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流域土地可持续利用规划方法及应用研究 总被引：13，自引：2，他引：11
土地利用既受自然环境条件的种种制约,又对生态环境,尤其是水资源和水环境,产生深刻影响。因此,进行系统规划优化土地利用结构、协调土地利用和其他经济活动及生态环境保护的关系是非常必要的。基于土地利用系统是一个本征性灰色系统,本文以灰色多目标规划(GMOP)方法为核心,提出了一套流域土地利用灰色多目标规划模型。该方法既可有效地处理信息的不完备性和系统的动态性,又可全面地表达土地利用的多目标性。在对密云土地利用规划研究中,通过应用交互式调整和情景分析方法,得到该模型在两种情景下的优化方案,并结合密云实际情况综合分析,进行了方案筛选。 相似文献
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大尺度水循环模拟系统不确定性研究进展 总被引：4，自引：0，他引：4
水循环过程受众多自然因素和人为因素影响,决定了水循环系统的变化性和复杂性。水循环系统模型作为研究流域水文循环过程及演变规律的重要工具,必然也存在较大的不确定性,特别是对于大尺度陆-气耦合下的水循环模拟系统,其不确定性来源包括输入和参数不确定性、结构不确定性、方法不确定性以及初始和边界条件不确定性。本文在分析不确定性量化方法和传统水文模型不确定性研究基础上,重点评述当前大尺度水循环系统模拟的不确定性研究进展和存在的瓶颈问题,并介绍一种针对大型复杂动力系统的不确定性量化解决方案和工具系统-PSUADE,基于此讨论PSUADE在大尺度水循环模拟系统不确定性量化过程中的优势。 相似文献
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《地理与地理信息科学》2016,(3)
根据PSR模型、系统动力学模型和情景仿真模拟,构建了城市环境绩效动态评估模型,定量表达了城市环境绩效的现状水平和动态发展趋势。依据天津市发展特点和资源环境概况,首先基于PSR模型构建了环境绩效评估体系,并将其与系统动力学模型相耦合,通过情景分析模拟评估了惯性情景、优化发展情景、低碳发展情景和绿色发展情景四种城市发展情景的环境绩效水平。结果表明:天津市2009-2013年环境绩效综合指数(EPI)不断上升,但始终处于"较低"等级。在四种情景发展趋势上,低碳发展情景和绿色发展情景的EPI增幅较大,均于2020年提升至"较好"等级,其中绿色发展情景最优(67.6);而优化发展情景、惯性情景EPI增幅较小,2020年处于"一般"等级。可以看出,以中新生态城绿色发展为范式的天津可持续发展模式是高效实现"美丽天津"建设目标的最优路径。 相似文献
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人工免疫系统与嵌入规划目标的城市模拟及应用 总被引：6，自引：2，他引：4
人工免疫系统(AIS) 具有强有力的计算能力, 可以通过免疫识别、克隆选择、免疫学 习、免疫记忆等功能来进行模式识别和自适应学习。AIS 所具有的自学习、自适应和记忆的能力非常适合于复杂地理过程的研究。而元胞自动机(CA) 是研究复杂系统非常方便和有效的工具。将人工免疫系统和元胞自动机相结合, 建立了城市演变的模拟和规划模型。该模型通过改变抗体的进化变异机制, 把规划目标嵌入到AIS 算法中, 抗体将会逐渐朝着规划目标“进化”, 从而模拟出基于不同规划情景的城市发展空间格局, 为城市和土地利用规划提供决 策支持。设计了6 种不同的城市发展方案, 利用该模型模拟了不同规划方案下珠江三角洲城市的发展情景(1988-2002 年)。并比较了不同模拟情景结果城市的紧凑性: “城市中心” 和 “城市中心-高速公路”发展模式的城市形态更为紧凑, 破碎度较低; 而“镇中心” 和“道路”发展模式形成的城市形态则比较凌乱和分散。模拟结果和分析表明: “城市中心-高速 公路”是珠江三角洲最适合的城市发展模式。 相似文献
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黑河流域水-生态-经济发展耦合模型及应用 总被引：32，自引：2，他引：30
以系统动力学模型为依据,根据黑河流域生态系统、生产系统和生活系统相互作用形成的水-生态-经济协调发展耦合关系式,建立了黑河流域水-生态-经济协调发展耦合模型;通过动态模拟和综合调试,从众多实验方案中选择生成水-生态保护型发展方案 (WEP)、水-经济高效型发展方案 (WEH)、水-生态-经济协调型发展方案 (WEE) 3种有效方案。认为WEE方案耗水量介于WEP和WEH之间,经济效益和生态环境效益都比较显著,同时兼顾了黑河流域的经济发展目标和生态环境保护目标,虽然单纯从经济发展或生态保护角度分析,不是最好的方案,但从流域可持续发展和建设流域生态经济带的角度分析,却是一个最优化的方案。进而对WEE方案对应的水-生态-经济协调发展趋势做了分析。认为未来30年流域需水总量总体呈缓慢增加趋势,流域用水结构逐步呈合理化方向演变,流域上、中、下游需水总量和结构的动态变化趋势不尽一致,农业用地结构、粮-经-草种植结构和产业结构都不同程度地朝着合理化方向发展,单方水产值及经济效益总体呈显著增加趋势。 相似文献
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农业地域系统演变的动态模拟与优化调控研究——以东北地区为例 总被引：1，自引：0，他引：1
着眼于人地系统的复杂动态特征,基于东北地区农业地域系统的结构分析,运用系统动力学理论方法,构建农业地域系统演变的动态仿真模型。依据区域农业发展态势与未来目标,进行多情景模拟,提炼出传统发展、种植业结构优化发展和农牧综合协调发展3种代表性调控模式。对比分析后认为,农牧综合协调发展模式是东北地区农业地域系统较为合理的发展模式。构建合理农业地域结构必须控制非农用地快速扩张、挖掘农业综合生产潜能、培育优势农产品基地和产业带。 相似文献
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以流域为单元开展水环境多要素、多尺度过程的综合模拟已成为了自然地理学重要研究方向。水环境过程综合模拟模型可定量解析流域系统水环境变化,是流域水环境研究与管理的重要工具。论文围绕流域水环境过程模拟的发展历程和最新进展,梳理总结了流域非点源污染过程和河湖等受纳水体水环境过程模拟的理论方法和模型软件;面向模拟不确定性问题讨论了模型选择、开发与集成、率定验证等流域水环境过程综合模拟建模的关键环节;结合最新的研究进展及相关学科新方法新技术的发展,建议后续研究关注流域自然和人文多过程综合集成模拟(包括流域系统人与水环境耦合模拟、多过程综合集成模拟)以及新方法新技术应用(包括数据同化理论方法创新与应用、高性能计算技术和人工智能技术)。 相似文献
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不同非空间模拟方法下CLUE-S模型土地利用预测——以秦淮河流域为例 总被引：4，自引：0，他引：4
基于快速城镇化背景下秦淮河流域土地利用历史状况,选择CLUE-S模型对其2020年土地利用情况进行模拟预测。分别使用线性回归、Markov模型、灰色GM（1,1）模型预测CLUE-S模型非空间模块的土地利用需求量,再嵌入CLUE-S中得到3种预测结果,对预测结果进行比较。另外设定“自然发展”情景与考虑规划政策影响的“优化格局”情景,模拟2020年不同情景下秦淮河流域土地利用格局情况,并进行景观格局分析。结果表明：线性回归模型、Markov模型、灰色GM（1,1）模型的Kappa指数分别为0.866、0.849、0.867,3种方法均满足模型精度要求;自然发展情景中2020年水域、水田、林地、城镇用地、旱地面积相对于2010年分别变化21.5%、-15.3%、-9.0%、51.5%、-28.9%,而优化格局情景下水域、水田、林地、城镇用地、旱地面积分别变化3.1%、-1.6%、10.8%、6.3%、-10.6%,相比于自然发展情景,优化情景土地利用状况更符合保护基本农田、增加生态用地连通性、提高雨水下渗能力以及缓解城市热岛效应的要求,为后期土地利用规划提供了依据。 相似文献
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水系统综合管理与模拟工具(WIM)的设计与开发 总被引：1，自引：0，他引：1
大规模的人类活动已经将不同流域连接为一个整体系统,针对跨流域复杂水问题的研究,从科研和管理的角度,迫切需要发展集多源数据集成、水循环过程模拟和决策支撑为一体的水系统综合管理与模拟平台。本文面向国家需求,采用面向对象设计方法,基于GIS平台创建了具有自主知识产权的WIM(Water system Integrated Modeling and Management Tool)系统。WIM是一个基于模块化结构的水系统综合管理与模拟工具,实现了水循环多源数据集成和多过程耦合模拟,具有数据动态加载、模型在线耦合和模块按需定制等功能。WIM提出为复杂水问题的研究,跨流域调水对陆地水循环影响与水安全分析提供了支撑,促进了中国在水循环综合模拟与系统集成等方面的科技发展。 相似文献
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对于目前普遍存在的流域水资源冲突问题，将谈判支持系统引入到流域水资源谈判中来，建立一种面向解决流域水资源冲突的网上谈判支持系统；运用软件工程的方法和理论对该系统进行了系统分析与框架设计。流域水资源冲突网上谈判支持系统是一种利用先进的计算机和信息技术，辅助谈判中的一方或各方公正合理地解决争议的计算机辅助决策支持系统，其为缓解和解决存在的或是潜在的水资源冲突提供了一种新的思路和方法。并且丰富了流域水资源集成管理的理论与应用手段。 相似文献
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小流域综合管理信息系统集成研究 总被引：14，自引：2，他引：14
本文介绍的小流域管理与决策支持信息系统 ,是以小流域综合治理与科学决策为目标 ,以地块为基本操作单元的土壤侵蚀模型、生产潜力模型、成本效益模型与GIS的集成系统。该系统具有数据管理、查询、更新、处理、模型分析和输出等多种功能。分析模型与GIS集成的基本单元是地块 (landunit) ,在地块上实现模型参数的提取与传递、模型计算及显示与分析。在分析各种集成方式的基础上 ,选取了动态连接库及其扩展方式 ,实现了土壤侵蚀模型、生产潜力模型、成本效益模型、规划模块与GIS的紧密集成 ,以统一的图形用户界面 ,服务于水土保持的现代化管理和小流域综合治理 相似文献
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流域生态健康评价理论与方法研究进展 总被引：11，自引：0，他引：11
对流域进行生态健康评价,将为流域的规划、管理和保护以及流域综合治理提供决策依据。本文回顾了国 内外流域生态健康评价的历史和现状,着重阐述了流域生态系统健康评价的尺度与方法。流域生态系统健康评价 主要有两种方法：一是生物监测法,二是指标体系法。对流域进行生态健康评价,重点在于建立评价指标体系。流域 生态健康评价的指标体系应该包括生物、水质、水文、栖息地、社会经济和人类健康等六方面指标。最后,明确指标 选取的基本原则,并指出了目前流域生态健康评价存在的问题及今后的研究趋势。 相似文献
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衡水湖流域生态系统健康评价 总被引：20，自引：2，他引：18
生态系统健康评价是当前环境科学和生态学研究的热点问题之一,流域尺度的生态系统健康评价是生态系统健康评价研究的一个重要发展方向。对流域进行生态系统健康评价,将为流域的规划、管理和保护以及流域综合治理提供决策依据。回顾了国内外流域生态健康评价的历史和现状,阐述了流域生态系统健康评价的主要理论与方法。以衡水湖国家级湿地自然保护区为例,建立了评价指标体系,并据此对该流域进行了生态健康评价,结果表明:衡水湖流域生态系统健康处于中等或者亚病态,最后提出衡水湖生态健康可持续发展的建议。 相似文献
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Javier Martínez-López María F. Carreño José A. Palazón-Ferrando Julia Martínez-Fernández Miguel A. Esteve 《International journal of geographical information science》2014,28(8):1610-1625
Watershed scale studies focusing on hydrological pressures influencing freshwater ecosystem dynamics are necessary for the establishment of suitable wetland ecological indicators. Enhanced and reproducible methods for watershed modeling and land-cover assessment are thus essential tools for wetland monitoring and management. However, few integrated studies propose advanced open source methodologies for watershed modeling and assessment. In this study, a set of GIS methodological tools was applied and further developed in order to delineate wetland watersheds and map their land-cover changes over time. Watersheds draining to 11 semiarid Mediterranean saline wetlands were delimited and map algebra operations were applied on the digital elevation model in the Campo de Cartagena coastal plain to enhance watershed delimitation. land-use/land-cover maps of wetland watersheds were obtained for years 1987 and 2008 by means of supervised classification of Landsat images. A set of four spectral indices was included in the classification analysis using a combination of bands in order to improve the discrimination of vegetation, water bodies, infrastructure, and bare soil. An iterative classification procedure based on maximum likelihood and random selection of training areas was applied. Contextual information based on automatic image segmentation of Landsat scenes was also included as ancillary layers. Watershed areas obtained ranged from 70 to 17,000 ha and delineation was improved in the Campo de Cartagena coastal plain. The proposed image classification methodology showed high accuracies and improved standard classification techniques. The proposed methodology is based on free and open source tools, which makes it broadly applicable. 相似文献
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地理专家知识表示的框架网络模型研究 总被引：1，自引：0，他引：1
基于框架网络结构模型的专家知识表示方法 ,采用知识的框架网络结构描述地学环境的实体单元 ,将各级专家知识的表示以指针连接 ,形成了由知识到语义的专家知识表示的框架网络。以乌鲁木齐河流域土地合理利用规划决策专家系统的构建为例 ,阐述了该模型的构造方法和实现方案 ,并讨论了系统知识库的组织结构和推理规则的设计原理。 相似文献
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水资源可持续利用规划耦合模型与应用 总被引：8，自引：4，他引：8
介绍了水资源可持续利用规划耦合模型和应用实例。从数学形式上看,它是多目标优化模型,目标函数选用自由度较高并具竞争性的系统状态指标;约束条件应该包括各相关子系统的状态模拟方程,使模拟与优化实现耦合。在研究实例中,选用了GDP和COD排放量指标来表征研究区的经济发展和环境状况,约束条件主要包括水资源系统模拟模型和宏观经济系统扩大再生产—投入产出耦合模型。由于水资源可持续利用规划决策是半结构化的决策问题,开发决策支持系统辅助决策有助于提高决策的科学性和有效性。 相似文献