基于空间自回归和地理加权回归模型的佛山市中心城区河网水系演变驱动分析

为定量探究城市河流变化驱动成因,以2005～2010年佛山市中心城区为例,分析了河网水系演变及其驱动因子,根据河网水系变化与其驱动因子间一对多的映射关系,借助空间自回归和地理加权回归模型,分别从整体和局部分析了两者间的统计关系,结果表明:(1)末级河流长度减少量占各级河流总变化量约92.3%,变化最为显著,而城镇用地对水田、工业用地对水域的侵占以及农业活动则是影响末级河流的主要驱动因子;(2)整体来看,末级河流受建设用地扩张,尤其是工业用地扩张的负面影响程度最大;局部来看,各驱动因子的负面影响程度在不同空间位置上存在差异,以水田-城镇用地因子为例,其在罗村、老城区和桂城的交界区域以及南庄、罗村和老城区的交界区域负面影响程度较大;(3)空间自回归模型对区域河网水系变化与其驱动因子间的关系有整体、直观的把握,地理加权回归模型则能够描述驱动因子影响的空间非平稳性,有利于获取局部信息,结合两种模型的特点能够更加全面地刻画河网水系演变的驱动成因。     

数字高程模型在流域水系拓扑结构计算中的应用

简要回顾了利用数字高程模型自动提取流域水系的方法,着重介绍了Martz和Garbrecht开发的数字高程流域水系模型(DEDNM)的基本原理、模型结构、计算流程,包括数字高程模型中凹陷区域的识别和消除、平坦部位水流流向设定、流域分水线勾划、河网生成、河网与子流域编码及河网结构拓扑关系的建立,并将其应用于淮河史灌河流域--全球能量与水分循环亚洲季风试验强化观测区。结果表明该模型能够很好地自动生成流域水系,从而为分布式水文模型的开发研制提供了坚实的基础。     

遥感和GIS支持下的平原河网区暴雨产流模型研究

分析了产流模型研究和应用现状及平原河网区产、汇流特点,提出了遥感、ＧＩＳ支持下的平原河网区暴雨产流模型。模型将下垫面因素和暴雨因素列为随时空变化而变化的因子,并用遥感技术实时获取雨前土壤含水量等可变的区域下垫面数据;从物理成因出发,建立了反映暴雨产流内在机理、适合实际应用的数学模型,使模型具有高度的适应性,并对全区各时空单元的产、汇流情况分别进行计算模拟,模型计算结果与实际情况较为相符。     

基于地形指数的格陵兰冰面水系建模与评价

每年消融期,冰面融水通过冰面水系输送至冰盖边缘,造成格陵兰冰盖物质损失.冰面水系的动态变化决定了冰面融水输送的方式与效率,显著影响格陵兰冰盖物质平衡.作为决定冰面水系动态变化的关键因素之一,冰面地形对冰面水系动态变化的控制程度有待研究.本研究选取格陵兰冰盖西南部典型区域(～1800 km2)作为研究区,以32 m空间分...     

平原河网地区人类活动对降雨-水位关系的影响——以太湖流域杭嘉湖地区为例

太湖流域快速城镇化、水利工程等一系列人类活动对流域水文过程产生了深刻影响.本文以快速城镇化的杭嘉湖地区为例,基于1961-2014年逐日降雨、水位观测资料,构建了水位涨幅（ΔZ）、水位增长速率（k₁）和退水速率（k₂）等指标,旨在揭示变化环境下该地区降雨过程中水位的变化特征及可能的驱动因素.结果表明：1）变化环境下杭嘉湖地区近54年降雨量呈微弱的增加趋势,但降雨过程中的水位涨幅呈下降趋势,尤其是平均水位涨幅呈显著下降趋势,且于2000年左右发生明显变化;突变后水位涨幅下降主要集中在10~50 mm/d的降雨过程中,而大于50 mm/d的降雨过程中突变后水位涨幅较突变前有所升高.2）从空间分布上来看,各站降雨量与水位涨幅存在明显的空间差异,降雨量总体呈增加趋势,增加趋势东强西弱;大部分站点的水位涨幅却呈下降趋势,其中位于区域南部站点的平均水位涨幅下降趋势较东北部更为明显,水位涨幅呈显著下降站点的空间分布与杭嘉湖南排工程等水利工程的分布较为一致.3）通过对杭嘉湖地区降雨过程中水位增长速率和退水速率的变化分析发现,突变后较突变前退水速率有所提高,说明近年来水利工程等设施的完善和有序调度使得杭嘉湖地区的排洪能力有所提高,该变化可能是导致杭嘉湖地区地区突变后一定强度的降雨过程中水位涨幅下降的主要原因.而杭嘉湖地区强降雨过程中水位涨幅依然较高,可能是该地区洪峰水位居高不下的主要原因.此外,由于该地区近年来起涨水位抬升明显,对洪峰水位的抬升也有一定影响.     

不同周期分潮簇对复杂河网潮位分布的影响*

在不规则半日潮为主的河口, 半日和全日周期的分潮簇在很大程度上影响了潮位的振幅。但当潮波向三角洲河网内部传播时, 由于不同周期分潮簇的振幅沿程变化速率存在差异, 特别是半月周期分潮簇振幅作用得到增强, 使得不同周期分潮簇对河网内潮位分布的影响具有明显的区域性特征。通过珠江三角洲河网一维水动力模型得到研究区域内高频且长周期的潮位资料, 基于小波分解重构出主要周期分潮簇的振幅, 采用谱聚类图像分割算法, 通过像素分割计算确定综合相似度, 从图像学等角度论证了不同周期分潮簇与复杂河网潮位分布的空间关联性。研究发现, 半日和全日周期的分潮簇影响了复杂河网口门潮位振幅的量值, 但半月周期的分潮簇却影响了复杂河网整体潮位分布的形态特征。     

矢量河网数据的一种渐进式传输方法

矢量河网数据渐进式传输与制图综合密切相关。针对经典的Douglas-Peucker算法产生的多分辨率曲线存储模型存在偏移值异常、数据冗余等问题,该文提出了一种基于双侧Douglas-Peucker算法的等级增量模型,并利用该模型结合目标层与几何细节层上的多尺度表达,建立河网多尺度表达模型。基于该模型,在Web环境下进行了实验,结果证明了该模型的有效性。     

基于DEM的陕西省河网信息提取

利用数字高程模型(DEM)数据,采用最大距离权落差方法计算河流流向,根据流向数据计算汇流累积量,对汇流累积量用不同的阈值进行分割,得到不同密度的陕西省河网信息。此种方法提取河网信息较传统的人工调查方法获取信息更加灵活快捷,具有无可比拟的优势。     

不同比例尺水系修正DEM的流域河网提取对比

选取三门峡至小浪底区间小流域为研究对象,以1∶5万和1∶25万两种尺度的数字化水系分别修正DEM,在此基础上运用ArcGIS水文分析模块(ArcHydro Tools)进行流域河网提取。研究表明,基于水系修正的DEM和ArcGIS水文分析模块提取的流域河网精度较高,1∶5万水系修正DEM得到的河网更接近自然水系;通过对两种水系修正DEM生成的河网套合差计算发现,二者河网吻合程度较好,在DEM数据精度较高或者地形起伏较大的地区,如果没有更高精度的水系数据,1∶25万水系可取代1∶5万水系用于修正DEM。     

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。