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《南京师范大学》 2002年
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GIS和遥感辅助下流域模拟的空间离散化与参数化研究与应用

李硕  
【摘要】: 选择适宜的空间尺度,把气候、水文、地形、土壤、植被、人类经济活动等主要地理因素和过程通过抽象建立地学分析数学模型,进行定量运算,是实现地理过程高度定量化研究的有效途径。 本文以国家自然科学基金项目“流域土壤和水资源模拟模型的集成和系统化及其应用”为依托,选择美国农业部开发的流域尺度的地理过程模拟模型,在遥感和GIS技术的支持下,在江西兴国县的潋水河流域进行了多种地理过程的分布式模拟研究。研究工作主要围绕如何将流域科学地划分为地理上相对均一的离散单元以及离散单元的地理参数提取等问题而展开。 本文中的一些主要研究内容和研究成果如下所示: (1) 较为系统地研究了流域模型和流域模拟技术的特点和发展过程,尤其对于流域模拟和遥感、GIS技术的集成应用从理论到实践进行了完整的阐述,从实践中证明,流域模型和遥感、GIS技术的集成是流域模拟技术从集总式转向分布式发展的必经之途; (2) 应用了基于栅格的数字高程模型(DEM)的流域水文建模方法,进行了流域河网的自动生成,子流域的自动划分以及流域边界生成研究,将研究区(江西兴国县潋水河流域)最多离散成为102个子流域,649个水文响应单元,成功实现了流域的空间离散化;在这个过程中,研究解决了平坦区河网精确生成和流域边界的误差改正等一系列技术难题; (3) 在研究区现有数据的基础上,应用遥感、GIS以及数理统计等多种技术手段提取了包括:地形、土壤、气象、土地利用等多方面模型运行所需要的参数,成功地实现了流域的空间参数化过程;并进行了土壤参数计算、气温、降雨量空间改正以及土地利用遥感监督分类等方面的研究; (4) 利用GIS的数据库功能,将参数化过程中提取的模型参数纳入到数据库中统一管理。按照模型要求建立了与参数内容相对应的数据库字段以及和空间属性相连接的对应表,解决了众多离散单元的自动赋值问题;按照离散单元之间的空间等级关系逐级向上演算实现了模拟结果的逐级空间集成; (5) 对研究区江西兴国县潋水河流域的多种地理过程进行了10年4个尺度的计算机模拟,取得了多种地理过程定量化模拟结果;4个空间尺度的年产水量模拟精度均达到了89%以上,年产沙量的最好模拟精度也达到75%以上;并利用模拟结果进行了潋水流域产沙量的空间分布研究; (6) 对研究区江西兴国县潋水河流域4个空间离散尺度下的模拟结果进行了对比分析,进行了不同离散尺度对模拟结果的影响研究,发现空间尺度的变化对产水量的模拟影响较小,对产沙量的模拟具有较为显著的影响,空间离散单元的增加,可以提高产沙量的模拟精度。
【学位授予单位】:南京师范大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:P208

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 康杰伟;李硕;;SWAT模型运行结构与组织研究[J];地球信息科学;2007年05期
3 余文君;南卓铜;李硕;李呈罡;;黑河山区流域平均坡长的计算与径流模拟[J];地球信息科学学报;2012年01期
4 宋艳华;马金辉;;SWAT模型在陇西黄土高原地区的适用性研究[J];干旱区地理;2007年06期
5 张皓天;张弛;周惠成;沈必成;;基于SWAT模型的流域非点源污染模拟[J];河海大学学报(自然科学版);2010年06期
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10 张运生,曾志远,李硕;GIS辅助下的江西潋水河流域径流的化学组成计算机模拟研究[J];土壤学报;2005年04期
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8 陈鹏飞;黄土丘陵沟壑区小流域水沙变化与土地利用格局演变的耦合研究[D];北京林业大学;2010年
9 张秋玲;基于SWAT模型的平原区农业非点源污染模拟研究[D];浙江大学;2010年
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2 魏冲;ArcSWAT在淅川县丹江口库区的应用研究[D];郑州大学;2010年
3 孟翠翠;基于SWAT模型的黄水河流域非点源污染模拟研究[D];郑州大学;2010年
4 李慧;SWAT模型在新疆内陆河流域水资源模拟中的应用研究[D];新疆农业大学;2010年
5 李成六;基于SWAT模型的石羊河流域上游山区径流模拟研究[D];兰州大学;2011年
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8 宋艳华;SWAT辅助下的径流模拟与生态恢复水文响应研究[D];兰州大学;2006年
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10 陈腊娇;基于SWAT模型的土地利用/覆被变化产流产沙效应模拟[D];浙江师范大学;2006年
【参考文献】
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【共引文献】
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8 唐静;王贝;阮依香;;城市专题地图指标内容的分析和处理[A];中国测绘学会第九次全国会员代表大会暨学会成立50周年纪念大会论文集[C];2009年
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10 欧一智;黄国勤;;鄱阳湖流域水土流失现状、影响因素及防治对策[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(三)[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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1 杨家旺;输变电工程水土流失规律研究及防治对策[D];华中农业大学;2010年
2 崔普伟;基于单元流域的黄土丘陵沟壑区岔巴沟流域次暴雨产沙经验模型研究[D];华中农业大学;2010年
3 王晨亮;基于工作流的资源环境建模框架的设计与实现[D];山东科技大学;2010年
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【同被引文献】
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1 陈少杰;;东圳库区生态枇杷园生产模式探讨[J];安徽农学通报;2007年11期
2 董爱红;;基于组件GIS技术的玛纳斯河灌区节水灌溉服务系统开发[J];安徽农学通报(上半月刊);2012年01期
3 张蕊;毛显后;严丽琴;聂洪远;刘伟;;基于MAPGIS的土地利用数据库建设中若干问题的研究[J];安徽农业科学;2007年06期
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7 代晋国,王淑莹,李利生,李勇智,武佃卫,杨忠山,彭永臻;基于GIS的非点源污染的研究及应用[J];安全与环境学报;2003年06期
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1 张勇传;王乘;;数字流域——数字地球的一个重要区域层次[A];新世纪科技与湖北经济发展——2001首届湖北科技论坛论文集[C];2001年
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5 徐关明;;嘉兴市水环境现状分析及治理对策[A];太湖高级论坛交流文集[C];2004年
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1 魏冲;ArcSWAT在淅川县丹江口库区的应用研究[D];郑州大学;2010年
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8 舒金扬;黔江贫困山区水土资源特征及高效利用研究[D];西南农业大学;2002年
9 高军侠;黄土高原坡耕地超渗产流及作用研究[D];西北农林科技大学;2002年
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1 张加龙;刘云根;杨善;刘仁松;;基于GIS的盘龙江水环境分析与预测研究——以氨氮分析为例[J];安徽农业科学;2011年12期
2 张龙;杨昆;;GIS环境下洱海流域降雨径流模拟研究[J];现代农业科技;2012年06期
3 邹君;杨玉蓉;毛德华;;虚拟水战略优势度及其评价[J];冰川冻土;2009年03期
4 孙庆艳;余新晓;胡淑萍;肖洋;;基于SWAT模型的半城子水库流域径流模拟[J];北京林业大学学报;2008年S2期
5 尹雄锐;章光新;杨帆;许斌;;东北半干旱地区流域分布式水文模拟——以洮儿河流域为例[J];吉林大学学报(地球科学版);2011年01期
6 李加林,许继琴,童亿勤,杨晓平,张殿发;杭州湾南岸滨海平原土地利用/覆被空间格局变化分析[J];长江流域资源与环境;2005年06期
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8 金婧靓;王飞儿;;SWAT模型及其应用与改进的研究进展[J];东北林业大学学报;2010年12期
9 李加林,童亿勤,许继琴,杨晓平;杭州湾南岸生态系统服务功能及其经济价值研究[J];地理与地理信息科学;2004年06期
10 李硕;康杰伟;王志华;;基于输入文件定制的SWAT模型集成应用方法研究[J];地理与地理信息科学;2010年04期
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1 任秀文;姜国强;钟满妮;李开明;;SWAT模型参数敏感性分析及增江流域的应用[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第一卷)[C];2011年
2 荣琨;陈兴伟;林文娇;;晋江西溪流域非点源污染的SWAT模型模拟[A];福建省第十二届水利水电青年学术交流会论文集[C];2008年
3 冯浩;吴普特;李百凤;赵西宁;;缺水对未来我国粮食安全的影响及对策分析[A];农业工程科技创新与建设现代农业——2005年中国农业工程学会学术年会论文集第二分册[C];2005年
4 赵小敏;;第五章 中国土壤遥感与信息技术的现状和发展对策[A];中国土壤科学的现状与展望[C];2005年
5 汤洁;卞建民;李昭阳;杨巍;刘畅;;基于数字模型的辽宁大伙房水库汇水区面源污染空间分布与防治措施[A];2012中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷)[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 沈晔娜;流域非点源污染过程动态模拟及其定量控制[D];浙江大学;2010年
2 曾和平;金沙江支流龙川江流域河流输沙特征及其对气候和地表覆被变化的响应[D];昆明理工大学;2009年
3 张臻;西南季节性干旱区农业资源与环境要素数据库设计与应用[D];西南大学;2011年
4 吕永鹏;平原河网地区城市集水区非点源污染过程模拟与系统调控管理研究[D];华东师范大学;2011年
5 姚月锋;小兴安岭森林流域气候和覆被变化对河川径流的影响[D];东北林业大学;2011年
6 高懋芳;小清河流域农业面源氮素污染模拟研究[D];中国农业科学院;2011年
7 朱梅;海河流域农业非点源污染负荷估算与评价研究[D];中国农业科学院;2011年
8 徐金涛;长江三角洲地区小流域环境变化对水文过程影响研究[D];南京大学;2011年
9 刘东琴;地理实体数据库构建研究[D];山东科技大学;2010年
10 李爽;基于SWAT模型的南四湖流域非点源氮磷污染模拟及湖泊沉积的响应研究[D];山东师范大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李文亮;哈大齐工业走廊土地利用变化时空格局动态模拟研究[D];哈尔滨师范大学;2010年
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3 魏冲;ArcSWAT在淅川县丹江口库区的应用研究[D];郑州大学;2010年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 张新生,何建邦;城市可持续发展与空间决策支持[J];地理学报;1997年06期
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4 罗平;耿继进;李满春;李森;;元胞自动机的地理过程模拟机制及扩展[J];地理科学;2005年06期
5 ;“湿润亚热带生态-地理过程”省部共建教育部重点实验室获教育部批准立项[J];亚热带资源与环境学报;2008年04期
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中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 王士君;吴嫦娥;;城市整合的地理空间和地理过程[A];认识地理过程 关注人类家园——中国地理学会2003年学术年会文集[C];2003年
2 滕丽;王铮;;新经济地理学研究述评[A];地理学会全面建设小康社会——第九次中国青年地理工作者学术研讨会论文摘要集[C];2003年
3 蒋树芳;胡宝清;黄秋燕;周德全;;基于RS和GIS的喀斯特石漠化与岩性的空间相关性研究——以广西都安瑶族自治县为例[A];地理学会全面建设小康社会——第九次中国青年地理工作者学术研讨会论文摘要集[C];2003年
4 战金艳;;区域城市化进程中景观格局变化及其环境效应分析[A];认识地理过程 关注人类家园——中国地理学会2003年学术年会文集[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前3条
1 张述武;新课程 新理念[N];中国改革报;2004年
2 张惠琴;《地理信息科学的理论与方法》评述[N];兵团日报(汉);2003年
3 张萍萍 农五师八十四团中学;地理教学中如何提高学生的读图能力[N];博尔塔拉报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 李硕;GIS和遥感辅助下流域模拟的空间离散化与参数化研究与应用[D];南京师范大学;2002年
2 陶卫宁;历史时期陕南汉江走廊人地关系地域系统研究[D];陕西师范大学;2000年
3 王士君;城市相互作用与整合发展的理论和实证研究[D];东北师范大学;2003年
4 杨族桥;DEM多尺度表达研究[D];武汉大学;2009年
5 王小禹;地理课程标准的国际比较研究[D];东北师范大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李爽;地理过程知识教学研究[D];东北师范大学;2010年
2 张红;高中“地理过程”知识的教学现状分析及其改进策略研究[D];东北师范大学;2013年
3 车静;“纲要信号”图示法在“地理过程”教学中的应用[D];东北师范大学;2013年
4 崔迪;基于数字星球系统的适于探究学习的地理课程资源开发[D];内蒙古师范大学;2013年
5 吕洪杰;地理因果关系知识的教学策略研究[D];东北师范大学;2010年
6 苏洪华;图式概念的哲学解读及其在中学地理教学中的建构[D];山东师范大学;2011年
7 王渊博;人教版和湘教版高中地理必修2的比较研究[D];陕西师范大学;2013年
8 肖海丰;探究学习方式在地理教学中的应用研究[D];东北师范大学;2003年
9 宋建超;高中地理教师地理素养现状及提升研究[D];曲阜师范大学;2011年
10 周鑫彤;直观手段在高中地理概念教学中的应用研究[D];东北师范大学;2011年
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