分布式侵蚀预报模型中网格面积的选定——以黄土高原丘陵沟壑区为例

在分布式土壤侵蚀过程模型中 ,承载数据以及进行运算的最小单元 ,即基本地块的选取是非常关键的 ,它直接关系到模型的模拟精度和运算数据量。目前大多数分布式模型都采用平均布设矩形网格的方法 ,这种方法在基本网格的大小选取上存在着盲目性和不统一性。本文以黄土高原丘陵沟壑区为例 ,利用GIS和SPSS分析了黄土高原丘陵沟壑区属性均一的基本地块在面积上的统计规律 ,给出了基本地块选取的合理依据 ,以促进建立更好的分布式模型     

四层分布式Web GIS结构体系

四层分布式网络结构体系包括4部分：客户机浏览器、Web服务器、数据仓库及模型仓库、分布式数据库群及模型库群。数据仓库和分布式数据库群实现了数据的分布存储和管理；而模型仓库和分布式模型库群则实现了数据的分布式计算、分析和统计。     

内陆河流域分布式日出山径流模型——以黑河干流山区流域为例

应用常规的气象水文数据并结合GIS,建立了一个适合西北干旱区内陆河山区流域的以日为步长的分布式径流模型,并对黑河干流山区出山径流进行了模拟计算和讨论。模型以子流域作为最小的产流、汇流单元,根据植被覆盖将各子流域分为裸地区、乔木区、牧草区和冰川区,并根据实际调查将土壤分为 3层,各分区单独进行水量平衡计算。产流过程以土壤储水能力和储水量表征,而储水能力和储水量等则由土壤的孔隙度、干密度和厚度等表征。入渗原理基于土壤储水率平衡原理,并考虑重力势的作用。实际蒸散发与蒸发力和土壤体积含水量的乘积成正比,不同的土壤和植被具有不同的调节参数。模拟结果表明,模拟效果较差的原因是区域日降水过程具有较大的随机性,难以用有限的站点合理计算区域日降水量。寻找一个合适的区域日降水量计算方法是目前少资料大型流域分布式水文模型模拟成功的关键。     

鄱阳湖流域径流模型

流域径流是鄱阳湖主要来水,建立鄱阳湖流域径流模型对揭示湖泊水量平衡及其受流域自然和人类活动的影响具有重要意义.针对鄱阳湖-流域系统的特点:流域面积大(16.22×104km2)、多条入湖河流、湖滨区坡面入湖径流等,研究了相应的模拟方法,建立了考虑流域土壤属性和土地利用空间变化的鄱阳湖流域分布式径流模型.采用6个水文站1991-2001年的实测河道径流对模型进行了率定和验证.结果显示,模型整体模拟精度较高.其中,赣江、信江和饶河均取得了较好的模拟结果,月效率系数为0.82-0.95;抚河和修水模拟精度略低,为0.65-0.78.模型揭示了研究时段内年平均入湖径流总量为1623×108m3,其中,赣江最多,占47%,其次为信江和抚河,分别占13%和12%,湖滨区坡面入湖径流约占4%,其余24%来自饶河、修水以及其它入湖支流.模型将用于评估流域下垫面或气候变化引起的入湖水量变化,为湖泊水量平衡计算提供依据.     

分布式地震数据采集器的高精度时间同步系统研制

为了解决分布式地震数据采集系统的同步授时问题,本文研制了一套高精度时间同步授时系统。该系统在通信过程中周期性地发送同步授时秒脉冲,并通过授时秒脉冲传输实现实时传输延时测量及时间校正,从而实现多通道高精度同步授时。基于此设计原理,采用高速硬件可编程器件研制了同步授时系统,并通过测试证实该系统在2 km通信距离时同步授时精度优于200 ns,表明该同步授时系统稳定、可靠并具有一定实用性。     

TEROS:雷暴高能辐射观测系统的设计与实现

为获取雷暴高能辐射的强度、能量及时间等信息,本文设计了一套基于双通道闪烁体探测器的分布式雷暴高能辐射观测系统.该系统由远程终端单元和高能辐射探测单元组成,基于本底放射性统计涨落实现了短爆发事件的在线识别,并可通过累积能谱数据离线检索γ射线辉光事件,具有测量能量范围宽、抗干扰能力强、易组网等特点.利用碘化钠闪烁体探测器建立的国内首个分布式雷暴高能辐射观测系统在人工引雷试验中得到应用验证,在全部5次人工触发闪电的22次先导/回击过程中,捕获到17次高能辐射事件.试验结果表明该系统具备复杂电磁环境下的雷暴高能辐射在线监测与数据采集能力,将为本领域研究持续提供观测资料,推动国内高能大气物理研究的发展.

     

顾及用户体验的三维城市模型自适应组织方法

传统基于“图层付象”的组织方法,没有考虑三维城市模型的不同内容以及不同细节层次的粒度差异,导致在网络环境下的传输效率低,难以满足多用户并发访问的流畅可视化。深入分析了大范围漫游与小范围聚焦的用户体验特点,通过元数据统筹管理和对象离散化,即时响应用户请求,减少无效数据传输,保证了多用户并发环境下的高效调度和浏览。针对模型LoI)和分解的对象,设计了结构统一的对象ID,隐式存储关联关系并支持分布式模型存储管理。以分布式数据库MongoDB为平台进行实验,验证了本文方法的可行性和有效性。     

面向过程的海洋时空数据分布式存储与并行检索

海洋现象特征数据是一类带有过程性质的时空数据,具有多样性、多态性、海量性和时变性等特点,广泛服务于海洋灾害预报、船舶航行规划、台风路径追踪、海洋与大气环流等领域。本文根据海洋现象特征,建立海洋现象过程的对象表达和数据组织模型,设计三维空间海洋时空数据分片策略和R树空间数据索引方法,以提高海洋现象过程时空数据的查询效率。实验通过构建海洋现象过程时空数据分布式存储与并行检索系统测试算法的执行效率。实验结果表明,面向过程的海洋时空数据分布式并行检索算法能够实现数据的高效检索,验证了海洋现象过程对象数据组织模型的合理性,为研究海洋现象过程多要素的关联机制提供了有效的方法和理论基础。     

基于Winsock的分布式数据处理技术

针对地理信息数据量快速增长带来的处理效率问题,从Winsock通信技术着手,提出了一种基于Winsock的分布式数据处理技术。从程序架构、通信模块、处理模块、可扩展性等方面设计灵活的C/S程序,将局域网中多台计算机组建成工作群,以服务器端发布任务指令、多个客户端接收并执行任务指令的方式进行分布式数据处理,从而快速提升数据处理效率;然后以常用的遥感影像处理NDVI和NDWI计算为例,采用GDAL开源库开发数据处理模块,模拟单机作业和多机分布式协同作业进行数据处理效率测试。实验结果表明,采用分布式协同作业方式的数据处理效率明显提升。该项技术的开发难度低,且具有较好的可扩展性,可为今后大数据量数据处理提供新思路。