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基于GIS的地下水流有限差数值模拟参数自动提取研究 总被引：1，自引：0，他引：1
本文根据地下水流有限差模拟有关参数的空间分布特点,将其划分为点状、线状与面状空间分布参数三种类型。利用GIS的空间分析功能,研究基于GIS的点状、线状与面状空间分布参数自动提取的技术路线。通过点、线、面三者之间空间位置关系的拓扑分析,确定地下水开采井、水位动态监测井、线状与面状水系、模拟区域边界、面状参数分布区与模型空间离散格网之间的空间位置关系。经过矢量数据与栅格数据互相转换,实现地下水流有限差数值模拟有关参数的自动提取。结合地下水流有限差分数值模拟有关参数数据文件的结构,将基于GIS提取的栅格结构数据文件自动转换成模型所需结构的数据文件,达到模型参数数据文件的自动组织与提高地下水流数值模拟的效率目的。 相似文献
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大气污染扩散模型数值模拟结果的时空多维可视化表达,能有效展示大气污染扩散空间分布,为快速高效辅助后期污染分析与应急决策提供重要的参考。CALPUFF模型能高效模拟污染物在大气环境中时空变化的扩散过程,而现有大气污染扩散模型模拟结果可视化表达普遍存在不能有效集成地理信息、缺失部分重要维度特征等问题。论文首先分析了CALPUFF模型,及其与组件式GIS紧密集成的技术方案,为模型模拟结果与地理信息集成提供了技术支持。然后,基于CALPUFF模型的数值计算模拟结果,详细研究了风场数据预处理及其矢量绘制方法,浓度场的数据预处理及其栅格渲染方法。在三维地形场景下,探究了大气污染物的时空扩散模拟可视化表达方法,给出了CALPUFF模型模拟结果与三维地形场景的集成表达策略。最后,通过组件式GIS,构建了福州市三维地形场景,以大气污染CALPUFF扩散模拟结果为例,在WPF系统框架下,实现了风场和浓度场的时空动态模拟和空间层级多维可视化表达。实验结果表明,本文所采用的时空可视化技术方案能将CALPUFF模型模拟结果,有效集成三维地形场景,实现模型模拟结果在时间维度上动态扩散和在空间维度上的层级分布,可为大气污染模拟结果的时空多维可视化提供参考。 相似文献
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随着地球观测技术和信息技术的进步,以全球为背景的科学探索不断增多,不仅是地球表面信息,地下、水下、空中等地球上各个层次的空间信息都受到极大的关注。地球球体剖分网格可以构建真三维的数据模型,进而实现空天地、地下水下一体化的空间数据组织、管理、表达与应用。本文详细论述了GeoSOT-3D椭球体剖分网格的剖分空间框架、剖分编码与剖分尺度特性等理论体系。建立基于GeoSOT-3D的空间对象的真三维表达模型。利用该真三维模型实现了地球椭球体的地上地下可视化,点线面体等空间实体的可视化。研究表明,GeoSOT-3D椭球体剖分具有椭球剖分框架简单、体系完整、二三维一致等特点,因而在该框架下的真三维数据模型可用于下一代地理信息系统中的空间大数据的组织管理与表达。 相似文献
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地下水数值模拟是各种数值方法在水文地质计算中的应用,是目前定量研究地下水水资源量的重要手段。VisualModflow和FEFLOW都是当前世界上十分流行的可用于模拟三维地下水流和溶质运移模拟评价专业软件系统,属商业软件。它们都具有直观的、强有力的图形交互界面,模型剖分、输人参数和模拟结果,都可以用图形显示,并支持三维可视化,做到了真正的人机对话,在许多行业和部门内得到了广泛的应用。但同时,它们之间却存在着许多差别,各有千秋： 相似文献
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岩溶裂隙网络的识别与重构,一直是岩溶地下水资源和岩溶区地质环境保护研究的热点与难点。基于地表原始裂隙数据、经过克里格插值后的地表裂隙数据、以及通过蒙特卡洛预测得到的地下裂隙数据,本文针对三维裂隙构造中的水流通路识别模块,提出了一种基于圆盘模型的渗流路径构建方法,采用有向图的数据结构来模拟圆盘模型概化后水流沿裂隙的渗流路径,并以邻接矩阵的形式存储其渗流路径数据。同时,为满足大规模裂隙数据快速求交的需要,本文给出了三维R树索引算法缩减遍历各个采样点所用的时间,提高了整套算法运行的效率。最后,以北京市房山区张坊地区地表采样裂隙数据为基础,借助遥感地质调查、重点岩溶区精细地质测量及取样分析等手段,开展三维裂隙空间网络分布模型研究,对岩溶裂隙渗流路径构建算法进行计算机仿真实现,为张坊地区岩溶发育机理的研究及岩溶水裂隙数值模拟提供可视化的分析手段。 相似文献
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目前,针对地学对象的非结构化六面体网格生成问题仍未得到很好的解决。为满足相关地学研究对六面体网格的需求,促进地学模拟及传统GIS空间分析的进一步发展,本文对传统栅格法进行扩展,提出了一种面向地学研究的六面体网格生成的改进栅格法。通过提取实体模型表面的几何特征,考虑内部孔、洞约束生成骨干网格,在此基础上构建一套特征约束模板来处理复杂的特征约束,使之既能保持地学研究对象的几何形态特征,又能实现加密区域与非加密区域的平滑过渡,从而满足地学分析与模拟的需求。 相似文献
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地下水位的两种估值方法比较 总被引：2，自引：0，他引：2
对于许多区域水资源问题,用数值方法(有限元法或有限差分法)进行地下水水流模拟时,通过各种插值方法计算出每个节点上地下水位值,若插值方法选取的不正确,其计算结果与实际情况不符,其误差很大。首先简单介绍了趋势面方法,然后着重阐述了克立格方法的基本原理及其在地下水位估值中的应用,通过比较两种方法的计算结果可以得出:用趋势面方法模拟地下水位时其误差较大,而用克立格方法计算地下水位时其误差较小,克立格方法优于趋势面方法。因此说克立格方法是一种最优、线性、无偏的模拟空间变量的方法。 相似文献
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XIEMo-wen ZHOUGuo-yun ESAKITetsuro 《中国地理科学(英文版)》2003,13(1):66-72
In this paper ,based on a new Geographic Information System(GIS) grid-based three-dimensional (3D) deterministic model and taken the slope unit as the study object ,the landslide hazard is mapped by the index of the 3D safety factor ,Compared with the one-dimensional(1D) model of infinite slope,which is now widely used for deterministic model based landslide hazard assessment in GIS,the GIS grid-based 3D model is more acceptable and is more adapt-able for three-dimensional landslide.Assuming the initial slip as the lower part of an ellipsoid ,the 3D critical slip surface in the 3D slper stability analysis is obtained by means of a minimization of the 3D safety factor using the Monte Carlo random simulation.Using a hydraulic model tool for the watershed analysis in GIS,an automatic process has been devel-oped for identifying the slope unit from digital elevation model(DEM)data,Compared with the grid-based landslide hazard mapping method ,the slope unit possesses clear topograhical meaning,so its results are more credible,All the calcula-tions are implemented by a computational program,3DSlopeGIS,in which a GIS component s used for fulfilling the GIS spatial analysis function.and all the data for the 3D slope safety factor calculation are in the from of GIS data (the vector and the grid layers).Because of all these merits of the GIS-based 3D landslide hazard mapping method,the complex algo-rithms and iteration procedures of the 3D problem can also be perfectly implemented. 相似文献
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针对传统GIS数据模型描述信息有限以及对象化聚类分析内容不够全面的问题,提出了基于时空对象的聚类方法的流程和应用特点。首先总结了空间聚类和时空聚类的研究现状和主要方法;根据全空间信息系统中多粒度时空对象的描述框架及时空数据的"三维"特征,认为基于时空对象的聚类方法应包含3个方面:时空对象时间序列的相似性描述、基于时空对象的聚类计算及时空对象聚类的有效性评价;最后总结了该方法的特点并展望了其应用场景。基于时空对象的聚类方法研究有助于更全面地分析时空对象空间位置、属性特征及其变化特点,为多粒度时空对象的时空分析提供一种思路。 相似文献
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The objective of this study is to incorporate a numerical model with GIS to simulate the movement, erosion and deposition of debris flow across the three dimensional complex terrain. In light of the importance of erosion and deposition processes during debris flow movement, no entrainment assumption is unreasonable. The numerical model considering these processes is used for simulating debris flow. Raster grid networks of a digital elevation model in GIS provide a uniform grid system to describe complex topography. As the raster grid can be used as the finite difference mesh, the numerical model is solved numerically using the Leap-frog finite difference method. Finally, the simulation results can be displayed by GIS easily and used to debris flow evaluation. To illustrate this approach, the proposed methodology is applied to the Yohutagawa debris flow that occurred on 20th October 2010, in Amami- Oshima area, Japan. The simulation results that reproduced the movement, erosion and deposition are in good agreement with the field investigation. The effectiveness of the dam in this real-case is also verified by this approach. Comparison with the results were simulated by other models, shows that the present coupled model is more rational and effective. 相似文献
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缓冲区计算是地理信息系统空间分析的基本功能之一。在矢量缓冲区研究方面,以往大多聚焦缓冲区生成算法,这些优化方法在单机计算环境中针对大规模空间数量数据的计算效率提升是有限的,因而需要并行环境下的改进方法来进一步破解计算瓶颈。本文基于Map Reduce计算模型和分布式内存计算框架,提出了一种基于空间填充曲线排列码划分的并行缓冲区分析算法(SPBM),基于空间填充曲线编码进行数据排序和范围划分,对跨越网格的数据采用近似切分方法,在考虑负载均衡的前提下对任务并行分解,之后按照给定深度的"树状"方式进行结果合并。本文在单机和集群两种环境下利用实际道路网等数据进行了实验。同等环境下,相较于目前流行的GIS软件——QGIS和Post GIS计算性能提升明显,相较于现有其他并行优化方法效率提升超过50%。这样的优化分析方法对于GIS中其他矢量分析算法的并行算法也具有一定的借鉴意义。 相似文献
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济南泉域四维环境可视化平台从济南市轨道交通建设对地质工作的实际需求出发,以地理信息系统为基础开发平台,基于2000国家大地坐标系,综合应用数据库、GIS、三维地质建模与可视化、数值模拟与数学模型分析评价等核心技术,建立基于空间数据库的四维可视化信息系统,实现多源、异构、海量地理地质数据的规范化处理和统一管理,为轨道交通建设与泉水保护、政府决策、城市建设布局和功能区划、灾害防治、城市土地地下空间合理开发利用等提供地质科学依据。数据内容的规范与统一是保障平台功能正常运行的关键,该文结合济南泉域四维环境可视化平台的数据库建设实践,探讨了该平台数据库对数据源进行的分析与处理过程。该平台数据库的建立实现了空间数据与属性数据的统一存储与管理,为济南泉域四维环境可视化平台的科学应用提供了有力保障。 相似文献