基于组件式GIS技术的水稻生产管理信息系统开发研究

该文阐述了组件地理信息系统的基本概念和技术基础，介绍了利用组件式GIS技术，在VB环境下嵌入MapObjects组件，开发实现对与水稻生产密切相关的气候、土壤、水资源、农业经济和基础地理等信息进行综合管理，实现通用的GIS功能和专业应用分析功能，并探讨了GIS技术在农业生产管理中的应用。     

组件式GIS水土保持监测数据管理信息系统设计探讨

通过详细的需求分析,确定了水土保持监测数据信息管理系统的功能和系统目标,提出了基于组件式GIS(ComGIS)和WebGIS系统的实现方案,并对系统设计中的一些关键步骤进行了探索。     

基于组件式地理信息系统的作物推荐施肥决策系统的实现

以新疆兵团农十二师五一农场为研究对象,选用组件式GIS技术来开发作物推荐施肥决策系统。分析了组件式地理信息系统开发的原理以及开发过程中PowerBuilder与MapX集成技术的实现方法,同时介绍了该系统总体结构、实现流程和部分功能。     

组件式GIS技术构建的多尺度土壤侵蚀评价模块

土壤侵蚀评价模型与GIS的集成一直是目前研究的热点问题.研究基于ArcGISEngine开发包和组件技术,在VisualBasic中调用ArcObjects组件,通过创建ActiveDLL工程,构建了基于RUSLE和土壤侵蚀评价指数模型的GIS内嵌模块.该模块包括:土壤侵蚀量计算、流域尺度土壤侵蚀评价、小流域尺度土壤侵蚀评价和坡面尺度土壤侵蚀评价四个子模块.研究表明基于ArcGISEngine,以二进制的动态链接库(DLL)表现,开发土壤侵蚀评价模块,能够简化土壤侵蚀评价的计算逻辑,提高工作效率,具有良好的扩充性、灵活性和可操作性,模块化的土壤侵蚀评价指数能更好地应用于土地利用与土壤侵蚀评价相关研究.     

基于GIS的山西永定河植被生态需水管理系统的研建

在流域植被生态需水信息管理中,数据关系复杂,信息量庞大,因而确定用什么样的方法实现合理有效的信息化管理显得尤为重要。运用可视化编程工具Visual Basic 6.0和MapObjects组件,开发出山西永定河流域植被生态需水信息管理系统。本研究是在开发前期研究的基础上进行了系统设计、系统的数据库设计以及系统的体系结构设计,实现了对山西永定河流域植被生态需水调查数据的图文一体化管理。并在综合前人研究成果的基础上,在该信息系统中实现了植被生态需水量的计算模型的嵌入。此外还设计实现了信息管理、地图操作、属性查询、空间分析等功能。最后对山西永定河流域植被生态需水量数据进行统计,结果显示该流域每年植被最小生态需水量为256 817.10万m3,最适生态需水量为427 159.6万m3。     

有压重力流输水管道在坪上引水工程中的应用

坪上应急引水工程地处滹沱河支流清水河上,引水水源为坪上泉水,供水范围包括忻州市的忻府区、定襄县和原平市。工程分为供水工程和水源工程两大部分,供水工程主要建筑物包括供水管道、加压泵站、调压池、管道附属建筑物以及各供水点调节池等。压力供水管道是工程的重要组成部分,从管线选择、管材选择、管径设计及管道埋深等方面对管道进行了设计。工程投入运行以来,实现了全年不间断供水,且未发生任何质量事故,说明工程设计科学合理。     

基于特征线法的含气输水管道水锤特性分析

输水管道发生关阀、泄漏等工况时,常处于气液两相流状态,极易造成异常压力波动,加剧了水锤的破坏性,影响管道的安全运行。为研究复杂输水管道内异常水压问题,该研究基于特征线法,建立了考虑非恒定摩阻的含气瞬变流模型,并引入离散气体空腔模型（Discrete Gas Cavity Model,DGCM）进行求解计算。对比了有无空气罐对含气瞬变流规律的作用,并研究了含气率、空气罐安装位置等因素对阀门末端压力的影响。结果表明,空气罐能大幅降低压力峰值,使管道快速达到稳定状态,无空气罐防护时压力峰值高达29.69 m,增加空气罐后压力峰值仅为8.38 m;含气率的增高、初始流量的减小、初始泄漏量的增大、空气罐离下游距离越近都可使管内压力峰值降低。研究结果可为输水工程的安全防护相关研究提供参考。     

基于组建式GIS技术的开发建设项目水土保持监测信息系统设计

在分析监督监测信息系统的系统目标、功能和应用特点基础上,提出基于组建式GIS和Internet/Intranet的系统实现方案,对系统开发和集成过程中的若干关键问题进行了进一步探讨。     

基于GIS的耕地供需平衡预警模型与系统实现

本文介绍了耕地供需平衡的相关概念和基本原理,提出耕地供需平衡预警模型的工作方法,对平衡判断以及预警结构的各个流程进行了详细的介绍,并给出了的预警体系结构。应用组件式GIS的开发流程实现了耕地供需平衡预警系统的建设。     

基于GIS的土壤风蚀模型软件构建

针对当前土壤风蚀监测的实际需求,提出基于GIS技术构建土壤风蚀模型软件的思路和方法。该软件基于DTGIS核心服务平台,以C#为主开发语言,Silverlight为界面开发工具,采用轻型数据库SQLite进行数据存储;该软件可为用户提供GIS查询功能、站点数据管理、风力因子计算、土壤侵蚀模数计算、土壤侵蚀强度分级、时间分析、空间分析等功能服务,支持远程客户端连接和多点同时上传数据;同时,该软件将风蚀模型与GIS系统有机地集成到一起,不仅支持风蚀运算过程的交互,而且可以直接将模型运行结果显示在软件中;软件亦可以制作土壤侵蚀模数专题图、土壤侵蚀强度分级专题图、时空分析图,实现土壤风蚀数据系统化管理和数据可视化管理,为评价土壤风蚀的危害提供科学依据。     

滴灌系统CAD管网布置模型及应用

分析了滴灌系统田间管网布置的特点,提出了用于滴灌系统CAD的管网布置模型,并借助通用软件包二次开发的方法,建立了基于这一模型的管网布置算法(PIPE算法).该算法包含了管网逻辑单元的移位、求交、属性数据操作等基本特征.应用该模型及相应的算法,可以在CAD支撑软件中完成灌溉管网的CAD二次编程,从而生成可定制的可视化人机交互环境,实现滴灌管网各种形式的快速布置,提高滴灌系统规划设计的效率.该研究结果对其他灌溉方式管网布置也具有一定的借鉴作用.     

基于GIS陕西省区域经济发展环境的综合评价

基于区域经济发展理论,以陕西省的10个城市为研究对象,构建区域经济发展环境评价指标体系,并采用熵权法确定各指标权重,运用ArcGIS 9.2空间分析与统计功能,对各城市经济发展环境进行综合评价。结果表明:西安的经济发展环境最好,区域经济发展环境综合评价指数处于第一级;其次为宝鸡、咸阳;榆林、渭南处于第三级;延安、汉中以及安康处于第四级;商洛、铜川处于第五级。利用GIS的技术优势,提高了区域经济发展环境综合评价的空间决策水平,其结果与实际比较吻合,能为陕西省区域经济发展战略提供科学指导和理论支持。     

基于GIS和USLE的龙墩水库小流域土壤侵蚀评估研究

本研究以南京市高淳区龙墩水库流域为研究对象,利用通用土壤流失方程(USLE)模型与地理信息系统(GIS)技术结合的方法对流域土壤侵蚀进行模拟预测。结果表明:整个流域年均土壤侵蚀模数为4 343.46 t/km~2,属中度侵蚀。整个流域微度和轻度侵蚀所占面积比例相对较大,两者所占面积比例之和超过了63%,极强度和剧烈侵蚀虽然所占面积较小,但却产生了超过了70%的侵蚀量。不同土地利用类型中土壤侵蚀强度差异较大,年均侵蚀模数旱田草地水田林地,侵蚀量旱田水田草地林地。通过GIS将整个流域划分为13个子流域,子流域4、5、10由于区域内大部分是旱田,土壤侵蚀模数较大,为流域内土壤侵蚀的关键源区,子流域10侵蚀模数和侵蚀量都比较大,应该重点关注;而子流域1、9和12由于侵蚀总量较大,也应该保持一定的关注。所有子流域土壤侵蚀量都主要来自高强度侵蚀等级,其中以剧烈侵蚀为主。因此,控制土壤侵蚀应该优先考虑高强度侵蚀等级区域。     

基于GIS和USLE的九龙江流域土壤侵蚀量预测研究

探讨了GIS和USLE相结合预测南方中等尺度流域土壤侵蚀量、标识流域土壤侵蚀严重区域。运用GIS建立九龙江流域基础地理数据库，利用ARC／INFO的栅格数据空间分析功能，根据USLE土壤侵蚀预测模型对数据库进行图形运算，预测了九龙江流域的土壤侵蚀量。结果表明，流域的年均侵蚀模数为2730．3t／km^2，侵蚀强度属中度。占流域面积85．72％的区域土壤侵蚀强度在中度以下。这一区域对流域土壤侵蚀量的贡献率为58．26％，而流域41．74％的侵蚀泥沙来自于占流域面积14．28％的强度以上侵蚀区域。在流域侵蚀强度的空间分布上，8个子流域属中度侵蚀区，其中船场溪、花山溪和雁石溪三个子流域侵蚀强度较大；6个子流域属轻度侵蚀区，其中漳州平原的龙海和浦南两子流域侵蚀强度最弱。     

多重群体遗传算法优化树状给水管网

该文提出一种以管网年费用为目标函数，以管长、标准管径和水泵扬程为决策变量的机压树状给水管网优化数学模型，并给出其多重群体遗传算法求解方法，该算法以目标函数加模拟退火约束惩罚函数为适应值的评价函数，采用跨世代选择策略，更好地保持进化过程中的遗传多样性。仿真结果表明，该模型与算法在求解机压树状管网优化问题上的表现是良好的。     

滴灌系统设计水头与工程输配水管网投资及运行的关系分析

滴灌系统设计水头是影响滴灌工程投资与运行费用最为关键的因素,输配水管网是滴灌工程投资的主体,涉及到庞大的能耗与运行管理费用。该文从滴灌系统设计水头与工程输配水管网投资及运行的关系等方面进行了分析。结果表明：在管径一定的条件下系统设计水头与工程输配水管网投资基本成正比例关系,并与年运行电费成正比例关系,对流态指数大于0.571的滴灌灌水器,降低设计水头有利于延长毛管铺设长度或减小流量偏差率提高灌水均匀度,降低系统运行电费,减少轮灌组数,提高管道利用率。该研究可供滴灌产品研发、工程设计与运行管理者参考。     

基于空间数据库和GIS的SPAC系统水分运动模型

农田SPAC系统水分空间变异通常较大,一维模型无法反应区域农田水分的运动和空间分布.该研究以空间数据库和组件式GIS为基础,结合适于北方平原农田水文过程的机理公式,开发出可以在ArcMAP(ESRITM)中加载的区域SPAC系统水分运动模拟工具,该工具结合GIS空间分析功能、空间数据库管理和水文过程数值模拟于一体,可以模拟计算SPAC系统水分的时空分布和运动,并提供二维或三维的输出结果.模型由多个数据处理和过程计算子模块组成,可模拟SPAC系统内土壤水分动态和蒸散量.验证表明,区域土壤水分模拟绝对误差在0.05(即体积含水量相差5%)以下的栅格点数达到总计算区域栅格数的95.61%;蒸散量验证显示,玉米生长季平均绝对误差为0.15 mm,平均相对误差为3.1%;小麦生长季平均绝对误差为0.13 mm,平均相对误差为5%.     

玉米秸秆复合渗灌管研制及渗水性能研究

秸秆地下灌溉是将作物秸秆与土壤混合挤压形成具有渗水能力的复合渗灌管进行田间灌水的一项技术,开发符合灌水要求的秸秆复合管材关系到秸秆地下灌溉的成败。利用自制的秸秆复合管成型机,以秸秆掺量、含水率、螺旋轴转速为参数,在室内进行了基于玉米秸秆的秸秆复合管性能3因素3水平正交试验,研究了秸秆复合管材的成型和渗水性能,分析了秸秆掺量、初始含水率、螺旋轴转速对秸秆复合管材的容重、渗水速率和渗水均匀系数等的影响。结果表明:1)秸秆复合管材的容重在1.278～1.355g/cm~3之间,影响其容重的主要因素是秸秆掺量,随着秸秆掺量的增加,复合管材的容重减小;秸秆掺量为5%,初始含水率为22%,螺旋轴转速为62 r/min时,有利于秸秆复合管成型;2)在0.25 m压力水头自由出流条件下,1 h的秸秆复合管材渗水速率在0.76～1.40 L/(m·h)之间,与常用的微灌灌水器流量相当。秸秆掺量为9%,初始含水率为24%,螺旋轴转速为50r/min时,秸秆复合管材渗水速率最大;3)低压自由出流条件下,秸秆复合管材透水均匀系数在0.13～0.35之间,秸秆掺量为5%,初始含水率为24%,螺旋轴转速为50 r/min时,透水均匀系数最大,仍不能满足灌溉要求;4)综合考虑秸秆复合管材容重、渗水速率及渗水均匀度等因素,秸秆掺量为5%,初始含水率为24%,螺旋轴转速为50r/min时,秸秆复合管材综合性能指标最优。上述结论对秸秆复合管材的研究和开发具有一定的参考价值,有利于推动秸秆资源化利用和田间节水技术的发展。     

基于SWAP模型的春小麦咸水非充分灌溉制度优化

为探讨石羊河流域春小麦适宜的咸水非充分灌溉制度,该文利用2008年、2009年的田间试验资料对SWAP模型进行了率定和验证,并应用模型模拟了不同水文年型、不同灌水方案对土壤水盐平衡、作物产量和水分利用效率的影响。结果表明:咸水灌溉时,适宜的非充分灌溉能够提高作物产量和水分利用效率,土体盐分增加量明显降低;而咸水灌溉时最大产量及对应的灌水量随灌水矿化度的增大而降低。春小麦最优灌水方案为:1)25%降水年型(丰水年),灌水矿化度0.7、3、6 g/L的最优方案均为灌3次水,灌溉定额322 mm;2)50%降水年型(平水年),灌水矿化度0.7、3、6 g/L的最优方案均为灌3次水,灌溉定额分别为328、287、246 mm;3)75%降水年型(枯水年),灌水矿化度0.7和3 g/L的最优方案为灌4次水,灌溉定额分别为440和396 mm,灌水矿化度6g/L对应的最优方案为灌3次水,灌溉定额352mm。该文提出的灌溉方案对于该地区咸水资源的高效利用具有一定的指导意义。     

应用LM算法的神经网络模型研究灌区退水问题

在一些引黄灌区中,灌溉引水的相当大部分要转化为退水回归黄河,灌区退水研究对这部分水量的重新利用有着重要的意义。该文采用相关分析的方法确定了灌区退水的主要影响因素,应用LM算法的神经网络模型对灌区退水的量化分析方法进行了探讨。实例研究表明,模型能够较准确的对灌区退水量进行模拟和预测,对灌区退水问题研究具有较好的应用价值。