基于DEM模型计算北京西部山区太阳直接辐射的空间分布

基于DEM模型,探讨了在受到自身地形遮挡和周围地形遮挡综合影响下北京西部山区太阳实际直接辐射分布的计算问题,并对研究区的太阳直接辐射分布进行了分析。分析结果认为,复杂地形条件下山区太阳直接辐射分布受多种地形因素共同影响。随着坡向由阴坡转为阳坡、坡度由小变大,太阳直接辐射量最大值逐渐增大,但在15°～20°坡度处,太阳直接辐射量开始下降。在1275～1475 m海拔间太阳直接辐射的平均值最小,之后随海拔的升高和降低,其平均值向两边均逐渐增大,海拔在1075 m以下,平均值差异不明显。研究区直接辐射量的最大值出现在坡度为10°～15°、坡向为-67.5°～67.5°的坡面上,低值区出现在坡度为35°～40°、坡向为112.5°～247.5°的坡面上。该试验采用的方法通用性较好,原则上适用于一切复杂地形太阳直接辐射计算。     

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。     

青海省太阳总辐射估算模型研究

以天文辐射理论模型、有关参数为基础,应用青海DEM模型,Angstrom气候学模式,通过天文辐射、大气透射率的计算,建立了青海高原月、年太阳总辐射栅格模型,模型估算平均相对误差7.40%,模拟效果较好;同时,应用模型估算了青海高原30a（1970-2000年）平均月、年太阳总辐射。结果表明,青海省太阳总辐射年平均值为6771.95MJ/m2,空间分布不均匀。全省年太阳总辐射有3个高值区,1个低值区。高值区位于可可西里地区、柴达木盆地南部、大柴旦西部区域,低值区位于河湟谷地。全省月太阳总辐射地域分布差异较大、季节变化明显,5月和7月为峰值,12月为最低值。5、7、12月全省30a太阳辐射平均值分别为717.24、701.96、352.63MJ/m2。     

山区月平均气温的高空间分辨率分布模型与制图

该文以浙江省仙居县气象站为基本站，对仙居县内8个气象哨的月平均气温进行了时间序列订正，建立气象哨月平均气温的短序列订正模型。用GPS实地获取的气象站(哨)的经度、纬度和海拔高度数据建立了月平均气温随纬度、海拔高度变化的回归模型。其次，利用1∶1万的地形图，建立仙居县1∶1万空间高分辨率的数字高程模型(Digital Elevation Model，简称DEM)，从中提取纬度、海拔高度、坡度、坡向等地形要素，并结合浙江省仙居县9个气象站(哨)的月平均气温资料，利用GIS技术建立月平均气温空间分布模型，制作仙居县内月平均气温的高空间分辨率分布图。     

日光温室山墙对室内太阳直接辐射得热量的影响

该文计算了日光温室室内各个面的太阳直接辐射，结果表明：山墙内侧的太阳直接辐射日变化规律不同于室内其它各个面。对于长度较短的温室，如果忽略山墙的作用，将会忽略山墙内外侧太阳辐射对室内得热的影响，同时忽略山墙在室内各个面产生的阴影，从而高估了室内其它面的太阳辐射得热，高估值随着温室长度的递减而递增，给日光温室热环境的分析带来误差。该文还测量了日光温室各个面的热流量，分析了山墙的蓄热放热过程及其随温室长度变化对室内得热的影响。因此，对长度较短的温室，必须考虑山墙对室内得热的影响。同时也为日光温室长度的确定和室内作物布局提供理论依据。     

DEM在小流域土壤含水量空间立地分布模拟中的应用

应用遥感和地理信息系统技术，构建泥河沟流域数字高程模型(DEM)．结合该流域不同立地条件土壤含水量实测资料，实现流域内土壤含水量空间立地因子分布规律的模拟，对DEM在小流域土壤含水量空间立地分布模拟中的应用进行了初步研究。     

基于地统计分析及GIS的河南省烤烟大田生长期太阳总辐射空间变异性研究

地统计学是研究具有结构和区域双重性质变量空间变异性的一种方法.本文根据《河南省1950年-2000年整编气象资料》提供的有关数据,计算出烟草各生长阶段的太阳总辐射量和光合有效辐射量,并采用地统计学与GIS相结合的方法,研究了大尺度下河南省烤烟种植区烟草各生长阶段的太阳总辐射的空间变异性和分布特征.统计分析表明,上述各变量在河南省境内均可以较好地拟合为正态分布,满足地统计学所要求的平稳假设条件.河南省境内太阳总辐射变异系数最大的是5月份,为9.93％,最小的是7月份,为3.87％.地统计学分析表明:河南省烟草大田生长期太阳总辐射可以拟合为高斯模型,自相关距离为1997100.00m,并且块金值为18.45％,具有很强的空间相关性.河南省烟草大田生长期太阳总辐射量在2170 ～2258MJ·m-2之间的区域占研究区总面积的23.20％,主要分布在南阳、信阳、洛阳、三门峡及平顶山地区;太阳总辐射量2258～2346MJ·m-2之间的区域占研究区总面积的33.07％,主要分布在驻马店、三门峡、洛阳、平顶山、南阳、信阳及漯河地区;太阳总辐射量2346～2436MJ·m-2之间的区域占研究区总面积的25.65％,主要分布在济源、郑州、漯河、周口、商丘、许昌、开封、安阳、新乡以及焦作等地;太阳总辐射量2346～2522MJ· m-2之间的区域占研究区总面积的16.65％,主要分布在焦作、鹤壁、安阳、新乡、开封、周口、商丘、许昌及濮阳等地.     

日太阳总辐射推算模型

为了推算广大无辐射观测地区的日太阳总辐射,需要根据有辐射观测地区的资料建立日太阳总辐射的推算模型。本文在深入了解国内太阳辐射观测与国内外太阳总辐射推算方法的基础上,设计了利用日照百分率、降水量与大气可降水量、温度日较差等因子推算日太阳总辐射的模型,选取武汉、宜昌、郑州2005年全年无加盖的、真实可信的太阳总辐射资料为样本序列,根据最小二乘法分别求出有日照和无日照两种情况下的模型参数,并对2005年进行了回代检验和2006年1-8月时段的独立样本检验。结果表明:模型推算序列与实际值序列的相关性均达到极显著程度,对2005-2006年8月推算的平均绝对误差和相对误差分别为1.31M J.m-2.d-1和9.5%,精度高,可以用于无辐射观测地区的日太阳总辐射的推算。     

基于地统计学的棉花冠层光合有效辐射空间分布特征

为了量化作物群体质量,和准确科学计算光合有效辐射(photosynthetical active radiation,PAR)空间分布,该文利用空间统计学理论和方法,以不同棉花群体为研究对象,研究了不同群体PAR的空间分布特征。结果表明:在棉花生长初期,PAR空间变化具有中度空间相关性,中后期,群体PAR空间变化具有高度空间相关性;在棉花生长初期,透光率呈深"V"字形,向两侧边逐渐减小,到了棉花生长中后期封行后,中上部呈浅"V"形,中下部基本呈线性递减;6个棉花群体生育期平均透射光率呈现二次方程曲线变化趋势,从整个生育期PAR截获率看,PAR截获率随密度增加,群体棉花生物量逐渐增加,但增速减小,而经济学产量到69000万株/hm2时开始下降。该文为标准化生产管理提供依据。     

基于GIS技术对山区水热空间分布模型研究

水热是一种重要的自然资源,水热的研究将有助于优化山区的自然环境,促进山区经济发展。GIS技术的发展,使起伏地形下气温和降水的空间扩展研究成为可能。影响水热分布的因素很多,如何有效地建立适当的模型是研究的重点。在总结各种水热模型,分析了其优缺点和使用范围,并对模型的空间自相关性检验、精度不确定性进行了讨论。最后指出全面综合考虑多种因素是今后水热模型研究的趋势。     

基于器官尺度虚拟玉米冠层直射光分布的快速计算模型

为了给精确农业研究中所需的植物冠层光分布快速计算提供解决方法,提出了一个基于虚拟相机的玉米冠层直射辐射分布快速计算模型。该模型主要包括一个能代表田间玉米植株群体空间结构特征的虚拟冠层和一个虚拟相机,采用虚拟相机从太阳入射方向拍摄冠层图像,通过图像判读计算出植株各器官的太阳直射辐射分布。从模拟精度与模拟时间两方面评估了该模型的有效性。结果表明,该模型能很好地模拟器官尺度的植株光分布,并且比现有模型明显地缩短了计算时间。在引入计算虚拟冠层最小复制植株数的算法后,该模型的计算时间还能进一步缩短。另外,还探讨了虚拟冠层的植株器官形态简化描述的可行性,结果表明过度简化会导致模拟误差的明显增加。     

基于1 km栅格的地表太阳辐射模拟

以辐射观测值与其影响因子建立非线性回归模型，以各因子的面域数据模拟全国1 km像元上的水平面年太阳辐射的空间分布;根据数字高程模型(DEM)，考虑坡面坡度和坡向以及周围地形的影响，建立坡面与水平面的直接辐射转换系数模型以及坡面的视角系数模型，分别修正平面年太阳辐射中的直接辐射和散射辐射分量；汇总修正后的太阳辐射总量中的各分量，得到坡面实际可获得的辐射总量。成果可用于高精度的农业生产潜力评估、农业区划、农作物布局、退耕还林还草等。     

基于水系改进的高分辨率DEM和GEOWEPP的流域产沙量估算及其空间尺度效应研究

基于水系改进的高分辨率DEM和GEOWEPP,从坡面、子流域和流域3种空间尺度对五桥河流域产沙量进行了估算。结果表明,从不同的空间尺度进行考察,流域的水土流失特征存在较大的差异。从坡面尺度到子流域尺度和流域尺度,研究区114.6 km2面积上的年产沙总量从3.79×105t减少至1.25×105t和0.84×105t,单位面积年产沙量从33.09 t hm-2减少至10.94 t hm-2和7.29 t hm-2,年均泥沙输移比从1.000减小至0.331和0.220。将GIS与GEOWEPP结合,既能反映流域输出终端的泥沙量,又可以刻画流域内部土壤侵蚀的强度和空间分布,能为流域水土保持措施布置提供更为科学的依据。     

日光温室内太阳辐射估算模型的构建

日光温室内不同位置的太阳辐射量是作物光合和蒸腾模拟模型的重要参数,也是研究温室内墙体能量收支平衡方程的重要因子。该文研究了温室围护结构对太阳辐射的遮蔽,建立了可蔽视角的计算公式,在此基础上估算了晴天温室内任一位置的太阳直接辐射、散射辐射和太阳总辐射,并以辽沈Ⅱ型日光温室为例,将模拟结果与实测结果进行了比较,对造成模拟误差的可能原因进行了分析。研究结果表明:日光温室内模拟的散射辐射和总辐射的日变化与实测值趋势较为一致,模拟值要略高于实测值,平均偏高6.4%和8.8%,误差的可能来源有大气透明系数、棚膜透光率的估算误差、承重骨架的遮蔽及人为观测的误差。研究结果可为日光温室内不同位置作物光合蒸腾模拟、群体光分布模拟、围护结构能量平衡等模拟模型提供参考。     

山地丘陵区农村居民点空间分布特征及影响机制分析（英文稿）

山地丘陵区是受人类活动和自然因素干扰的特殊区域,也是人地关系矛盾突出的地区,是国土空间治理的重点与难点区域。分析山地丘陵区农村居民点的分布特征,对实现乡村重建与乡村振兴具有重要意义。 该研究试图构建研究框架,结合重庆石船镇的案例,从定量和定性两方面探讨山区农村居民点的空间分布特征。结果表明：1）山地丘陵区农村居民点空间分布存在显著差异;农村居民点大多位于低海拔、平缓地形、低灾害风险、离水中等距离、靠近城镇和道路的地区,人口规模、宜居环境等因素影响农村居民点的发展、选址和扩张。2）山地丘陵区高密度地区农村居民点空间分布呈现随机分布、分散分布或均匀分布的特征,而低密度地区农村居民点空间分布呈现聚集分布的特征。 农村居民点更有可能集中在人口密度高的地区,如海拔较低、坡度较缓、距水源中等、地质灾害风险低的地区。3）自然因素、区位因素和社会经济因素相互关联,在不同时期表现出不同的耦合模式,决定了山区农村居民点的数量和分布。随着区域经济社会的发展,自然因素对乡村聚落空间分布的影响逐渐减弱,而区位因素、城镇化、产业发展、交通条件、政府政策等规划因素是改变山区农村居民点空间形态的主导力量。 空间治理的差异性策略是实现山区乡村聚落可持续利用和优化布局的必要条件。     

日光温室太阳辐射模型构建及应用

太阳辐射是影响日光温室光、热环境的重要参数,准确获得温室内部墙体与地面的太阳辐射照度变化规律可对温室设计建造、温室内环境调控与作物生产起到重要的指导意义。该文在总结已有日光温室太阳辐射模型的基础上,通过气象数据,地球、太阳的运动规律以及太阳光线与日光温室前屋面入射角的关系,建立了较为完善的日光温室太阳辐射模型,并利用该模型对温室内部辐射规律进行分析。采用典型晴天数据对模型进行检验,结果显示计算值与实测值平均偏差最大为63.46 W/m~2,平均绝对误差最大为63.48 W/m~2,均方根误差最大为79.18 W/m~2,决定系数在0.95～0.99范围内。利用该模型分析温室内部辐射规律发现,相比不同位置屋面角度的影响而言,透光率受时间即太阳方位与太阳高度角的影响更大。温室墙体表面与地面太阳辐射照度随季节不断变化,春秋分是一年中墙体与地面接受太阳辐射时间最长的节气,该日墙体表面与地面太阳辐射照度大致相当。春分到秋分期间,地面辐射照度高于墙体表面;从秋分到春分期间,墙体表面太阳辐射照度大于地面。不同区域温室内太阳辐射日积累量主要受纬度影响,低纬度地区较高纬度地区而言,冬季太阳辐射日积累量大,夏季太阳辐射日积累量小。研究结果可为日光温室内墙体蓄热、屋面优化、作物种植、围护结构能量平衡等研究提供理论参考与相关数据。