分布式水文模型SWAT的发展与研究动态

分布式流域水文模型研究已成为现代水文模型研究的热点，是解决流域水文、生态和环境问题的一个有效的途径。SWAT模型是一种基于GIS基础之上的分布式流域水文模型，近年来得到了快速的发展和应用。主要介绍了SWAT模型的发展历程和目前国内外应用研究动态，以期为我国水文模型的发展和建立提供参考。     

区域土壤侵蚀模型参数选择

分布式水文模型相对与集总式水文模型，以其具有明确物理意义的参数结构和对空间分异性的全面反映，能更好地模拟真实的降水径流形成等水文过程。将区域尺度上的土壤水力侵蚀过程视为水文循环的一部分，基于对水土流失过程分析，考虑尺度问题的影响，对其中部分环节进行概化，借鉴前人对区域土壤侵蚀问题因子研究的成果，分析总结了建立基于GIS的区域尺度上分布式水蚀过程模型需要的参数，并讨论了参数的入选原则及其在模型中的应用方式。     

一个用于分析土地覆被变化对径流机制影响的分布式月水量平衡模型

The Miyun Reservoir is the most important water source for Beijing Municipality, the capital of China with a population of more than 12 million. In recent decades, the inflow to the reservoir has shown a decreasing trend, which has seriously threatened water use in Beijing. In order to analyze the influents of land use and cover change （LUCC） upon inflow to Miyun Reservoir, terrain and land use information from remote sensing were utilized with a revised evapotranspiration estimation formula; a water loss model under conditions of human impacts was introduced; and a distributed monthly water balance model was established and applied to the Chaobai River Basin controlled by the Miyun Reservoir. The model simulation suggested that not only the impact of land cover change on evapotranspiration, but also the extra water loss caused by human activities, such as the water and soil conservation development projects should be considered. Although these development projects were of great benefit to human and ecological protection, they could reallocate water resources in time and space, and in a sense thereby influence the stream flow.     

实现畜禽舍环境调控自动化的一种方案

针对传统计算机集中控制呈现的控制复杂、维修不便和价格高昂等缺点，采用分布式网络控制技术，并应用微单片机技术和高精度、高稳定性的湿敏及温敏器件，研制出全数字“智能温湿度传感器”和“三回路智能温湿度控制器”。通过分析畜禽舍环境调控自动化的现状，提出了一种全新的实现方案，并对其发展提出几点看法。     

基于JavaSpace的社会保障信息系统集成模型研究

社会保障信息系统是一个复杂的分布式系统,涉及的部门、单位和第3方服务机构众多,流程复杂,如何实现众多异构系统的数据交换和集成,是社会保障信息系统建设的关键。JavaSpace提供了一种基于对象的共享存储方式和轻量级分布式应用的简单解决方案。通过对社会保障信息系统的主要业务内容和业务流程分析,提出了基于JavaSpace的社会保障信息系统集成模型,较好解决了社会保障信息系统内部数据交换和与外部异构系统集成的问题。     

通辽市科尔沁区热岛效应分析

对通辽市科尔沁区4、5月份2个月温度、湿度、风速等环境气候观测资料进行了分析.结果表明:通辽城市建设规模及其特殊的地面物理性质,对气候环境已产生较明显的影响,环境温度分布以市中心温度为高,向郊区逐渐降低;湿度在有水体和植被覆盖率较高处高,市中心最低;郊区风速明显高于市中心,说明通辽市确实存在"城市热岛"现象.     

分布式水土流失型面源污染模型初探

为研究丘陵山区水土流失与面源污染协同过程机理对丘陵山区环境改善的作用,本研究研发出一种分布式水土流失型面源污染模型,该模型通过耦合多个水土流失型面源污染关键过程模块,从源、流、汇等角度精准刻画水土流失型面源污染过程机理;进而开发了基于优化算法的汇流模块,解决了分布式模型运算效率低等技术问题。本研究利用新模型评价了三峡库区菁林溪流域水土流失型面源污染时空演变规律,并模拟了退耕还林、化肥减量、坡改梯和滨岸缓冲带对水土流失型面源污染的防治效果。结果表明：菁林溪流域年均泥沙、吸附态磷、溶解态磷的负荷量分别为17.23 t·hm^-2、1.22 kg·hm^-2和0.56 kg·hm^-2,入河量分别为9 032.2 t·a^-1、601.3 kg·a^-1和541.7 kg·a^-1,分别占负荷量的54.32%、50.87%和72.99%。不同土地利用类型的吸附态磷负荷强度为坡耕地>林地>水田,溶解态磷负荷强度为坡耕地>水田>林地,表明水土流失型面源污染优先控制区与传统农业面源有所差异。同时,滨岸缓冲带的防控效果最好,可减少25.01%的泥沙量和26.22%的吸附态磷。本模型较好地模拟了水土流失型面源污染及防控措施效果,可为水土流失型面源污染过程机理精准解析和优化防控提供依据。     

森林生态站大数据快速存储与索引方法

针对森林生态站中大量图像、视频、GIS数据等非结构化数据以及生态指标等结构化数据存储效率低、检索性能差的问题,提出了基于Hadoop和HBase的森林生态站大数据存储框架。基于所提出的框架,给出了森林生态数据存储业务流程,并对森林生态大数据平台涉及的核心技术进行了优化:①设计预分区算法保证数据在集群中均匀分布。②根据生态数据特点科学设计了RowKey,实现生态数据的快速检索。③针对原生HBase不支持多条件查询问题,设计基于索引数据和服务器性能评估的ElasticSearch索引分片放置策略,以此基于ElasticSearch的二级非主键索引技术优化多条件检索HBase生态数据库。④针对生态站海量小图像存储困难问题,提出基于数据站点及时间关联性的打包合并策略。⑤解析GIS数据使之进行高效存储。通过实验对以上理论进行验证。结果表明,ElasticSearch索引分片放置策略比默认分片策略的查询时间平均减少20 ms,比基于改变ElasticSearch评分策略的查询时间平均减少20 ms。结构化数据规模为1×108条时,系统的检索时间为1.045 s,比原生HBase检索速度提升3.99倍,在非结构化数据为1×107条时,采用数据站点及时间关联性的打包小图像策略是基于SequenceFile合并效率的1.15倍,是原生HBase的1.79倍;在1×104次并发用户的情况下,优化后的每秒查询数是原来的1.88倍,每秒吞吐量是优化前的1.74倍,系统响应时间比优化前降低69.5%。结果表明,本文所提出的方案在集群负载均衡、海量结构化和非结构化数据检索效率以及系统吞吐量等方面都有了明显的性能提升,为森林生态数据的存储和管理提供了必要的理论基础和技术实现。     

从分布式数据库技术角度看我国文献资源共享存在的问题

通过分析分布式数据库的分片技术、资源配置技术和系统设计策略,研究了这些技术在资源建设、分配和管理等方面对文献资源共享系统的意义,指出了现有文献资源共享系统的不足,为完善我国资源共享系统建设提供了依据。     

太湖流域土地利用变化的营养盐输出响应模拟

通过解译1985年、1995年和2000年3个时段TM／ETM影像，分析太湖流域80年代以来的土地利用变化特征。采用不同土地利用类型产出营养盐实测参数与分布式水文模型相结合的思路，建立基于单元格网的流域营养盐污染估算模型，定量评估太湖流域土地利用变化对氮素输出的影响。研究结果显示，模型模拟径流量及总氮输出量与实测值吻合良好；自1985年到2000年，太湖流域城镇面积扩展了40．38％，增加量占太湖流域总面积的3．88％；在1980～2000年的雨情下，全流域土地利用变化导致产流量平均增加4．11％，TN输出量平均增加5．35％，最高值为21．62％，各年差异与降雨分布和雨情特征有关；受土地利用变化空间差异影响，在城镇快速扩展的苏锡常地区和浦东浦西地区，土地利用变化导致TN输出量平均增加17．11％和10．72％，最高可达60．43％和28．689%。