基于数字地形分析的小流域分割技术

小流域是具有相对完整自然生态过程的区域单元，适宜尺度的小流域可作为生态评价、地理过程的基本单元。基于数字地形分析技术的小流域分割技术，既是建立这种地学分析单元的关键技术，同时也实现了流域制图自动化。     

利用航空遥感信息进行小流域侵蚀环境系列动态制图与分析——以山西省离石县王家沟流域为例

本研究工作是在利用航空遥感信息进行黄土丘陵沟壑区侵蚀环境系列制图的基础上,对黄土侵蚀环境动态变化作了初步分析探讨。通过利用山西省离石县王家沟流域不同时期的航空像片,应用先进的地理信息系统软件ARc/INFO系统编制出了该流域不同时期,不同时段和不同类型的侵蚀环境系列图,包括影响侵蚀因素系列图、土壤侵蚀量分布图,流域沟谷形态变化图,时段侵蚀平均发展速度图以及治理评价图,并在此基础上,利用环境动态分析法分时段分析了流域侵蚀状况变化及其环境的变化。在侵蚀环境的分析中·不仅分析了影响侵蚀的自然因素,还揭示了人为因素对侵蚀的影响。研究结果,为黄土高原小流域水土流失综合治理措施的制定提供了科学依据。     

基于RS和USLE的红壤丘陵区小流域水土流失量估算

采用野外调查采样、室内分析测定、遥感(RS)技术、数学模型等研究方法,以湖南省资兴市东江水库上游光河桥小流域为例,计算出了美国通用土壤流失方程(USLE)中各单项因子值,对该流域水土流失量进行了估算.结果表明:该流域的土壤可蚀性因子(K值)介于0.14～0.42 t·hm2.h.hm-2.MJ-1.mm-1之间,平均为0.27 t·hm2.h.hm-2.MJ-1,mm-1,属于中等可侵蚀性土壤;土壤侵蚀模数在0 ～3 817 t·hm-2·a-1之间,平均侵蚀模数为78 t.hm-2.a-1,处于强度侵蚀等级,流域的土壤侵蚀量达到292 266 t·a-1.     

基于DEM的不同地貌类型区小流域划分及分布特征研究——以贵州省赤水河流域为例

小流域已经成为水土流失治理、生态系统修复等研究工作的重要地理单元。本文以贵州省赤水河流域为研究对象,探索我国西南典型喀斯特与非喀斯特地貌混合分布区小流域划分方法及小流域分布特征,基于DEM提取小流域边界,利用1∶5万地形图进行修正,并结合野外调查和地质、水文数据验证,最终将贵州省赤水河流域划定了753个小流域。其中,喀斯特地貌区小流域个数358个,喀斯特+非喀斯特地貌区小流域个数182个,非喀斯特地貌区213个;就不同流域类型小流域划分结果看,完整型小流域530个,区间型小流域180个,坡面型小流域43个;这些小流域中面积小于3km²的有9个,面积在3～10km²的有310个,面积在10～30km²的有348个,面积在30～50km²的有86个。贵州省赤水河流域小流域划分研究可为小流域治理工作提供依据,为区域制定水土保持方案和生态建设措施提供辅助决策,促进喀斯特地区水土保持与生态环境建设。     

基于DEM提取流域特征影响因子的分析

基于DEM的流域特征提取,受数据源、分辨率、重采样技术等因子影响。为系统地评价不同地貌类型对各影响因子的敏感程度,本文提出一种多指标因子分析模型,综合分析不同因子对流域特征,如流域面积、河流分叉比、河网密度、流域长度、流域坡度、流域高程、流域形状等的客观影响。实验过程选取山地、丘陵、平原地形的中小流域为研究区域,以ASTER 30m重采样生成的40—100m分辨率DEM,ASTER 30m、SRTM 90m和GMTED2010 250m的3种数据源及4种重采样技术生成的DEM场景为实验数据。结果表明:分辨率对流域特征影响最敏感,数据源次之,重采样技术不太敏感。山地地形下的流域特征变化趋势性显著,适合山地中小流域的分辨率为最高分辨率,数据源为SRTM,重采样技术为最邻近分配法。丘陵、平原地形评价结果具有随机性。     

北京市平原区小流域划分技术研究

流域是水利现代化管理与精细化管理的重要基础,小流域是对流域的进一步细化。本文首先阐述了小流域的概念,接着结合实际需求,分析讨论了北京市平原区内小流域划分技术及原则,最后对北京市平原区的小流域划分结果进行展示和讨论,并分析了小流域成果应用方向。     

基于Landsat TM/ETM+影像的面状水体特征研究——以巢湖流域面状水体为例

通过对研究区2001年10月和2007年1月Lnadsat TM/ETM+的遥感影像进行光谱特征分析,利用归一化差异水体指数(NDWI)、阈值法和谱间关系法提取研究区面状水体形态信息,在此基础上,利用分形几何理论计算不同时相巢湖流域研究区影像的各小流域面状水体的分形维数.结果表明,巢湖流域研究区各小流域面状水体明显具有分形特征,2007年各小流域面状水体的分维值相应都比2001年各小流域面状水体分维值有所降低.说明整个流域的面状水体的稳定性增大.反映了研究区人类工农业生产活动开始注重与周围地理环境的和谐发展.     

基于GIS的数字小流域系统设计与实践——以南小河沟数字小流域系统为例

以南小河沟数字小流域系统为例,介绍了基于GIS技术构建数字小流域系统的主要技术和方法。系统采用三层架构设计方法,在ArcGIS软件平台基础上,利用Visual Studio和JavaServer Pages进行二次开发,实现南小河沟数字小流域系统建设,将长期积累的各级各类数据进行充分整合和集成,将各类试验研究成果进行形象直观展示。数字小流域系统的建设,为进一步开展流域水土流失预测预报模型及水土保持综合治理效益分析评价模型研究奠定了坚实的基础。     

基于排水管网中心城区小流域划分方法研究

流域边界提取是流域精细化管理和分析的基础,由于平原河网区域地势平坦,地形的起伏较小,很难按照基于数字高程模型(DEM)提取流域边界。针对此技术问题,在梳理平原河网水系的基础上,提出利用排水管网的汇水特性辅助划分平原区小流域,可以解决平原区流域划分困难的问题,生成的小流域与实际情况比较接近。将此方法应用于北京市中心城区的小流域划分工作中,取得了较好的效果,为平原区流域划分提供了一个有效途径。     

基于GIS的小流域水土流失遥感定量监测研究

以三峡库区典型小流域为研究区域，通过遥感和野外调查进行信息采集．建立了流域环境数据库；在GIS支持下，根据修正通用土壤流失方程（RUSLE）模型对数据库实施运算操作，探讨了流域内土壤侵蚀强度的空间分布规律，并估算了小流域水土流失量。     

基于RS和GIS哈尔滨段松花江流域土壤侵蚀动态变化研究

以松花江流域为例,在RS,GIS技术的支持下,借助不同时期Landsat TM影像数据,研究1995,2005年土壤侵蚀时空格局及其动态变化。结果表明:水力侵蚀是松花江流域土壤侵蚀的主要形式,研究区域以微度侵蚀为主,所占比例分别为68.98%和68.32%,研究区域总体水土保持良好;微度侵蚀保留率最大,强度侵蚀的转出率最大;研究土壤侵蚀动态变化有助于开展流域水土流失治理和生态安全保护。     

基于空间连续数据的小流域景观格局破碎化研究

基于空间连续数据，采用局部空间关联指标（LISA）——局部Moran指数（Local Moran Index, LMI），通过探测小流域内景观均质性和异质性的变化情况来反映景观格局破碎化的变化过程。作为一种空间明确的景观格局研究方法，LMI能够发现流域景观格局变化过程中的热点地区，并分析其与流域土地利用变化之间的联系，明确了土地利用变化是引起小流域景观格局变化的最主要的驱动因素。研究表明，基于空间连续数据的局部空间关联指标方法可以作为传统景观格局变化研究方法的有益补充。     

综合137Cs，RS和GIS的土壤侵蚀评估和预测——以云南小江流域为例

综合应用137Cs技术、RS技术和GIS技术,进行云南小江流域土壤侵蚀的评估和预测研究,探索中国西部山区观测资料缺乏、USLE(Universal Soil Loss Equation)方程不适宜区域土壤侵蚀评估与预测方法。通过137Cs技术,采用非农耕地与农耕地土壤侵蚀模型确定区内林地、灌丛、草地、坡耕地和裸地的年均侵蚀模数分别为356—1531 t/(km2·a),330—1709 t/(km2·a),886—3885 t/(km2·a),5197—12454 t/(km2·a)和15000 t/(km2·a)以上。解译小江流域1987年(Landsat TM)、1995年(Landsat TM)和2005年(Landsat ETM)遥感影像,获得流域不同时期土地利用图,将其与1∶50000 DEM模型进行叠置分析,建立小江流域土地利用的空间分布图,结合利用137Cs确定的土壤侵蚀速率数据,进行土壤侵蚀分区与制图,分析土壤侵蚀的时空变化。结果表明:1987年—2005年流域轻度以上侵蚀面积占总面积的66.0%—67.3%,变化不大,但侵蚀强度明显加剧,1987年—1995年间尤为明显;中度侵蚀、强度侵蚀、极强度侵蚀区面积分别增加30%、23%和26%;小江流域1987年、1995年和2005年土壤侵蚀量分别为7.51×106t/a,8.19×106t/a和8.18×106t/a。进而选用1995年和2005年的土壤侵蚀数据构建Markov-CA(马尔可夫—元胞自动机)预测模型,获得2015年流域土壤侵蚀分区图,并预测2015年土壤侵蚀量为8.17×106t,与2005年侵蚀量接近。研究结果真实地反映了小江流域土壤侵蚀的变化过程与主要驱动因子,研究方法适合中国西部山区土壤侵蚀评估与预测。     

地理国情监测在秦岭山地土壤侵蚀中的应用

利用国情监测成果,分析了2010~2014年秦岭山地丹江流域土地利用类型变化特征,并探讨了土地利用类型方式转变对流域土壤侵蚀的影响。结果表明,微度侵蚀和轻度侵蚀面积在波动中呈减少趋势;中度侵蚀至剧烈侵蚀面积呈上升趋势,在一定程度上,流域的侵蚀状况加剧。土壤侵蚀较严重的土地利用类型是耕地和裸地。     

DEM分辨率对小流域地形水文特征提取的影响

基于ArcGIS水文分析工具研究DEM分辨率对提取流域地形和水文参数的影响,选择黄土丘陵沟壑区典型小流域—韭园沟流域为实验区,该流域地形复杂,沟壑纵横,DEM分辨率变化对其地形表达有很大影响。研究表明,DEM分辨率对小流域面积、流域高程、坡向的表达或提取精度影响较小,而对坡度、河道长度、河网密度和河道分级等因子提取有较大影响。     

基于SCS的四川省高速公路沿线山洪预警模型

山洪是汛期多发地质灾害之一。受地形和气候的影响,西南地区高速公路沿线易受山洪威胁。为了更好地防范山洪灾害,保障交通安全,基于SCS模型推导了流域产生径流的临界雨量模型。以四川省高速公路沿线小流域为研究区,利用土地利用类型数据、土壤属性数据及降水数据等资料,计算得到了四川省高速公路沿线小流域发生山洪灾害的临界雨量。计算结果显示,四川省高速公路沿线流域的临界雨量在14—26 mm之间。与山洪灾害历史数据对比结果表明,模型预测效果良好。     

基于GIS与RS的中小流域洪水风险图研究

以苏鲁皖三省交界处的复新河流域为研究区,在多源数据集成与融合的基础上,利用GIS与RS技术分析了流域地形地貌,提取了水文模型参数,集成了洪水模拟,从而进行洪水淹没与影响分析,并对洪水模拟结果进行自动可视化处理与发布。系统地阐述了运用GIS与RS技术快速制作中小流域洪水风险图的关键技术,并构建了洪水风险可视化模型,可实现快速一体化成图,提高中小流域洪水风险图的动态适应性。     

河网密度图的制图单元选择及相关要素分析

一、河网密度的意义地表江河水系的空间分布随着自然条件和河系类型的不同而呈现疏密的差异。单位面积中河流长度的大小是衡量河网密度的指标 ,称为河网密度系数 ,简称为河网密度 ,其计算公式为　　　　　ｖ =ＬＰ (1 )式中 :Ｌ为流域内全部河流 (含沟渠 )总长度 ;Ｐ为流域面积。河网密度受到气候、地质、地貌、植被和水利建设等的影响和制约 ,它是地图编制中确定河流选取指标的一项基本依据 ,是拟订各种建设规划 ,研究水资源状况和农业可持续发展前景所需充分考虑的一个因素。二、按江河流域划分制图单元专题地图中用分级统计图法表示河网…     

DEM流域特征提取及其在非点源污染模拟中的应用

概述了数字高程模型(DEM)的特点及对其进行流域特征信息的提取原理和方法,结合流域非点源污染模拟研究的需要,在GIS软件和非点源污染模型SWAT的技术支持下,对密云县密云水库北部流域DEM进行了流域的刻划及模型运行单元HRUs的生成,最后从三个方面:对DEM在非点源污染研究中的应用进行了有益的探讨。     

长江上游小流域土壤侵蚀动态模拟与分析

以长江上游甘肃省尚沟流域为研究区,在遥感影像和GIS空间分析技术支撑下,根据USLE因子算法生成各因子栅格图,借助地图代数运算,估算了尚沟流域1998年和2004年的土壤侵蚀量,并对2004年土壤侵蚀与其环境背景因子进行叠加和空间统计分析。在此基础上,构建了与GIS软件平台集成的地理元胞自动机,模拟了该流域2004年、2010年和2020年土壤侵蚀空间演化情形。结果表明:研究区平均侵蚀量从1998年的6598.1t/km2下降到2004年的5923.3t/km2,侵蚀面积净减少172.3hm2,输沙量减少9.15×104t;1300～1400m的海拔高程带、25～35°坡度带、南坡和旱耕地是发生水土流失的主要区域;经模拟,2010年总侵蚀面积为93.49km2,侵蚀总量73.15×104t,侵蚀模数为5126t/km2,土壤侵蚀状况总体上将有所减缓。