基于DEM的热作区土地利用现状分析——以阳江农场为例

在GIS空间分析功能的支持下,利用数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)提取阳江农场高程、坡度和坡向数据,计算橡胶林、农用地及未利用地等3种土地利用类型的分级分布指数,准确描述农场主要用地类型的空间分布频率,总结分布趋势,为进一步制定热作区农场发展规划提供参考。     

基于DEM的流域坡度坡长因子计算方法研究初报

流域尺度的坡度坡长(LS)因子计算是区域土壤侵蚀评价的重要基础.基于坡面水文学和土壤侵蚀学,对流域坡度坡长因子计算的基本原理、方法和工作流程进行了讨论.以黄土丘陵区的安塞县县南沟流域为例,对LS因子进行了实例计算,并对计算结果进行了初步分析,同时提出了目前亟待研究的问题.     

遗传算法和最小二乘匹配相结合的DEM匹配方法

针对传统最小二乘无控制DEM匹配方法拉入范围小的问题,提出了一种遗传算法和最小二乘匹配相结合的无控制DEM匹配方法,为了克服基于传统匹配模型的遗传匹配方法易陷入缩放系数为0的错误全局最优极值处的问题,建立了采用距离等级划分的DEM匹配模型.在此基础上,设计了遗传算法和最小二乘匹配相结合的匹配方法流程.仿真和实际数据实验结果均表明,该方法能够保持最小二乘法匹配精度高和遗传算法拉入范围大的优点,并有较好的稳定性和较高的收敛效率.     

基于栅格的分布式SCS产流模型研究

利用基于栅格分布的土地利用类型和土壤类型,构建了一个基于栅格的分布式SCS产流模型,该改进模型能够较好地考虑流域下垫面的空间分布及降雨空间分布的不均匀性,并将其应用到实际的流域中.模拟结果表明,改进后的基于栅格的SCS模型比原始的SCS模型的模拟精度明显提高.在共44场降雨中,产流模拟精度达到85%以上的场次由原来的12场提高到26场.并且通过该改进模型可以得出次降雨的空间分布式的产流分布图,可为流域的水管理提供更为准确的产流信息.     

基于离散元与多体动力学的微耕机旋耕刀轴负荷分析

旋耕部件是微耕机的核心部件,其耕作性能的优劣直接影响微耕机的耕作效率和作业质量。以重庆地区典型的旋耕刀辊和土壤为对象,基于离散元和多体动力学理论,设定前进速度为0.2 m·s^-1,转速为110 r·min^-1,耕深为150和200 mm,采用非线性粘弹性塑性接触模型,在EDEM和Recurdyn软件平台上实现了刀辊耕作过程的模拟分析;同时,依托已有的土槽试验平台,测试了相同工况下刀轴的等效扭矩。模拟与试验的对比分析结果表明：同一刀轴上不同刀盘的扭矩变化规律相似,但数值并不一致,整个刀轴所受的等效扭矩不能简单地理解为单个刀盘所受扭矩与刀盘数的乘积;耕作深度为150、200 mm时刀轴等效扭矩的变化规律一致,模拟值与试验值的最大相对误差分别为14.01%、11.49%。研究结果可为探讨旋耕刀与土壤的相互作用,优化微耕机作业性能提供参考。     

Using Canonical Correspondence Analysis (CCA) to identify the most important DEM attributes for digital soil mapping applications

Topography has an important influence on the distribution of soils and their properties, especially in hilly lands, and related data are easily available, measurable and recognizable from digital elevation models (DEMs). To our knowledge, little attention has previously been paid to the effect of DEM attributes on the distribution of soils, using ordination methods. The objective of this study was to analyze relationships between topographical properties derived from DEM and soil distribution and to discuss their applicability in Digital Soil Mapping (DSM). The study was carried out in the Borujen area of central Zagros, Iran. A total of 13 plots (each one of 6.75 ha) were set up to calculate the percentages of the dominant soil series. Fifteen DEM attributes, including slope, aspect, curvature, maximum and minimum curvature, planform curvature, profile curvature, tangent curvature, wetness index, power index, sediment index, area solar radiation, direct radiation, diffuse radiation and direct duration were also computed. Canonical Correspondence Analysis (CCA) was used to summarize the data set and to evaluate the expected relationships. The results obtained show that there was a relatively strong correspondence between soils' series distribution and topographical properties. The DEM attributes that best related to the first axis were maximum curvature, slope and sediment index, all of which significantly positive correlated, and wetness index, direct duration and minimum curvature, all of which were negatively related. The second axis showed a negative trend with wetness index, direct duration and aspect, and a positive trend with sediment index and slope. These gradients were closely related to the first three canonical axes and explained 71.8% of the total variance of the soil series. The residual variance (28.2% of the total variance) was related to other soil forming factors, like parent material and vegetation cover, which were not investigated in this study. Considering that DEMs are still the most important source of environmental information, understanding the role of topographical factors in a region should help us to identify soils and their properties better and enable us to apply these derivates as input data in DSM.     

基于GIS的接坝山地太阳直接辐射空间分布规律研究

基于ViewGIS下的太阳直接辐射模拟计算功能,以河北省丰宁满族自治县小坝子乡为例,对该地区太阳直接辐射空间分布规律进行了研究,以期为当地的区域规划和生态环境建设提供基础资料和科学依据。通过DEM模拟计算太阳直接辐射的方法和原理,结合ViewGIS系统建立的数据库进行统计分析。结果表明,地貌对太阳直接辐射分布的影响比较明显,太阳直接辐射随海拔高度升高而增大;太阳直接辐射随坡度的增加逐渐递减;一年中各月份太阳直接辐射随坡向的变化规律为：阳坡〉半阳坡〉半阴坡〉阴坡。     

基于6S模型的山区环境星影像大气校正研究

针对山区地形复杂,高程变化较大的特点,利用6S辐射传输模型建立查找表,结合研究区DEM对影像进行了大气校正。试验结果表明,校正后的影像清晰度、对比度提高了,消除了大气对NDVI的负面影响。     

东北地区渍涝风险气象等级预报

为满足天气预报中对渍涝灾害预报的要求,利用东北地区1: 100万DEM基本地形数据,以GIS为平台分析研究区域的水流方向和汇流能力栅格,对SCS(Soil Conservation Service)-Curve Number径流预报模型进行本地化调试,应用降水量预报和汇流能力栅格,通过耦合得到实际地形的汇流量;将汇流量转化为径流深,根据径流深和渍涝等级对应关系发布渍涝风险气象等级预报,并在一次天气过程中进行试报,预报结果和实况比较吻合.     

基于离散元法的茶叶抖筛机结构参数优化与试验

茶叶抖筛机是茶叶精加工的关键装备,传统抖筛装备主要通过经验设计,筛分性能较差,主要表现在筛净率较低、误筛率较高。该研究结合抖筛机的筛分原理,运用solidworks构建虚拟样机,利用EDEM软件建立茶叶颗粒离散元仿真模型,通过单因素仿真试验对茶叶颗粒进行动力学分析,结果表明,连杆长度、曲柄半径和筛面倾角是茶叶抖筛机筛分性能的主要影响因素。以筛净率、误筛率为评价指标,设计三因素三水平二次旋转正交试验,并运用Design-Expert软件对试验数据进行回归分析,当连杆长度为1 977 mm、曲柄半径为25 mm、筛面倾角为2.8 °时,茶叶筛净率为94.5%、误筛率为4.61%,筛分性能最优。以最优结构参数进行验证试验,筛净率为93.8%,误筛率为4.73%,生产效率为319kg/h,较优化前筛净率提高3.42%,误筛率降低7.62%,生产效率提高8.87%。该研究结果可为茶叶筛分装备的优化提供理论依据。