基于土壤地形指数和遥感分类的SCS模型参数率定

以RS为主要手段,结合GIS技术,基于屯溪流域遥感影像,研究得到了屯溪流域两期遥感影像的土地利用分类结果。在此基础上,利用屯溪流域DEM数据得到TOPMODEL模型中的土壤地形指数,并与SCS水文模型和遥感信息相结合进行水文分区,率定SCS模型的径流曲线数参数(CN值),然后利用1982~2002年间屯溪流域的水文数据对结果进行精度验证。实验结果表明,该方法取得了较好的效果,模拟径流与实测径流间的平均误差仅为14.1%。     

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。     

知识驱动下的水文模型参数智能化设置方法

水文模型的参数设置涉及专业领域的知识和繁琐的操作步骤,是水文建模面临的一大难题,在一定程度上限制了模型的应用和推广。基于知识驱动的方法,将水文模型参数设置知识分为参数提取知识和取值范围知识两类,分别对其进行形式化表达和自动推理,初步实现了水文模型参数智能化设置;结合Web Service、工作流和参数自动率定等技术,研发了水文智能建模原型系统;最后,以TOPMODEL模型的参数设置为例,对知识驱动方法进行了验证。结果表明,知识驱动的方法能在保证模拟精度的前提下有效简化水文模型的参数设置流程,降低水文建模难度。     

基于ArcMap的长期水文影响评价模型二次开发

长期水文影响评价模型（Long-termHydrologicalImpactAssessment。L-THIA）是研究人类活动对流域非点源影响的重要评价模型之一。本文深入阐明了L—THIA模型的原理．探讨了SCSCN方法和污染物负荷的具体计算方法。在此基础上,提出了L-THIA模型存在的不足和改进方向,并以ArcMap为平台,对该模型进行了二次开发,二次开发后的模型主要包括六个模块．分别为土地利用分类模块、：￡壤分类模块、CN值计算模块、径流深度计算模块、径流最计算模块和污染物负荷计算模块。基于ArcMap平台的L-THIA模型利于用户方便处理数据,且提高了模型模拟的准确度,实现了模型本地化。     

结合季节调整和NAR神经网络的流域地下水储量预测

利用重力场恢复与气候实验卫星反演的陆地水储量和全球陆地数据同化系统（global land data assimilation system,GLDAS）水文模型,从流域降雨分布信息出发,结合季节调整技术和非线性自回归（non-linear autoregressive,NAR）神经网络对流域地下水储量变化进行预测,并与未经过季节调整的NAR神经网络、自回归（autoregressive, AR）模型以及季节性自回归差分移动平均（seasonal autoregressive integrated moving average, SARIMA）模型进行对比分析。以长江流域、勒拿河流域、鄂毕河流域以及叶尼塞河流域为例,结果表明,经过季节调整后的流域降雨和地下水分别服从独立分布和一阶自回归模型,为NAR神经网络时延数的确定提供了新的途径。经过季节调整后的NAR神经网络的预测结果在4个流域的模型表现优于传统的AR模型和SARIMA模型,均方根误差在1 cm以内,相关系数超过0.96。结合季节调整和NAR神经网络提高了流域地下水储量预测精度,减少了训练参数,加快了神经网络的收敛速度。     

Arc／Info—Grid模块及其水文模型应用

利用地理信息系统可以建立流域的数字高程模型,并与grid模块的水文表面分析工具结合,形成直观的流域环境三维显示,再通过计算、统计与分析,即可获取精确的水文因子数据,为进一步水文定量研究及应用提出了一种高效的方法。     

半参数补偿及背景值优化MGM模型研究和应用

为了改善传统MGM模型背景值选择以及模型误差问题,提出了半参数补偿及背景值优化的MGM预测模型。选取同一变形体上3个相关性较高的监测点实测数据,分别利用传统MGM模型、背景值优化MGM模型、半参数MGM模型以及半参数补偿及背景值优化MGM模型对其进行预测。实验结果表明,本文模型预测值的均方误差为0.61,比传统MGM模型的1.12、背景值优化MGM模型的0.66和半参数MGM模型1.01,分别降低了0.51、0.05和0.40;且3个点残差标准差的均值分别比传统MGM模型、背景值优化MGM模型和半参数MGM模型小0.21、0.03和0.15。这说明本文模型的预测精度有所提高,且更加稳定。     

基于粒子群优化神经网络的概率积分法预计参数的确定

为有效确定概率积分法预计参数,提高预计值的精度。将粒子群优化(PSO)算法和BP神经网络进行融合,采用改进的混合粒子群优化算法优化神经网络的权值和阈值。在分析概率积分法参数与地质采矿条件之间关系的基础上,建立了基于PSO优化BP神经网络的概率积分法预计参数的优化选择模型。以我国典型的地表移动观测站资料为例,将计算结果与实际值进行了对比分析,并与文献[1]中改进BP算法进行了比较。结果表明,PSO-BP神经网络方法用于概率积分法预计参数的选取是可行的,收敛速度更快,计算精度更高。     

岷江上游流域DEM的河网提取

DEM中包含了丰富的地质地貌、水文等信息,是流域分析的主要数据来源之一。详细介绍了利用DEM数据提取流域水系信息特征的方法,并以岷江上游为例,对DEM进行预处理,然后采用ArcGIS 9.3软件平台下Hydrology模块提供的D8算法来确定水流离开DEM栅格单元的方向,并计算流向各栅格单元的水流累积量,再根据给定的集...     

利用卫星观测数据评估GLDAS与WGHM水文模型的适用性

利用2002—2012年的GLDAS和WGHM模型模拟水文产品，以及重力恢复与气候试验卫星（Gravity Recovery and Climate Experiment，GRACE）观测数据，计算了全球范围内30个主要流域的水储量变化时间序列，从模拟数据与观测数据的年周期振幅、长期趋势项及时空分布一致性等几个方面，对GLDAS和WGHM进行了评估。结果表明，GLDAS的4个子模型都表现出了明显的季节性变化，CLM年周期振幅输出最小，MOSAIC和VIC最大，NOAH居中，且最接近4个子模型的平均值。与GRACE结果相比，约80%流域的GLDAS与WGHM模型年周期振幅输出呈明显低估现象，且GLDAS的低估程度大于WGHM，但靠近北极高纬度地区的流域有相反的情况出现。在长期趋势项方面，三者结果差异较大，尤其是对于面积较小且人类活动影响较大的流域，GLDAS与WGHM模型不能充分反映人类活动的影响，模型输出表现较差，GRACE结果更接近实际情况。此外，还研究了流域水储量长期变化趋势与灌溉率的关系，发现呈现明显下降趋势的流域主要集中在高灌溉率（>10%）地区，而灌溉率是影响流域水储量变化的重要因素之一。     

机载LiDAR DEM在流域水文分析与模拟中的尺度效应

DEM数据是流域水文分析和模拟的基础，不同DEM分辨率尺度深刻影响着水文分析和水文过程模拟的结果。本文基于机载LiDAR获取的DEM数据，分析了不同分辨率LiDAR DEM在坡度提取、水文指数分析和流域特征参数提取中的差异及产生原因；基于SWAT分布式水文模型模拟研究了不同分辨率DEM数据的水文效应。研究结果表明：随着DEM分辨率的降低，坡度平均值减小，TWI平均值增大，SPI平均值减小，LSF均值先增大后减小，当分辨率为10 m时，LSF取得最大值；SWAT模型模拟结果表明，随分辨率的降低、坡度值的变小，地形湿度指数变大，蒸散发量增加，地表径流深减小，而土壤渗漏量与地下径流量则是先减小后增加，出现极值时DEM分辨率为10 m，与LSF出现极值时一致。     

深圳市地质灾害评价与预警系统研究

深圳市从1980年设立特区以来,目前已从一个边陲小镇发展成为一个拥有400万人口的现代化城市。然而,大规模的城市建设破坏了原本脆弱的地质环境,引发了众多的地质灾害。本文首先阐述了地质灾害评价与预警流程,包括数据预处理、建立模型库、危险性区划、划分预警片区、获取气象和水文临界判据、预警结果制图输出和发布6个步骤;然后给出了地质灾害评价指标体系,分析了地质灾害评价与预警模型;最后设计了深圳市地质灾害评价与预警系统的总体结构,描述了各个子系统的功能,说明了系统运行网络拓扑结构。     

基于似三棱柱体的地质体三维建模与应用研究

以地质体三维建模为目的 ,结合地质勘探工程数据的特点 ,对以似三棱柱体为体元的三维数据模型和基本算法进行了研究 ,并以内蒙古某矿区的实际钻孔资料进行了验证。     

A Web-based system enabling the integration,analysis, and 3D sub-surface visualization of groundwater monitoring data and geological models

The 3D Water Chemistry Atlas is an intuitive, open source, Web-based system that enables the three-dimensional (3D) sub-surface visualization of ground water monitoring data, overlaid on the local geological model (formation and aquifer strata). This paper firstly describes the results of evaluating existing virtual globe technologies, which led to the decision to use the Cesium open source WebGL Virtual Globe and Map Engine as the underlying platform. Next it describes the backend database and search, filtering, browse and analysis tools that were developed to enable users to interactively explore the groundwater monitoring data and interpret it spatially and temporally relative to the local geological formations and aquifers via the Cesium interface. The result is an integrated 3D visualization system that enables environmental managers and regulators to assess groundwater conditions, identify inconsistencies in the data, manage impacts and risks and make more informed decisions about coal seam gas extraction, waste water extraction, and water reuse.     

地质资料数据服务体系建设

地质资料是地质工作成果的主要表现形式,是地质工作者智慧与劳动相结合的产物。如何对其进行有效的管理,挖掘其潜在的价值,以便更好的为社会服务,已成为地质资料信息化领域研究的一个重要课题。本文系统分析和阐述了地质资料数据服务体系建设,为地质资料数据的有效管理、应用和服务等提供参考。     

集成地质、力学信息和监测数据的滑坡动态模型

首先假设边坡滑坡体为刚体，建立边坡滑坡的动态模型，由此建立卡尔曼滤波的系统方程。边坡的力学状态通过卡尔曼滤波与边坡变形观测的数据联系起来了。模型的不确定性(模型误差)是通过建立的虚拟观测方程来考虑的。与已有的方法不同的是，所建立的方法不仅利用包含在观测中的统计信息，而且能利用边坡滑坡的有关力学状态和地质条件所提供的信息。最后，以一实例论证方法的可行性。     

面向地质建模的三维体元拓扑数据模型研究

在对地质对象的基本特征和计算机三维地质建模的基本要求进行讨论的基础上，提出了面向对象的三维体元拓扑数据模型。在该数据模型中，用面向对象的方法将地质对象抽象为点、线、面、体，体类又进一步划分为复合体、复杂体、简单体和体元四类。对所有对象类设计了12种拓扑关系和相应的数据结构。     

角色访问控制的综合地质数据安全模型

为了有效地管理复杂多样的地质矿产数据,提高地质矿产数据的安全性,本文对地质矿产数据进行整理和分析,提出了综合地质数据模型.在此基础上,基于角色访问控制思想设计了综合地质数据的安全模型,并在ORACIE数据库和所开发的综合地质数据库管理系统中实现了该安全模型.     

Influence of geological structures on groundwater accumulation and groundwater salinity in Musandam Peninsula,UAE and Oman

The hydrological setting and groundwater quality of Musandam Peninsula was studied to investigate the influence of geological structures on the groundwater accumulation and groundwater salinity. Five sets of modified morphometric maps were used to reduce errors and carry out the geological structures. The modification was modified by applying mean filter to the Digital Elevation Model (DEM) then applying Soble filter with 10% threshold and equalization enhancement. D8 and algorithms were used to reveal the drainage basins and drainage networks of the entire area. The algorithm determines into which neighbouring pixel any water in a central pixel will flow naturally. Flow direction in a DEM is calculated for every central pixel of input blocks of a 3 × 3 window, all the time comparing the value of the central pixel in the window with the value of its eight neighbours. The spatial association between geological structures and drainage networks was studied using 2D graph and rose diagrams. Flood basin model was applied to simulate the Arabian Gulf water intrusion into the coastal aquifer. The concentrations of solutes in groundwater samples collected from Wadi Al Bih well field and well locations were correlated with the geological structure trends and intersections. The results of the study reveal that the drainage basins, drainage network and groundwater quality are structurally controlled by subsurface geological structure displacements.     

区域地质环境稳定性大地测量监测方法及应用

全球大地测量观测系统(GGOS)已在地球变化监测中得到了广泛应用。本文系统介绍了综合大地测量各类观测数据,以及地质、地震等资料,开展区域地质环境稳定性大地测量监测和评价的方法。以环渤海区域和川滇区域为例,分别针对地面沉降显著、地震多发等不同地质环境特征,介绍了区域地质环境稳定性监测技术最新进展及应用成果。结果表明,针对不同地质环境背景,基于各类大地测量监测数据,结合地质、地震、水文等资料,可有效实现区域地质环境稳定性监测和评价,拓展了大地测量地球变化监测的应用领域,有重要的科学意义和实用价值。