洪水淹没分析中的自适应逐点水位修正算法

洪涝灾害损失评估是防洪减灾科学决策的基础,其中洪水淹没分析是准确提取洪水淹没范围、水深及历时等灾情信息的关键。洪水淹没分析主要采用数字高程模型数据,由于DEM的格网分辨率与高程精度有限,常出现异常的洼地或平地,导致难以可靠地计算每个格网点处的流向,而传统方法采用统一高程的洼地填平处理又使得容易出现洪水演进过程中复杂起伏地形水面爬坡以及平坦地形水位断流的问题,为此提出顾及流速和淹没时间的自适应逐点水位修正算法,即在DEM坡面流模拟的基础上,根据洪水水流特性、地形、边界变化、水流速度、水深变化以及淹没点的淹没时间,计算水位修正值,对洪水演进过程中每个格网点的水位进行修正,采用多种地貌类型的DEM数据进行试验,证明洪水演进的淹没范围、水深及历时的实时计算结果准确可靠,可为快速评估灾害损失与防洪决策服务提供更为科学的依据。     

基于World Wind的鄱阳湖水位动态变化仿真系统研究

World Wind是由美国宇航局(NASA)开发的三维地理信息系统,也是一款可提供丰富数据的数字地球平台,如何将多源数据实现紧密型二三维耦合是基于World Wind开发专业系统需要解决的重要问题.在.NET开发环境下,以World Wind为仿真内核,开发了水位仿真系统,研究了二三维数据耦合技术,实现了环鄱阳湖生态经济开发区的湖区与航道淹没分析和三维漫游.结果表明,仿真系统流畅地实现了任意点地形高程、水位、水深和航道级别等信息的实时查询,仿真了不同控制水位条件下的鄱阳湖区淹没范围,仿真结果能够服务于鄱阳湖水利枢纽的水位调控决策;该仿真系统在湖泊干旱特征水位等确定中也具有重要的应用价值.     

基于水文仿真模型与GIS的三维可视化在城市洪水演进中的模拟研究——以马鞍山为例

本文对城市三维可视化虚拟场景构建和洪水演进实时动态模拟及其实现方法进行研究。以洪水水文数学模型为核心计算方法,对系统构建过程中的关键技术进行了深入探讨和研究,构建了城市洪水演进和洪水淹没三维模拟系统。研究表明,三维可视化技术与水力学模型结合提高了模型计算结果的准确性和可视性,对于城市防洪决策及水利工程有重要意义。以安徽省马鞍山市为应用实例,实现了城市三维地形仿真场景模拟及洪水演进分析和三维模拟。     

三维虚拟地球中有源洪水淹没分析算法

目的 首先分析了大范围有源洪水淹没分析方法的研究现状。然后面向三维虚拟地球应用,基于全球地形数据组织方法,提出了一种以地形瓦片为单元的有源洪水淹没分析算法,实现了三维虚拟地球中的大范围有源洪水淹没分析。最后基于开放式三维虚拟地球集成共享平台软件 GeoGlobe进行了实验,验证了该方法的有效性。     

激光点云数据的输电通道淹没分析

针对从数字高程模型(DEM)数据中提取有源淹没范围的算法实现中,种子蔓延算法的递归深度太深,在给定洪水水位条件下容易堆栈溢出的缺点.该文提出了两次遍历的实现方法解决了上述问题.利用直升机激光三维扫描技术获取到输电线路的点云数据,经过点云预处理、分离地面点、栅格化处理等操作,得到了高精度DEM数据.利用DEM数据的特点,通过ArcGIS Engine建立了快速、高效的洪水淹没深度识别模型和有源淹没范围提取模型.可用于模拟重现淹没范围,为分析输电线路灾情特征、制定应急处置方案提供决策支持.     

洪水灾害模拟及评估

针对洪水灾害评估的特点,将GIS技术与RS技术相结合,根据数字高程模型DEM提供的三维数据和遥感影像数据,运用GIS的空间分析功能来预测、模拟显示红水河流域洪水淹没场景,并结合该流域水文站降雨量数据和各乡镇人口密度数据以及其他辅助数据进行洪水灾害评估。     

浅谈基于ERDAS的三维GIS系统实现

主要研究利用三维空间数据、DOM及DEM创建三维虚拟场景。将ERDAS IMAGINE的Virtual GIS模块与第三方建模软件相结合,解决了模型导入ERDAS Virtual GIS Viewer中贴图丢失的问题,实现了立体模型的仿真构建和三维GIS系统的动态管理。同时,对模拟雾气分析、空间视域分析和洪水淹没分析等方面的应用进行了研究,使该系统更具应用价值。     

三维GIS蓄滞洪区淹没分析与灾损评估

蓄滞洪区是江河防洪体系的重要组成部分.基于洪水淹没机理,通过对蓄滞洪区地表的连通性分析,构建淹没过程模型;用等量分析的思想建立了计算洪水淹没水深和淹没范围的淹没分析模型,并在三维GIS环境中实现淹没分析结果的三维动态可视化.将淹没分析结果与社会背景数据叠加,结合洪灾损失率,对淹没区内的各类资产进行洪灾损失评估,为蓄滞洪区的管理、防洪减灾决策提供快捷、直观形象的信息支持.     

基于CTS的大地形仿真应用研究

大地形仿真是研究三维视景仿真的一个重要问题。针对三维地形仿真应用的现状,本文结合LOD技术、数据分块技术和数据管理技术,采用基于CTS软件的方案解决大地形仿真应用问题。该方案可以有效解决基于MultiGen软件的传统方案中的纹理和地形边界不连续以及内存容量限制等问题。通过实例验证了该方案切实可行。     

基于水文模型与DEM 3维可视化在洪水淹没中的模拟研究

研究了如何构建3维可视化虚拟场景和洪水演进的动态模拟及其实现方法.基于水文模型和DEM为核心计算方法,对3维洪水淹没构建过程中的技术进行了探讨和研究,研究表明,3维可视化技术与水力学模型结合提高了模型计算结果的准确性和可视性,对于防洪决策及水利工程有重要意义.以长江九江段数据为应用实例,进行3维地形仿真场景模拟及洪水演...     

基于SD-GIS的突发水污染事故水质时空模拟

将一维河流水质系统动力学模型用于水质模拟,建立了系统动力学(SD)和GIS关联的概念框架,并基于组件式GIS和SD模型开发了水污染事故水质模拟实验系统。以2005年11月发生的松花江水污染事故为例,对特征污染物硝基苯浓度的时空变化进行了动态仿真模拟。结果显示,通过建立SD和GIS的关联,能够实现水污染事故中污染物的时空分布模拟,以及基于模型参数的模型调控与情景分析,为突发水污染事故应急方案的优选提供科学、可行的依据。     

ADCP与GPS在内河流态测量中的应用问题及对策

ADCP全称为声学多普勒剖面流速仪(AcousticDopplerCurrentProfiler),是一种根据声学多普勒频移效应用矢量合成方法测量水流速度剖面的仪器,ADCP可测出水流流速矢量的东向、北向和垂向分量,为工程项目的河道数学模型和物理模型提供原始三维流态数据,为河势分析、河道冲淤计算、河道演变分析提供资料,由于天然河道水流特性及ADCP测流原理导致在测量中仍存在一些问题,如底沙运动、流速脉动、外界磁场影响等,因此探索ADCP与GPS的应用问题及对策来完成内河河道流态测量具有十分重要的意义。     

基于GIS技术的河流污染动态模拟系统

本文论述了稳态均匀流场中的一维河流水质扩散模型,并在此模型的基础上,基于GIS二次开发技术开发了河流污染动态模拟系统。该系统以乐山市涌斯江支流段的地理底图及基本数据为例,实现了对河流污染情况的动态模拟。通过对该系统的一系列操作,可以对河段任意位置污染物浓度进行自动查询和修改,从而为河流水质污染的监测和管理提供可视化参考依据。     

石羊河流域水质环境遥感监测评价研究

利用遥感技术对流域水质环境的监测评价,可实现全流域水质的同步监测,其监测结果具有可比性。以石羊河流域为实验区,研究了一种基于遥感技术的河流水质环境监测与评价方法,该方法克服了传统监测方法的局限性,完善了表面水质遥感信息获取的基础方法研究体系。     

基于流域GIS空间建模的雨洪模拟方法

基于多层次GIS空间分析模型技术,系统地建立了从流域雨洪过程相关影响因子栅格化处理到产汇流过程模型的集成化模拟方法,首次实现了对流域内任意栅格单元内河道断面的径流过程线的可视化测算。同时还对于模型中单元水流长度与河道单元流速率定方法进行了优化改进。实例分析结果表明:模型结构更为严谨、参数设置更为科学,改进的技术方法对于福建汀江十年一遇洪水场次的模拟结果精度有明显提高,能够满足相关海绵城市规划应用需求。     

Erdas在三维建模中的应用

以某大学为例,进行三维景观的研究,三维建模主要分为2个方面,建筑物的建模和地形的建模.首先是利用3DSMax进行校园的建筑物初步的建立,完成建筑的框架构造,然后在Erdas Image中结合遥感影像数据进行地面模型建立,最后将建立好的模型和影像进行匹配,完成三维建模,实现对空间信息查询的基本操作,并说明建模的地理意义.     

一种基于GPU的实时水波模拟方法

大范围动态水面场景的实时三维仿真是虚拟海洋环境以及三维游戏中研究的难点和热点。由于水的动态性以及各种复杂的光照等效果,传统基于CPU的模拟很难达到实时交互的能力。近年来图形处理器(GPU)性能得到大幅度提高,尤其引人注意的是出现可编程特性,这使得人们可以充分利用GPU上提供的运算器来设计算法完成一定的任务。基于此,针对目前实时水波模拟的瓶颈及提倡的"解放CPU"(Offload CPU)的思想,本文对水波模拟的模型进行了研究,提出了一种基于GPU的水波模拟方法,充分利用GPU的并行运算及浮点运算能力.加快水面模拟的速度。文章给出了一定网格大小下,数量不同的点波源模拟水面的效果,并给出了单纯利用CPU和基于GPU两种方法的对比情况。     

Hybrid of Shape Grammar and Morphing for Procedural Modeling of 3D Caves

Procedural modeling of three‐dimensional shapes plays a significant role in many areas nowadays. Methods based on the automation of the modeling process offer a variety of three‐dimensional structures, saving time and money. Geometry synthesis is currently used in many fields including digital cinema, electronic entertainment and simulation. There is a need to replace designers' work with intelligent automated algorithms, especially in the case of terrain modeling. This article addresses the problem of modeling virtual caves and tunnels and presents alternative solutions in the form of a hybrid system. The innovative approach combines two independent methods well known in computer graphics: shape grammars and shape morphing for modeling three‐dimensional geometry. In the modeling process, it is possible to obtain the characteristics of 3D structures with non‐spherical mesh topology. The objects and their transformations are described by functions, while production grammars define the geometry modeling process. The scene graph can be expanded by classic productions and optimized by morphing productions. Obtained shapes can be freely deformed in subsequent productions. The system offers control over the process of modeling and the resulting structure can be rendered up to a high level of realism. We also propose some measures that can be used to verify the modeling results: coefficients indicating the degree of convexity of three‐dimensional model topology based on the structure of inequality, the volume of the model, surface model and the number of model elements.     

三峡水库蓄放水对地面重力变化的影响分析

针对目前对地面重力的影响分析多采用模拟计算,从而导致对蓄放水的影响范围和程度分析还存在不足的问题,该文利用资源三号(ZY-3)高分辨率多光谱遥感影像提取了三峡库区江河湖库水体数据,结合水位数据,通过负荷格林函数积分模型,计算出三峡水库蓄放水导致水位升降的过程中水体对地面重力变化的影响。研究发现:(1)以1a为周期,三峡库区库岸及长江近岸地面重力的变化趋势与水库的蓄放水时期对应;(2)三峡水库放水期间水位下降,水库库岸及长江近岸地面重力减小;蓄水期间水位上升,地面重力增大;(3)三峡水库蓄放水对库岸及长江近岸的地面重力影响最大可达1 000μGal以上,且距离长江中心线越近,地面重力变化越大。