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。     

北京市河流信息识别与提取

针对传统的河流信息识别和提取方法不适用于平原地区城市这一情况,该文基于北京市河流的自然和人文特征,提取城市水系网络,划分流域边界,并对河流的特征信息进行提取;从城市河流的特征识别、信息提取、空间插值等几个方面进行了总结和归纳,并从实际应用的角度进行了案例分析。研究的思路和方法可以为其他城市的相关工作提供参考。     

基于DEM的黄土小流域侵蚀监测与输沙过程模拟研究EI北大核心CSCD

黄土高原是地表物质交换最频繁、形态变化最剧烈的区域之一。小流域既是天然的地理单元,又是流域管理的基本单元,更是水沙治理等工程措施的重点试验单元。前人在黄土小流域侵蚀产沙机制与建模方面开展了一系列研究,但是受研究数据和方法的限制,目前仍没有提出一套从小流域侵蚀监测到反演输沙过程的方法体系。     

遥感技术在小流域水土流失快速调查中的应用——以老高川地区为例

以SPOT与TM融合图像为遥感信息源,对孤山川流域老高川地区进行1:5万比例尺水土流失遥感调查,分析了小流域水土流失的主要影响因素,指出了遥感技术与地理信息系统结合是遥感技术在小流域水土流失快速调查的发展方向.     

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。     

基于空间技术的北京市山地平原界线勘定研究

针对北京市山地平原区划行业间差异较大,且和北京市大比例尺土地利用现状图不一致等问题,以研究区最新大比例尺地形数据和高分辨率遥感影像为数据源,利用GIS、遥感和3维虚拟技术,对北京市山地平原界线进行重新勘定。在勘定过程中,借鉴历史区划方案,主要以海拔100m为界线,同时参考坡度数据和地质数据来确定界线位置。最后,对山地平原界线利用SPOT5高分辨率遥感影像和DEM生成的3维景观进行验证和局部调整。此次划分结果为北京市土地利用规划修编提供了基础数据,同时为形成北京市各职能部门一致认同的区划数据做了前期基础工作。     

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。     

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.     

安徽省大别山区江子河小流域的水文模拟与分析

目前,许多发达国家的研究已经证实,农业非点源污染是导致水环境恶化的主要原因之一。土壤侵蚀与非点源污染是一对密不可分的共生现象,特别在农业非点源污染中,土壤侵蚀是主要的发生形式,是一种重要的非点源污染。本文主要应用目前使用较广泛的非点源污染模型—SWAT模型对淮河流域安徽省大别山区水土流失较严重的江子河小流域进行径流量和泥沙量的模拟,并得到该小流域径流量和泥沙流失量的空间分布图。     

改进分水岭方法下的遥感图像水体提取

针对当下全球的水域环境监测中水体提取不完整、与周围地物区分错误等问题，以山东潍河为研究对象，提出了一种改进分水岭分割方法。首先提取目标水体的光谱信息分量作为前景图，然后将膨胀后的水体对象作为背景图，利用前景图与背景图叠加生成标记图，最后利用标记图通过分水岭变换对原图像进行分割以实现水体信息的自动提取。本文将试验结果与OpenCV中手动标记种子点的分水岭算法、基于Canny边缘的分水岭算法、结合形态滤波和标记的分水岭分割方法结果进行了对比。结果表明，本文算法比用种子点手动标记的方法更加自动化，提取的水体更加完整准确；相比于Canny边缘方法又避免了过度分割；比结合形态滤波标记的方法也更加完整准确，目标水体明显，对于水体提取是一种自动化的有效方法。     

基于RS和GIS的松花江流域植被覆盖动态变化研究

利用遥感和地理信息系统技术对1989,1995年的Landsat TM数据和2002年Landsat ETM＋三期遥感数据进行处理,反演和计算松花江流域的归一化植被指数（NDVI）,在此基础上,获取研究区域植被覆盖度。在ArcGIS9.2软件空间分析模块的支持下,对研究区域三期植被覆盖影像进行叠加分析,以流域尺度和栅格尺度分析植被覆盖变化的时间和空间特性,获取研究区域植被覆盖度空间格局分布特征,为该区域植被覆盖度的自动化监测提供很好的技术支持。     

Land subsidence lagging quantification in the main exploration aquifer layers in Beijing plain,China

Land subsidence is rapidly developing across the Beijing Plain, China. Long-term intense overexploitation of groundwater is the main reason for land subsidence in Beijing. In this study, an optimized Small Baseline Subset (SBAS) interferometry method was developed to process 46 RADATSAT-2 images from 2011 to 2015 to investigate the spatial and temporal dynamics of land subsidence in the Beijing Plain. The lag time between land subsidence and groundwater exploitation was first analyzed by the Continuous Wavelet Transform (CWT) and Cross Wavelet Transform (XWT) methods Our study found that the maximum subsidence rate reached 141 mm per year. The analysis of the areas and volumes of the annual subsidence rates indicated that the overall deformation trend slowed down from 2011 to 2015. Our results indicate that the subsidence center is always located in the southeast of Chaoyang District from 2011 to 2015. The lag time between the observed subsidence and the groundwater level drops in the main exploration aquifer layers was 0.57–1.76 months. This information is helpful to reveal the mechanism of land subsidence and build hydrogeological model.     

徐州贾汪矿塌陷积水区变化特征的研究

本文采用遥感(RS)获取信息和地理信息系统(GIS)建库分析相结合的方法,对徐州贾汪矿区1987-2007年煤炭开采过程中形成的塌陷积水区的数量变化、形态特征变化以及破碎度变化特征及其成因进行了研究,结果表明1987-2007年间,由于开采活动的不断进行,常年积水塌陷区的面积逐步增加;1987-1997年10年间,季节性塌陷积水区与常年塌陷积水区具有相似的变化特征;1997-2007年10年间,由于部分矿井停止开采及土地复垦的推行,季节性塌陷积水区的数量锐减,斑块形状变得规则且分布趋于分散。     

基于PostGIS的小流域数据库设计与应用研究

针对小流域数据种类多、数据量大的特点,利用PostgreSQL的空间扩展插件PostGIS实现对小流域的空间数据以及影像数据的存储与管理,并利用Python和JDBC技术实现对小流域基本属性数据及长时间序列的小流域降雨、径流数据的存储与管理。本文提出了对小流域不同数据类型数据存储的数据库设计思路,实现了小流域多类型数据的统一管理;同时,本文结合WebGIS技术发布相应的网络服务,实现数据的可视化以及管理应用。     

航空影像接缝线的分水岭分割优化方法

提出了一种基于自适应标记分水岭分割的航空影像接缝线优化方法。该方法利用分割区域差异确定接缝线优先穿越区域,然后在优先穿越区域中使用基于最小二叉堆的Dijkstra最短路径算法得到最终的接缝线。试验表明,本文方法获得的接缝线能很好地避开投影差较大的区域,与其他算法的比较也表明本文方法具有更好的效果和效率。     

融合多尺度影像数据的杞麓湖流域景观格局分析

景观格局是景观斑块秩序和规律的具体体现，分析景观格局特征能够在空间结构上推进流域生态保护红线的划定和管控工作，维持可持续发展的底线。基于不同遥感数据源测算的景观格局可能存在计算结果差异，以及对景观格局描述不一致的问题。本文以杞麓湖流域为研究区，选取最新的Sentinel-2、GF-1和Landsat 8卫星遥感影像，基于斑块尺度、类型尺度和景观尺度的7个景观指数，从景观类型分布和整体格局两个方面探讨了杞麓湖流域景观格局现状，并分析不同数据源对景观格局评价结果的异同。结果表明：①杞麓湖流域的景观格局以林地和耕地为基底，零碎分散着建设用地和其他用地；②不同卫星遥感影像对流域景观格局的描述存在差异，影像分辨率与斑块数目、最大斑块指数、形状指数、分离度指数存在显著的正相关关系，而对于测度整体的香农多样性指数、香农均匀度指数、优势度指数的影响相对较小。     

Soil moisture variability over Odra watershed: Comparison between SMOS and GLDAS data

Monitoring of temporal and spatial soil moisture variability is an important issue, both from practical and scientific point of view. It is well known that passive, L-band, radiometric measurements provide best soil moisture estimates. Unfortunately as it was observed during Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS) mission, which was specially dedicated to measure soil moisture, these measurements suffer significant data loss. It is caused mainly by radio frequency interference (RFI) which strongly contaminates Central Europe and even in particularly unfavorable conditions, might prevent these data from being used for regional or watershed scale analysis. Nevertheless, it is highly awaited by researchers to receive statistically significant information on soil moisture over the area of a big watershed. One of such watersheds, the Odra (Oder) river watershed, lies in three European countries – Poland, Germany and the Czech Republic. The area of the Odra river watershed is equal to 118,861 km² making it the second most important river in Poland as well as one of the most significant one in Central Europe.This paper examines the SMOS soil moisture data in the Odra river watershed in the period from 2010 to 2012. This attempt was made to check the possibility of assessing, from the low spatial resolution observations of SMOS, useful information that could be exploited for practical aims in watershed scale, for example, in water storage models even while moderate RFI takes place. Such studies, performed over the area of a large watershed, were recommended by researchers in order to obtain statistically significant results. To meet these expectations, Centre Aval de Traitement des Donnes SMOS (CATDS), 3-days averaged data, together with Global Land Data Assimilation System (GLDAS) National Centers for Environmental Prediction/Oregon State University/Air Force/Hydrologic Research Lab (NOAH) model 0.25 soil moisture values were used for statistical analyses and mutual comparisons.The results obtained using various statistical tools unveil high scientific potential of CATDS SMOS data to study soil moisture over the Odra river watershed. This was also confirmed by reasonable agreement between results derived from CATDS SMOS Ascending and GLDAS data sets. This agreement was achieved mainly by using these data spatially averaged over the whole watershed area, and for observations performed in the period longer than three-day averaging time. Comparisons of separate three-day data in a given pixel position, or at smaller areas would be difficult because of data gaps. Hence, the results of the work suggest that despite of RFI interferences, SMOS observations can provide effective input for analysis of soil moisture at regional scales. Moreover, it was shown that CATDS SMOS soil moisture data are better correlated with rainfall rate than GLDAS ones.