塔里木河干流土地利用动态监测遥感分析

选择塔里木河干流地区1999年TM、2002年ETM 和2004年的ASTER遥感影像及基础背景数据,采用数据仓库技术及图属一体化和多源数据无缝集成的建库思想,实现了基础背景、遥感、专题及属性数据的入库管理;在RS、GIS及GPS等技术支撑下,通过对干流1999、2002和2004年的遥感影像信息提取及分析,揭示了应急输水后各土地类型面积变化的幅度、年变化率,以及耕地的时空变化规律.结果表明:应急输水工程实施后,干流地区的耕地、天然草地、苇地、滩涂等土地利用类型的面积急剧增长,林地、建筑用地、水域、荒草地、盐碱地等土地类型的面积均有所降低;耕地面积剧增是以植被破坏、水域面积减少为代价的,人类生产活动与自然环境矛盾加剧,生态环境日趋恶化.     

基于3S技术的塔里木河干流土地利用动态监测

本文根据塔里木河干流2002年ETM、2004年的ASTER遥感影像及基础背景数据,采用数据仓库技术、空间数据和属性数据一体化、多源数据无缝集成的建库思想,实现了干流地区基础背景、遥感、专题及属性数据的入库管理;在RS,GIS及GPS等技术支撑下,通过对干流2002年和2004年的土地利用信息的提取及分析,揭示了应急输水工程实施后塔里木河干流地区各土地利用类型面积的变化幅度、速度和年变化率、以及耕地的时空变化趋势.结果表明:近两年干流上中游地区耕地、天然草地、苇地等土地利用类型面积急剧增长,林地、水域、荒草地等土地类型面积均有所降低;耕地面积剧增是建立在植被破坏、水域面积减少的基础上的,研究区的整体生态环境仍不容乐观.     

改进RVA法在河流水文情势评价中的应用

【目的】研究改进变化范围法(Range of Variability Approach,RVA)中各水文指标对生态环境的响应程度,以有效避免RVA在评价河流整体水文情势时容易忽略低度、中度改变指标的不足,为河流生态系统的管理决策提供参考。【方法】基于改进的RVA算法充分考虑了5类33个水文指标与生态系统之间的响应程度,并将层次分析法(主观赋权法)与熵权法(客观赋权法)相结合赋予各指标生态权重,集结并累加各指标综合生态权重与单个水文指标改变度,综合评价河流水文情势的整体改变度。以渭河关中段为例,依据林家村、咸阳、华县水文站1960-2010年的日径流资料,借助Mann-Kendall非参数检验方法诊断径流序列突变点,采用RVA法计算单个水文指标的改变度,利用改进的RVA法对渭河关中段水文情势的整体改变度进行评价。【结果】利用未改进的RVA方法计算得到渭河关中段林家村、咸阳、华县控制断面的整体改变度分别为75%,69%,67%,均属于高度改变;而用改进RVA算法计算得到的林家村、咸阳控制断面的整体改变度分别为51%,40%,属于中度改变,华县控制断面的整体改变度为29%,属于低度改变。对比两种不同评价结果并进行合理性分析可知,基于改进RVA方法的评价结果更加贴近河道所提供的整体信息和指标改变度的分布特征,符合客观实际。【结论】通过赋予各水文指标生态权重,综合考虑各水文指标与生态系统之间的响应程度,能有效融合33个水文指标在评价河流整体改变度时的内涵,研究成果更加客观且符合实际。     

基于均匀设计法的VIC模型参数率定

【目的】用新方法对大尺度分布式水文模型VIC的参数进行率定,为水文模型参数率定提供新的思路。【方法】采用均匀设计理论对传统的率定区间进行重构,确定最优组合,并对渭河流域的林家村、张家山以及流域出口断面水文站的径流进行模拟调试。【结果】将基准期需要率定的6个参数转化成一个6因素10水平的组合,仅通过10次率定就使各站的Nash系数达到0.85以上,总量精度误差控制在5%以内,能够满足工程精度要求。【结论】与其他参数率定方法相比,均匀设计原理在保证模拟效果的同时可以极大地减少工作量。     

基于BP神经网络的龙羊峡水库年末消落水位控制研究

龙羊峡水库长期处于低水位运行,严重影响了其综合效益。运用逐步回归的方法寻找影响水库年末消落水位的主要因素,以此为基础,建立了控制龙羊峡水库年末消落水位的BP神经网络模型,并采用长系列资料对逐步回归模型和BP神经网络模型的预测结果进行了比较和误差分析。结果表明,BP神经网络模型优于逐步回归模型。     

黄河干流梯级水库补偿调节方案风险分析

本文以黄河干流梯级水库补偿调节为例,系统分析了补偿调节方案的主要风险因素,提出了多因素组合风险估计的蒙特卡罗(Monte-Carlo)随机模拟技术,并根据风险指标对补偿调节方案的风险做出评价。结果表明,研究建立的补偿调节方案风险模型是合理可行的。     

基于CA-Markov模型的黄河流域土地利用模拟预测研究

【目的】分析黄河流域现有的土地利用数据，揭示黄河流域未来30年土地利用时空格局的演变趋势。【方法】基于黄河流域1980，1990，2000，2010和2015年5期土地利用数据，采用元胞自动机-马尔可夫模型（CA-Markov）对2000和2010年的土地利用格局进行模拟，在满足精度要求的基础上，对2020，2030，2040和2050年的土地利用变化情景进行预测，并借助GIS空间分析功能，剖析黄河流域2020－2050年的土地利用时空格局演变趋势。【结果】基于CA-Markov模型的黄河流域2000和2010年土地利用模拟误差均小于10%，Kappa指数高达0.872 8和0.897 0，证实了CA-Markov模型在黄河流域土地利用模拟上的可行性及精度的可靠性；未来30年间，黄河流域主要土地利用类型为耕地、林地和草地；耕地和草地将减少约10%，林地将增加约5%，建设用地将增加约150%，且主要集中于宁蒙河段以及中下游地区。【结论】CA-Markov模型可较好地模拟预测黄河流域土地利用的时空演变格局，模拟结果可为黄河流域未来土地利用规划和管理及生态修复提供科学依据。     

叶尔羌河流域水资源最优调配研究

流域水资源最优调配是一个复杂的大系统优化问题。应用系统科学的原理和方法 ,针对叶尔羌河流域 ,建立了模拟优化模型 ,探讨了模型求解思路和方法 ,并提出人机对话算法。应用该模型和算法 ,进行叶尔羌河流域水资源最优调配实例计算 ,结果证明了模型、算法的正确性和合理性     

V/S和Mann-Kendall相结合的方法在洪涝灾情分析中的应用

【目的】将V/S分析法引入到洪涝灾害面积序列的长记忆性研究,为洪涝灾害的预测和防治提供参考。【方法】以洞庭湖1949-1998年50年的洪涝灾害面积序列为研究对象,采用V/S分析法计算其Hurst指数,并结合其MannKendall趋势分析洪涝灾害面积序列未来的变化趋势。【结果】20世纪70年代以来洞庭湖区的洪灾面积下降趋势明显,90年代以后涝灾面积上升趋势显著,洞庭湖洪涝灾害时间序列V/S分析的Hurst指数均大于0.5,表明洪涝灾害面积序列的变化趋势在未来将持续。【结论】V/S分析是一种有效的趋势预测方法。将V/S分析法与Mann-Kendall相结合的方法能够分析洪涝灾害时间序列未来的变化趋势,是一种有效的未来趋势预测方法。     

叶尔羌河流域水资源最优调配研究

流域水资源最优调配是一个复杂的大系统优化问题，应用系统科学的原理和方法，针对叶尔羌河流域，建立了模拟优化模型，探讨了模型求解思路和方法，并提出人机对话算法，应用该模型和算法，进行叶尔羌河流域水资源最优调配实例计算，结果证明了模型、算法的正确性和合理性。