分布式生态水文模型EcoHAT系统开发及应用

水循环模拟系统(Hydro Informatic Modeling System,简称HIMS)的开发已为水循环模拟提供了综合的模拟工具.本文为扩展HIMS系统的应用,紧密集成RS/GIS技术,自主开发了生态水文模拟系统(Ecohydrological Assessment Tool,简称EcoHAT),对生态水文过程进行模拟.该系统以基本的生态水文过程为基础,集成了参数管理、RS参数反演、模型定制工具、GIS分析等工具,实现了区域尺度的分布式生态水文模拟,为水资源可持续利用提供了新的思路.通过EcoHAT在我国黄河流域典型地区、贵州酸沉降地区及北京官厅水库库岸带等地区的应用,表明EcoHAT系统能有效模拟和分析区域生态水文过程,为流域水资源综合管理提供技术支撑.

基于知识库和空间信息耦合模型的北川县震后土壤侵蚀分析

基于土壤水力侵蚀分级标准,考虑地震造成的特殊土壤侵蚀类型,构建了地震重灾区土壤侵蚀强度分级知识库;综合利用RS和GIS技术,结合专家知识判断,快速提取了四川省北川县土地利用、地面坡度、植被盖度、特殊侵蚀类型等土壤侵蚀因子空间信息;基于EcoHAT系统中的知识库和空间信息耦合型土壤侵蚀模型,快速完成了北川县震后土壤侵蚀强度的判定与分析。结果表明,地震使北川县土壤侵蚀加剧,相比2000年全国土壤侵蚀遥感调查成果,震后土壤侵蚀面积增加了275.13km2,增长量为23.83%;特殊侵蚀类型面积占北川县面积的2.48%;林地土壤侵蚀面积最大,占总侵蚀面积的一半以上;耕地土壤侵蚀比例为98.95%;坡度是北川县土壤侵蚀的主要贡献因子,植被则是主要控制因子,坡耕地治理是今后北川县土壤侵蚀控制的重点。

基于IDL的遥感水文时空序列数据可视化分析系统开发与应用

遥感水文模型的输入和输出数据中含有大量的具有时间和空间序列的图像数据。通过可视化分析,可以找出这些数据中隐含的规律。目前遥感水文时空序列数据可视化分析的各个过程相互分离,分析效率比较低,因此基于IDL(Interactive Data Language,交互式数据语言)进行了遥感水文时空序列数据可视化分析系统的开发,并将其应用于EcoHAT(Ecohydrological Assessment Tools,生态水文评价系统)系统的数据分析。利用IDL强大的图像处理和数据计算能力,实现了遥感水文时空序列数据管理、图像显示和图表绘制等功能,使得海量遥感水文数据得到了更高效的利用。

典型喀斯特植被类型条件下绿水循环过程数值模拟

绿水对于喀斯特地区的生态恢复具有重要意义。从绿水循环过程入手,综合考虑冠层截留过程、土壤水分运动过程和植被蒸散发过程,建立典型喀斯特地区不同植被类型条件下的绿水循环过程模型。模型在小型人工模拟降雨实验和长时段监测数据的验证下,依托遥感和GIS手段,扩展到区域尺度,模拟了研究区2005年10月～2006年3月的绿水循环过程,结果表明:(1)研究区的绿水占了降雨量的87.4%,大部分降水通过冠层截留、蒸散发和入渗转化为绿水,供给生态用水。(2)典型喀斯特地区不同植被类型条件下绿水循环存在重要差异,随着喀斯特生态恢复和植被类型改变,生态系统把更多的降雨转化为绿水,即转化为生态用水。(3)模拟时段内的绿水贮存量呈增大趋势,不易发生干旱,是"春旱"和"夏旱"前绿水补充的重要时段。