水污染事故水质时空模拟和动态调控仿真系统研究

针对我国面临的重大水污染事故,结合一维系统动力学水质模型,将SD模型与GIS关联集成,开发基于二、三维一体化的水污染事故水质时空模拟和动态调控仿真系统;以2005-11发生的松花江水污染事件为例,进行水质模拟结果验证和可视化动态调控示范等,在时间和空间两个维度上对污染带迁移和转化进行动态模拟和趋势预测,实现了突发水污染事故水质浓度的模拟、预测和基于不同应急策略的模型调控。     

二维水质扩散时空模拟及可视化

提出一种适用于河流突发性水污染应急处理的扩散模型。结合实例,采用平面离散点的三角剖分与二维水质扩散模型,实时计算每个河流网格中心污染物浓度。模拟了突发性水污染事故中污染物的时空分布,定量模拟了河流监测断面污染物到达的时间和浓度值。     

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。     

基于GIS-SD的大连湾水污染时空模拟与调控策略研究

大连泫可持续发展的矛盾是一个动态现象,同时这些矛盾也涉及到空间因子（例如,污染物浓度分布与环境功能区划等）。为了探讨和模拟各种发展方案（不同的经济增长和城市化）的矛盾机理,将系统动力学（ＳＤ）方法和地理信息系统（ＧＩＳ）方法结合起来,提出了一个新的可操作的ＧＩＳ－ＳＤ结合的概念框架,建立了大连湾水污染与控制系统模型,并进行了时空模拟和调控策略研究,模拟了该区域的不同增长计划（方案）对海域环境环境质     

SARS传播动力学模型及其多智能体模拟研究

本文建立了SARS时空动力学传播模型，并应用多智能体技术研究个体尺度上SARS时空传播行为的模拟方法。基于虚拟地理环境系统平台，本文采用Java和VRML开发工具，研发了SARS传播与控制的智能体模拟原型系统，并以SARS在虚拟社区的传播为例，开展了SARS时空传播行为模拟的初步试验以及反映SARS疫情控制效果的参数敏感性分析。     

集成GIS和细胞自动机模型进行地理时空过程模拟与预测的新方法

目前商用地理信息系统（GIS）不能完整地表达地理实体的时态信息和时空关系，缺乏时空分析和时空动态模拟的能力，这已成为GIS界的一个共识，然而，未来GIS在各应用领域的深入发展以及在实现“数字地球”战略过程中，都要求发展新的时空分析和模拟方法，细胞自动机（Cellular Automaton)是一种“自下而上”的动态模拟建模框架，具有模拟地理复要系统时空演化过程的能力，首先将标准CA模型的4元组进行扩展以满足GIS环境下时空动态模型的要求，然后以城市土地利用演化这一动态过程为例，建立了土地利用演化动态模拟与预测模型（LESP），最后运用此模型对包头市城市扩展和土地可持续利用演化进行了比较成功的模拟和预测。     

河道洪水演进数值模拟及其在GIS平台上的可视化

针对公共安全应急平台中灾害预测预警和应急处置的快速反应需求,建立了基于圣维南方程的河道洪水演进的水动力学模型。采用库朗格式的特征线方法对基本方程进行数值求解,得出水位和流量沿河道的时空变化关系,在此基础上进一步研究了基于GIS的洪水演进可视化方法。最后,通过天然河道模拟实例验证了所建模型的可靠性和实用性。     

集成GIS的元胞自动机在城市扩展模拟中的应用

元胞自动机CA(Cellular Automata)是一种"自下而上"的动态模拟模型,具有模拟城市复杂系统时空演化过程的能力。CA和GIS的集成使二者在时空建模方面相互补充,能使CA模拟结果可视化显示。这里以郑州市为例,设计了城市CA模型,借助VB 6.0和MapX 5.0建立了一个与GIS无缝集成的2维CA模拟系统,并结合郑州市2005~2007年遥感影像图和土地利用图,对郑东新区进行了模拟,取得较好的效果。     

集成GIS的元胞自动机在城市扩展模拟中的应用

元胞自动机CA(Cellular Automata)是一种"自下而上"的动态模拟模型,具有模拟城市复杂系统时空演化过程的能力.CA和GIS的集成使二者在时空建模方面相互补充,能使CA模拟结果可视化显示.这里以郑州市为例,设计了城市CA模型,借助VB 6.0和MapX 5.0建立了一个与GIS无缝集成的2维CA模拟系统,并结合郑州市2005～2007年遥感影像图和土地利用图,对郑东新区进行了模拟,取得较好的效果.     

基于 CA 模型的土地利用变化研究

土地利用变化趋势及驱动力分析研究是目前全球变化研究的热点问题之一,如何合理并准确地模拟预测出土地利用变化的趋势是研究的核心。土地利用动态变化十分复杂,传统的GIS模型能很好地解决部分空间相关问题,但对复杂的时空动态变化地理现象却难以模拟。元胞自动机（ CA ）是“自下而上”的动态模拟建模框架,其时间、空间、状态都离散,是一种空间相互作用和时间因果关系都为局部的网格动力学模型,具有模拟复杂系统时空演化过程的能力。 CA模型的这些特点在土地利用演化的模拟方面较为合适,集成于GIS下的CA模型将会改善CA的模拟环境,使模拟分析的结果更加准确。     

突发性水污染扩散模型及其在GIS平台中的可视化

提出了一种适用于河流突发性水污染应急处理的工程化模型,采用四点隐式差分格式进行模型的数值求解,并在ArcGIS平台上实现了污染计算结果的实时动态可视化。最后,通过实例验证了该模型在公共安全应急平台中应用的有效性和合理性。     

流域水环境监测管理系统设计与应用——以云南松华坝流域为例

流域水环境监测管理系统建设将对当地水环境信息化建设和业务部门工作效率提高起到促进作用,为水环境管理与保护决策提供必要依据。文章对信息采集、传输、主要技术和系统总体结构做了研究.介绍了系统功能和实现方法。系统本着低成本、开发简单、快捷、方便的原则,采用可视化开发工具、GIS组件、Access数据库集成模式,开发C/S结构的应用系统。系统实现了基本GIS功能、信息管理、水质模拟、水环境容量计算、污染源分析等功能,满足当前业务数据分析管理需要,达到了一定辅助决策的目的。     

水体污染的遥感方法及在珠江广州河段水污染监测中的应用

介绍了水体污染的遥感机理、方法，并探索在珠江广州河段水污染监测中的应用。研究表明：随着水体有机污染程度的增加，水体的可见－近红外光谱反射率逐渐降低。经比较发现，先对图像数据进行对数变换、IHS变换和KL变换后再进行密度分割及图像分类，可以更好地区分和识别水体污染。采用这一方法，制成了广州地区水体污染时空分布卫星影像图，并结合地面实际分析和调查资料，初步总结了珠江广州段水体污染的时空分布规律和污染变化趋势。通过对最新遥感数据的处理，结合区域或流域水污染的变化趋势和污染源研究，利用GIS技术建立区域或流域污染预警系统，为污染的宏观监测和研究以及水资源保护的决策提供了新的信息。     

阿克苏河-塔里木河水系水质污染遥感监测与评价

采用Landsat TM数据分析了阿克苏河-塔里木河断面水质污染状况,通过波段的DN值和常规监测数据建立能反映水质状况的污染物监测模型.结果发现,将2000年常规监测数据代入模型后,与遥感数据的结果基本吻合;重建阿克苏河-塔里木河的连续水体污染变化曲线,得出污染物浓度随着远离上游而增加.     

时空谱多星协同任务规划算法研究

介绍了多星协同任务规划的重要性以及时空谱多星协同任务规划的优点,基于时间、空间和光谱协同观测约束优化模型,以金矿尾矿库污染、水资源污染和耕地荒漠化问题为例ꎬ分别在新疆伊犁河流域尾矿库区域、塔里木河流域和阿克苏区域随机生成观测任务,根据观测任务选取了多个成像卫星,通过仿真实验研究了基于启发式规则的贪婪算法、遗传算法、爬山算法对模型的求解效率和优化结果.验证了引入适宜度的必要性ꎬ以未观测点、任务适宜度、优先级、任务总价值为比较指标ꎬ综合分析和比较任务的总价值,验证了贪婪算法在本文模型中优于遗传算法和爬山算法.     

阿克苏河-塔里木河水系水质污染遥感监测与评价

 采用Landsat TM数据分析了阿克苏河—塔里木河断面水质污染状况,通过波段的DN值和常规监测数据建立能反映水质状况的 污染物监测模型。结果发现,将2000年常规监测数据代入模型后,与遥感数据的结果基本吻合| 重建阿克苏河—塔里木河的连续水体 污染变化曲线,得出污染物浓度随着远离上游而增加。     

水质遥感监测方法的探讨

不同水质具有不同的光谱特征,可以利用遥感技术对水质进行监测.水质监测结果是水质评价与水污染防治的主要依据,随着水体污染问题的日渐严重,水质监测成为社会经济可持续发展必须解决的重大问题,无论内陆水体还是海洋水体,其水质影响到国民生产和人们的生活用水,准确、快捷的水质监测显得尤为重要.水质遥感监测具有监测范围广、速度快、成本低和便于进行长期动态监测的特殊优势,在水体水质监测中具有巨大的应用潜力.本文主要对水质遥感监测方法进行探讨.