山丘区小流域地形空间分析及数字信息提取

山丘区小流域地形特征及数字水系的自动提取为山洪防治提供了必要的数据准备.本文采用地形特征自动提取软件包DigitalHydro,对山区小流域地形及水系基本信息进行了提取试验.研究中,地形数据引用栅格型DEM数据SRTM,水平分辨率接近90m,研究对象为浙江省姜湾水文实验流域.该流域拥有3个流量站,提取的集水面积分别为20.64km2,10.21km2,1.31km2,误差分别为-1.2%,0.1%和-3.0%.分析显示,流域地形总体起伏较大,平均坡度为33%,现有DEM分辨率能满足流域水系等基础信息的提取.但在河谷地带存在洼地,造成提取的水系与实际情况存在一定差异,提取水系时,局部需要引入空间分辨率更为细致的地形信息.     

基于GIS技术在一重山提取中的应用研究

基于GIS平台及其水文模块,利用流域划分的原理,对DEM进行预处理,提取了福建区域内的子流域分布,结合省内重要人口聚集地、交通干线、水系干流、海岸线等地理要素空间分析,对省内一重山范围进行提取研究,基于GIS三维视角及野外验证,提取的一重山范围效果较好,表明该技术方法可行,在一定程度上可以解决目前要实施的国土空间规划、...     

数字高程模型预处理方法的研究进展

数字高程模型(Digital Elevation Model,简称DEM)是地形表面形态属性的数字化表达,被广泛应用于流域水文模拟中河网水系的提取.从DEM直接提取的河网水系及相关的流域地理空间信息,是分布式水文模拟的地理信息平台.由于DEM中洼地和平坦区的存在会影响水流方向的确定和数字河网的正确提取.因此在河网自动提取过程中必须首先对DEM数据进行预处理.本文对国内外各种DEM预处理方法进行了归纳总结.将DEM数据预处理方法分为两大类:分步处理法,以及一体化处理法.分步处理法按处理对象又可分为洼地处理方法和平坦区处理方法两部分;而一体化处理法则采用迭代算法同时对洼地和平地进行处理.     

月分布式水文概念性模型及应用

文章在RS与GIS支持下,建立地理空间信息库,提取流域土地利用、土壤类型和植被类型等地理信息及相应的水文空间参数,采用已有的水文概念性模型,建立了一个月分布式水文概念性模型.模型结构简单,所需参数较少,可操作性强.模型在雁栖河流域的应用结果显示,总体上能较好地模拟流域的月迳流量,可用于评估流域水资源量、气候变化以及土地利用变化对水资源的影响.     

基于ArcGIS的DEM流域划分

从数字高程模型DEM(Digit Elevation Models)直接提取河网及流域信息,是分布式水文模型开发与应用的基础.本文利用ArcGIS中的水文分析工具从DEM中提取了流域水文特征.主要包括:DEM的预处理、水流方向的确定、水流累积量提取、河网的提取、集水区的提取和流域的划分.本文探讨了两种不同划分流域的方法...     

数字高程模型在流域水系拓扑结构计算中的应用

简要回顾了利用数字高程模型自动提取流域水系的方法,着重介绍了Martz和Garbrecht开发的数字高程流域水系模型(DEDNM)的基本原理、模型结构、计算流程,包括数字高程模型中凹陷区域的识别和消除、平坦部位水流流向设定、流域分水线勾划、河网生成、河网与子流域编码及河网结构拓扑关系的建立,并将其应用于淮河史灌河流域--全球能量与水分循环亚洲季风试验强化观测区。结果表明该模型能够很好地自动生成流域水系,从而为分布式水文模型的开发研制提供了坚实的基础。     

基于DEM的河流流域自动提取及其应用

利用数字高程模型DEM(Digital Elevation Models)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。本文深入讨论了在GIS环境下,从DEM提取流域的基本原理和方法,并且以全中国流域为例,介绍了当前GIS在中国流域研究中的应用。     

雅鲁藏布江流域水文分区研究

青藏高原水系众多,水文站点稀疏,观测资料匮乏,通过水文分区可以将相似流域归为一类,实现其有限测站水文资料向无资料区移用以及达到站网优化设置的目标。以雅鲁藏布江流域(以下简称雅江)为研究对象,利用气象资料和反映下垫面条件的土地利用和地形等物理因子,采用主成分分析、K-Means聚类分析等方法对雅江进行水文分区研究。研究中,根据气候和地形的垂直特征,将雅江划分为5个水文分区,分别为高寒荒漠区、高原温带河谷区、高原峡谷稀林区、高原冰川雨雪区和亚热带山地多雨区,并阐述了各分区的特征。最后,采用斯米尔诺夫检验的方法,选取具有长序列水文资料的站点进行检验,论证了分区结果的合理性。此项成果可为雅江无资料流域水文预测提供依据。     

黑河流域水文信息系统设计与实现

水文数据建模和数据共享是流域科学研究的重点工作, 也是"数字流域"研究的基础.目前集成观测数据和环境信息的流域信息基础设施已经成为"数字地球"技术在流域科学方面的重要应用.以水文数据模型和"协同促进水文科学发展大学联盟"水文信息系统(CUAHSI-HIS)为原型, 设计一个适合于黑河流域的集流域地理数据库、 观测系统数据库和数据共享发布系统于一体的流域水文信息系统.系统实现集成各种观测数据类型、 数据来源及观测数据的流域观测数据库, 通过统一地表和地下水的通用数据模型实现流域地表水和地下水信息的一体化存储管理, 同时存储、 组织和在线共享发布流域相关的观测数据和空间数据, 为流域科学研究提供在线生态环境数据的网络服务以及相应的流域观测数据服务, 有效的推动流域科学计划的研究.     

基于深度学习的流域洪水预报模型研究

随着水文信息系统的普及,水文数据的采集越来越方便。传统上依靠各类水文模型及参数率定以刻画水文数据和预报成果间的复杂关联,如何实现水文数据驱动的水文自动预报是当前面临的问题。近年来,人工智能技术蓬勃发展,深度学习技术开始应用于水文学领域,试图解决这一问题。本文以沮漳河西支峡口至远安区间流域为研究对象,结合分布式水文模型的原理及深度学习理论方法,基于流域多维度数据对流域产汇流特性进行提取,利用特征网络进行流域径流预报,构建基于卷积神经网络（CNN,Convolutional Neural Networks）的流域降雨径流预报模型。研究将模型模拟结果与前期影响雨量模型（API, Antecedent Precipitation Index）结果进行对比分析,结果表明,基于卷积神经网络的流域降雨径流预报模型模拟精度为90%,模型可靠,能满足大部分的降雨洪水预报,为流域降雨径流预报提供一种新的方法。     

16世纪末以来北运河水系演变及驱动因素

在对河流水系演变与人类社会发展关系进行归纳总结的基础上,基于历史文献和数字高程模型数据,提取16世纪末至今北运河流域水系4个年份断面(1582年、1820年、1933年和2011年).同时确定河网分级、进行水文分析,计算水系结构参数.结果 表明,16世纪末至今,北运河流域范围逐步缩小,水系格局由亚树枝状向混合状形态演变.1582-1820年是河流长度发育、河流数量、支流发育系数与河网复杂度增加最为显著的阶段,反映了河流主干化的趋势,人类对河流连续性干扰较深.而洪涝引起的水系变动以及人类增加水源、开挖引河、筑堤坝等活动,是水系结构改变的主要原因.     

数字高程模型在流域水文模型应用中的若干问题

数字高程模型(DEM)在流域水文模型中得到了广泛应用,主要是因为DEM能够自动提取流域水文模型所需要的确定流域排水结构的水文信息。回顾并讨论了DEM在流域水文模型应用中的几个问题,主要包括河网自动提取的方法、DEM中排水方向的确定以及封闭洼地的处理,同时还包括在流域水文模型中应用时DEM的结构类型及尺度问题。由于由DEM生成的模拟河网与流域实际河网间存在一定的差别,最后还讨论了如何对模拟河网进行矫正的问题。     

松辽流域水文设计成果修订研究

受自然和人类活动影响,松辽流域水文成果发生较大变化。原有松辽流域径流系列至2000年,洪水系列仅至1998年,流域现有水文设计成果已经不能反映流域目前的水文情势。松辽水利委员会根据《松辽流域水文设计成果修订任务书》的要求,开展松辽流域水文设计成果修订工作,对松花江和辽河流域总面积78.23×10^4km^2范围内选定的63个水文站和工程点进行水文设计成果复核,将系列延长至2010年(其中黑龙江、松花江、浑河流域延长至2013年),分别进行设计径流及设计洪水成果复核,分析得出10多年来松辽流域水文成果的变化结论,提出推荐采用的水文成果,为流域水资源管理和防洪减灾提供技术依据。     

三峡区间入库洪水实时预报系统研究

三峡区间的数字流域水系模型采用基于格网型的数字高程模型坡面流模拟方法和处理"洼地"的最短流程法构建,并以新安江模型为基础建立具有诸多特点的三峡区间流域水文模型;以水动力学理论为基础建立考虑水利工程影响的河川型水库洪水演进模型,并实现这两者的有机耦合。在GIS平台上,将三峡区间流域水文模型、库区洪水演进模型和流域水系生成模型在底层集成,研制了功能先进和完善的三峡水库实时洪水预报系统。该系统已安装在三峡总公司梯级水库调度中心,投入试运行。     

基于GIS和RS的喀斯特流域枯水资源影响因素识别――以贵州省为例

喀斯特流域是由独特的地貌、水系结构及水文动态过程组成的地域综合体。因此,影响喀斯特流域枯水资源的因素复杂多样,除气候等条件外,流域的植被类型、土地利用类型、岩组类型、地貌类型等也是影响喀斯特流域枯水资源的重要因素。本文选取了19个典型喀斯特流域为研究对象,以1991至1995年水文数据和遥感数据为基础,通过实地调查,制定基于GIS和RS为基础的喀斯特流域枯水资源影响因素信息提取方法,提取各个喀斯特流域单元中枯水水资源影响因素,通过关联度分析,得出不同的自然因素对枯水资源的贡献率,即岩组类型因素> 土地利用类型因素> 地貌类型因素> 植被类型因素。在各自然因素中,白云岩、半喀斯特低中山、草地与枯水资源的关系最为密切。      

基于DEM的流域降雨径流模拟——以蒲石河流域山区为例

DEM是目前用于流域地形分析的主要数据,基于DEM的水文模拟技术,在流域地形分析及水系构建等方面已形成了比较成熟的算法,给传统的水文模拟技术带来了根本性的变化。以蒲石河流域山区为例,借助流域水文软件WMS,结合ARCVIEW和SURFER软件,计算了流域的面积、周长、坡度与形状因子等参数。在生成山区数字高程模型的基础上,采用WMS嵌入的HEC-1模型对一场降雨进行了降雨径流模拟研究。     

水系沉积物化探测量点快速定位技术——基于ArcGIS平台

通过对数字高程模型数据(DEM)进行水文及空间分析,提出确定水系沉积物化探取样快速定位方法,并建立空间分析模型。在新疆达坂城铜矿区应用表明:新方法可满足不同比例尺水系沉积物化探勘查工作,具河流分级合理、化探测量点定位准确、多元信息综合利用和精确部署野外工作等优势。     

数字化流域及流域信息提取方法研究

介绍了基于数字高程模型(DEM)的流域信息提取方法,包括:DEM预处理,流向及集水面积的确定,水系的生成及子流域的划分方法以及流域面积、长度、坡度、坡向等信息的提取.并将这些方法应用于安徽境内的呈村流域,进行了实例验证,构建了数字化流域.     

人类活动影响剧烈背景下的海河流域水文修订成果研究

海河流域水资源开发利用率高,近几十年来未发生较大洪水,水资源开发利用、水土保持、城镇化建设等人类活动对海河流域产汇流特性持续产生明显影响,为七大流域中人类活动影响较大的流域之一。分析了海河流域下垫面变化趋势及对产汇流影响,研究了水文成果修订方法,提出了水文修订成果。在此基础上,总结了海河流域水文修订成果存在的问题,并提出下一步工作建议。     

典型喀斯特地貌类型区小流域划分——以贵州省金沙县为例

我国水土保持和石漠化防治是以小流域为单元来开展工作的,而在喀斯特地区进行小流域划分的研究还比较少。以1∶5万地形图作为工作底图,进行数字化采集并结合空间插值的方法生成贵州省金沙县DEM数据,并以GIS的水文分析模块为基础,经过自动提取微流域,微流域归并,流域边界验证等过程,最终提取金沙县小流域338个。从提取的结果来看,小流域的面积集中分布在3~10 km2范围内,占小流域总数的79.29%;在完整型、区间型和坡面型三种小流域类型中,研究区小流域类型以完整型小流域为主;绝大部分流域的分界线能够达到要求,在峰林、峰丛、洼地分布的地方会出现分界线偏离山顶点或者鞍部,这些地方水系网络复杂,自动提取的小流域与实际不相符合,需要进行手动修改。