisture Active Passive)9 km分辨率土壤水分产品(L2_SM_P_E)精度的空间和时间(年、月、日尺度)特征,并讨论植被、土壤、地形...     

从随机非概率数据中提取粗糙度及其可靠度

针对高程数据不能直观反映地形粗糙度和坡度的问题,提出了地形高程数据的预处理算法和地形特征提取算法并完成相应的地形特征提取。该方法的创新性在于首次将双线性插值重采样算法应用于地形高程数据的预处理和地形特征提取,并建立了相应的数学模型;通过应用某数字地形进行仿真验算表明,基于高程数据的地形信息提取方法是可行且可靠的;为精确识别目标信息和进行地形风险评估提出了一种新的研究思路。     

农田灌溉用水量客观测算模型数据库研究

农业灌溉用水量约占全国总用水量的60％,客观测算农田灌溉用水量是落实最严格水资源制度的重要抓手,综合运用数据库管理手段实现农业用水复核工作的流程化和规范性成为迫切需求.深入剖析农田灌溉用水量客观测算的原理与方法,梳理测算业务的数据流程,基于合理的数据分类提出测算模型数据需求.分析各类数据特性及数据间的关联特性,明确数据...     

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。     

流域水文信息系统研究与实践综述

流域水文信息系统是地理信息系统、互联网和数据库等技术与水文学研究的结合,集成观测和环境信息的水文信息系统已经成为“数字地球”技术在流域科学方面的重要应用。研究回顾了流域科学的研究方法、发展现状和技术背景,提出当前流域科学研究迫切需要建立水文信息系统,而水文信息系统的重点任务是流域数据建模与数据共享服务。针对目前Arc Hydro水文地理数据模型和开源“协同促进水文科学发展大学联盟”--水文信息系统(CUAHSI\|HIS)的研究进展,提出了一个适合于黑河流域的在线流域水文信息系统设计即“数字黑河”在线门户,集成流域地理数据、观测数据和数据共享服务于一体的流域水文信息系统将有效推动流域科学各方面的研究。