基于GIS的南小河沟流域土壤侵蚀数据库建立案例研究

南小河沟流域是属于黄土高原沟壑区的一条典型小流域,对该流域土壤侵蚀情况的调查和收集的数据,需要建立数据库对其进行有效管理。通过GIS平台,利用高分辨率卫星影像及1∶10 000地形图,对该流域的土地利用、植被覆盖状况及坡度组成等情况进行调查,建立土壤侵蚀数据库,为流域的进一步治理和管理提供本底数据。      

基于SWAT模型的日本农业流域养分模拟（摘选）

在山田河流域利用SWAT模型对循环灌溉稻田和畜牧生产系统的流域特征进行调查。在茨城县地区土地利用呈现典型的景观镶嵌式。谷地中的稻田循环灌溉系统沿河岸在低处修建,森林、菜地和畜禽舍则建在周围地势较高处。灌期与非灌期土壤径流特征存在明显差异,通过设定参数可以利用SWAT模型对径流进行预测。灌期效率系数(ENS)、系数测定(r2)和相对误差(RE)分别为0.86、0.87和2.0%,非灌期分别为0.67、0.68和2.6%。但是对于养分浓度,模型没法给出满意的预测。对菜田及牲畜废弃物养分的模拟应对SWAT进行修正,对稻田系统的模拟应对算法进行修订。     

基于GIS和RULSE的三峡库区土壤侵蚀量估算分析

以三峡库区为研究对象,在GIS技术支持下,利用野外实测及DEM、土地利用、土壤类型、植被覆盖等数据,对修正后的通用土壤流失方程(RUSLE)中各因子进行量化分析,从而对三峡库区土壤侵蚀量进行估算,并对土壤侵蚀强度进行分级;在此基础上计算不同坡度、土地利用类型、土壤类型下的土壤侵蚀综合指数。结果表明,三峡库区年均土壤侵蚀量为19 364.71×104 t/a,平均土壤侵蚀模数为2 741.48t/(km2.a),属于中度侵蚀;68.57%的区域为微度侵蚀或轻度侵蚀,强度以上侵蚀主要分布在库区的东部,面积占库区的14.43%,侵蚀量却占总侵蚀量的58.67%,是预防和加强水土流失治理的重点区域。     

基于模糊神经系统与GIS的区域土壤侵蚀快速评价

土壤侵蚀调查与评价是水土保持工作的重要组成部分。该文对区域土壤侵蚀评价进行了尝试性研究,提出一种基于模糊神经系统和GIS技术的快速评价方法。研究中利用模糊神经系统技术从地面监测调查数据中提取土壤侵蚀强度的评价规则,建立能够全面、客观地反映特定区域范围内土壤侵蚀自然特征及规律的评价标准,在此基础之上结合GIS技术以实现对整个地区的快速评价。采用该方法进行湖北省土壤侵蚀普查,结果表明全省侵蚀面积约占国土总面积的30.1%。其中,鄂西南、鄂西北高山区土壤侵蚀情况最严重,鄂东南、鄂东北低山丘陵区次之,鄂北岗地中度侵蚀面积较大,而江汉平原基本无明显侵蚀。经验证评价结果与实际情况具有较好的一致性。     

基于GIS和DEM数据的流域水系提取与优化分析

相比野外测量和大比例地形图为主的流域水系提取方法,运用GIS技术和DEM数据的数字化提取更为便捷、高效.基于ArcGIS中的3D Analysis和Hydrologic Model模型,研究山区地形条件下的DEM数字流域水系提取.结果表明,研究区提取水系总长度为350.05 km,结果较好,尤其大中型河道长度的偏差仅在...     

基于空间GIS的配电网络存储模型

在配电管理系统中,配电网络的存储结构是进行多种配电网络分析和计算的基础。文中提出一种基于空间GIS的配电网络存储模型,并详细说明了模型中的图元和图形对象的存储结构。     

基于互联网的温室控制系统开发（摘选）

该研究旨在设计一种基于互联网的温室控制系统,以便实现远程监测和控制。所设计的系统包括硬件（传感器、单片机、交换机、电脑、网络摄像头和执行器）和软件（采集和控制）。通过将执行器（风机、泵、喷雾器、机械遮光装置和可旋转摄像头）安装在试验温室并且连接到计算机互联网上对系统性能进行测试。在水培生菜等整个生长期内对其微气候参数进行监测,在3种操作模式（手动、自动和定时）下,对温度、湿度、光照和含水率进行控制。利用开关对风机、泵和喷雾器进行控制以确保微气候参数能保持在所需范围内。机械遮阴和摄头旋转采用伺服电机驱动,由PWM信号驱动进行控制。对3种模式下系统的性能进行评价和比较。结果表明,对温度、湿度、光照和含水率4个参数可以通过互联网Remote Desktop完成远程控制。监控单元提供的植物生长图片可作为制定控制决策的附加信息。      

气候类型和作为管理措施对菲律宾北部旱作高地环境的土壤侵蚀和产流的影响（摘选）

对菲律宾北部卡格扬河谷旱作高地区雨情和作物管理措施的影响进行了调查。该研究目的在于评价水蚀预报模型(WEPP)在估算旱稻栽培中的土壤侵蚀率和径流量估算的性能和可行性。研究了自动气象站和采用了3种养护管理作为处理的侵蚀点。对降雨特征(数量、强度、持续时间和频率)与侵蚀数据的关系进行了分析。对不同降雨量、坡度和水土保持情况的实测数据、模拟数据和敏感性分析进行了比较。统计学验证结果表明,WEPP模型可接受。实测和仿真数据表明,当田块周边设有绿篱时,可以减少50%的水土流失。水土流失率与坡度和长度呈线性关系,当坡降为10%~50%,坡长为10~40 m时,水土流失率为1.2~48.46 thm2。该模型可用于开发水土保持和丘陵地区农业流域农场资源优化和利用,提高可持续发展生产力的决策支持工具。     

基于GS和DEM的九龙江流域地表水

运用GIS软件ARC/INFO、ArcView，以九龙江流域为例，探讨了数字高程模型（DEM）的处理及其水文模拟分析。对九龙江流域分幅数字高程模型（DEM）进行图幅拼接、网格重分及切割等处理分析，生成九龙江流域数字高程模型。基于DEM和GIS，进行流域的水文模拟分析，包括洼地填充、水流方向计算、水流累积量计算、水网提取，最后进行了九龙江全流域及子流域界线的划分，生成了数字流域。     

基于RS和GIS的灌区增产净效益最大配水模型

在有限供水条件下,为了使全灌区增产净效益达到最大。研究依据非充分灌溉中的调亏灌溉原理和作物的水分生产函数,推导出作物产量与土壤含水率之间的函数关系,并建立了全灌区某次供水增产净效益最大的优化配水模型。根据RS技术能够快速获取信息的特点,以陕西关中冯家山水库北干十一支灌区为例,用RS技术获取灌区土壤含水率情况,再用GIS计算出不同作物灌溉需水量数据,并根据来水量用Matlab计算软件对模型进行求解,可快速获得各斗渠优化配水量。模型在求解时不受灌区类型的限制,因此,模型具有较强的通用性、可操作性和推广性。     

基于GIS的农业洪涝灾害风险评估模型

针对当前农业灾害给农业生产带来的影响,加强对区域农业灾害的风险评估和危险区域划分,进而提出相关的农业防治措施,是解决当前农业灾害损失的有效途径和方法。结合上述的需求,提出采用层次分析法和综合加权法构建农业洪涝灾害风险评估模型。然后以陕西关中农业洪涝灾害为例,以GIS为基础对陕西关中洪涝灾害风险区域进行划分,进而直观地呈现关中地区农业灾害的严重程度。通过计算与历史数据的比对发现关中洪涝灾害发生风险分布与历史数据基本吻合,验证了上述方法的可行性和准确性,为农业灾害风险的预防提供了一种可借鉴的方法。      

基于GIS的国内外流域水土资源模拟模型研究评析

流域模拟正在发展为水、沙和溶质运动的多相流动过程的研究,考虑了诸如养分、农药等输移过程,并按能量、质量的传输过程来测定和分析三者之间的相互作用。遥感与GIS技术的兴起为流域模拟提供了更为强大的表达工具,充分利用了GIS的空间与属性数据库管理功能及强大的分析与可视化功能,将是今后流域水土资源模拟模型发展的方向。为此,着重从基于GIS流域模拟模型发展情况、GIS与流域模型集成方式及空间离散方法的发展等几方面,对国内外近期流域模拟研究的现状进行了评析。     

基于GIS技术的渠道工程材料采购模型

为了全面优化企业的采购成本,实现集约化的采购目标,从运输路径规划的角度出发,融合运筹学的知识,创建了基于GIS技术的渠道工程材料采购模型.以材料供应点和仓储点确立为基础,利用GIS软件进行运输路径的选择,进而构建出材料采购的路网模型.通过运用图论领域中的Floyd算法,计算得到材料供需点的最短运输路径,确定出材料的运输费用,结合出厂价格确定材料综合单价.在此基础之上,引入线性规划工具,以最小采购费用作为目标函数、材料综合单价为价值系数、供需平衡条件作为约束条件、供需点之间的采购量作为自变量,建立起采购决策的线性规划模型,并利用Matlab软件和VOGEL方法进行求解对比.实践证明,Matlab软件降低采购费用53万元,VOGEL方法降低34万元,前者确定的采购方案更受青睐.研究表明,基于GIS的采购模型解决了渠道材料采购运距不确定、采购成本虚高问题,为科学合理安排采购方案提供了辅助工具.     

灌区管理模型与GIS的集成及应用

研究了基于 Map Objects的地理信息系统二次开发及其与灌区管理模型的集成 ,并在漳河灌区进行了初步应用。GIS提供模型计算所需要的空间数据 ,并在模型模拟过程中动态显示时空演化过程。利用 GIS与灌区管理模型的结合 ,对提高我国水资源的利用有重要的现实意义。     

基于MAPGIS的电力AM/FM/GIS模型研究

供电企业使用的电力设施在管理上具有一个明显的特点，就是分散地分布在一个特定的地理范围内(如一个城市或一个地区)，这给供电企业的设备管理带来了很多困难。多年来，电力企业的许多技术人员一直在探索实现“图数结合”技术和将地理信息引入到电力设施的管理上来，最近几年，AM／FM／GIS在国际国内得到广泛的应用。在分析电力系统基本情况的基础上，提出了基于MAPGIS的AM／FM／GIS系统模型。     

基于GIS的水量平衡模型在黄土高原地区土壤水分模拟中的应用

应用修正后Vrsmarty水量平衡模型对黄土高原地区2001-2010年间的土壤水分变化规律进行模拟。该模型综合考虑了土壤质地、植被类型、蒸发、降水等因素。模拟结果表明:黄土高原地区平均土壤水含量年内呈"正弦"曲线的变化规律,6月份土壤水含量最低为36.9mm,随着雨季到来,10月达到最高为74.3mm,而后逐渐降低。土壤水变化趋势可分为西北和东南两个区。西北区降雨量少,蒸散量大,全年土壤水含量很低,为1～40mm;东南区受降雨和蒸散周期性的变化的影响,土壤水变化周期性明显,秋末最高达200～240mm,夏初最低为60～100mm。全区的年平均降水为435.8mm,从东南向西北逐渐减少。全区年平均参考作物蒸散量为1 072.7mm,呈现出西北和东南偏高,东北和西南偏低的趋势。     

印度中央邦马尔瓦地区利用人工神经网络和回归模型预测蒸腾量的比较（摘选）

蒸发是水循环的一个重要组成部分,对蒸发量的估算是对水资源和灌溉水量有效利用的一个重要手段。该研究旨在利用多元线性回归模型、多层感知器（MLP）和人工神经网络（ANN）模型模拟印度中央邦马尔瓦地区周蒸发量。利用4种不同天气变量组合训练神经网络模型。多元线性回归模型只将最高温和相对湿度作为输入值,但是模拟结果不令人满意。MLP模型采用的数据集包括最高和最低温度、风速和相对湿度,在训练和验证中都取得了比较好的结果。MLP模型可以用来模拟周开放式蒸发皿蒸发量,估算缺失数据,并可以作为替代模型以验证蒸发量测定值。降雨量数据并不能改善模型性能。      

基于RS和GIS的节水农业作物布局调整研究

我国农业用水占总用水量的65％,这使得农业节水研究成为热点问题。农业节水的核心为提高农作物的水分利用效率,农作物空间布局结构的调整是比较有效的途径之一。借助RS和GIS技术,利用1998、2005年2期TM卫星遥感影像资料,结合世行项目进行的海河流域土地利用／覆盖调查数据,采用计算机自动分类和目视解译相结合的方法,对天津市宁河县近7年来农作物种植结构调整情况进行了分析研究,认为调整作物布局是现阶段有效的节水途径。     

滴灌和常规沟灌马铃薯产量和经济价值比较（摘选）

土地和水资源是一个国家进行农业发展的基础投入,马铃薯滴灌栽培可以解决水资源和耕地短缺问题。该研究评估了不同滴灌频率相比于常规沟灌对作物生长、产量和水分利用效率的变化。试验结果表明,隔天滴灌要比每3、4和5 d进行滴灌增效更为显著。通过采用隔天滴灌单位供水面积上最高水分利用效率（56.24 kg（hm2·mm））和2.23的最高成本效益比（B∶C）,之后每3 d进行1次滴管的B∶C为2.25,而传统沟灌水分利用效率为14.16 kg（hm2·mm）、B∶C比值是1.91。该研究结果表明,对于像马铃薯这种高水分敏感作物来说,滴灌作为一种经济的用水方式在水分管理中起着重要作用。因此,采用节水的滴灌系统有利于增加马铃薯栽培面积。