基于Arc Hydro Tools的流域特征自动提取——以贵州省内乌江流域为例

简要回顾和讨论了基于栅格数字高程模型(DEM)自动提取流域特征的原理和方法,介绍了一个新的基于ArcGIS开发的提取流域特征的工具ArcHydroTools,基于ArcHydroTools提取流域特征包括5个流程:DEM的预处理、水流流向的确定、汇流栅格图的生成、河网的自动生成、子流域边界的划分。最后以贵州省内乌江流域为研究区进行了试验,试验结果表明:提取结果的精度在总体上是符合要求的,但在地势平坦区或人类活动干扰较大的地区,提取的结果与实际相差较大。从提取的效率和试验结果的精度两方面来看,基于ArcHydroTools的流域特征自动提取是切实可行的。     

以江苏省河流湖泊为例探讨基于物种与面积关系确定大型底栖动物最适及高效采样量

以江苏省河流湖泊为研究对象,选取不同水体代表性点位,运用多生境采样法和形态学鉴定获取淡水大型底栖无脊椎动物的物种数及对应的采样面积,拟合实际结果的物种数与面积关系对数函数曲线。所研究采样量包括采样面积值、样方及样带数。研究发现,不同水体点位最适采样量面积为1.45~12.75 m²,样方及样带总数为6~16个,其要求十分耗时耗力。为解决这一问题,以物种数与面积关系对数函数的一阶导数曲线y≈1值为临界点,提出"高效采样量"概念,并提出3条采样原则供讨论。同时得到江苏地区高效采样量:涉水可过河流采样面积为1.36 m²,涉水不可过河流采样面积为1.5 m²,不可涉水河流和浅水湖泊采样面积为1.75 m²,均需采集4个样方,1个样带。     

溪洛渡、向家坝水库建设运行对下游鱼类栖息地的影响研究

为科学评估水库建设运行对鱼类栖息地的影响，以向家坝、溪洛渡水库下游的长江朱沱段为研究区域、“四大家鱼”为目标鱼类，耦合二维水动力数学模型与鱼类栖息地适宜性指数方法，模拟水库建设运行前后“四大家鱼”产卵期4～7月长江朱沱段流速、水深空间分布，对比分析水库建设运行对栖息地流速、水深适宜性以及栖息地适宜性、可利用面积的影响。结果表明：溪洛渡、向家坝水库建设运行后的“调峰补枯”,有助于增加长江朱沱段“四大家鱼”产卵期4～7月的栖息地可利用面积；栖息地可利用面积随着流量增加而先增加、后减少，栖息地存在一个最适宜流量，该流量下栖息地可利用面积最大。研究成果为科学评估水电开发的环境影响、优化水库调度提供技术支撑。     

基于热成像面积变化率的锂电池热失控研究

锂电池在生活中的使用越来越普及，但锂电池热失控造成的损失是不可估量的。使用红外热成像监测锂电池表面高温区域面积的扩散，从电池过充、内部隔膜刺穿和外部短路3个方面获取电池热成像的表面高温区域分布。通过MATLAB对电池升温过程中的热成像进行红外图像处理，使用最大类间方差法分割电池表面的高温区域。最后采用高斯逼近函数拟合高温区域面积的变化，分析出3种锂电池热失控的原因。     

长江三峡地区数字地貌特征及对古分水岭位置的指示

三峡贯通一直是长江演化研究中亟待解决的核心问题之一,其古分水岭位置长期备受争议。本研究基于30 m分辨率的数字高程模型(DEM),以长江三峡万州-宜昌河段及其17个子流域为研究对象,采用地形分析、χ分析等方法,计算和分析了该地区的地形起伏、河道陡峭指数、流域面积高程积分和河流裂点等参数,综合讨论了三峡地区水系特征及古分水岭位置。χ-plot、面积高程积分结果表明三峡地区的河流基本处于非均衡状态,大多数河流都处于壮年期。三峡地区44个裂点主要分布在海拔200～800 m范围内。在巫山东侧水系中只发育一期低海拔坡断型裂点(200～600 m),而其西侧水系中普遍存在两期坡断型裂点(200～600 m,800～1 200 m)。并且巫山地区χ值最低、子流域面积高程积分最高(>0.6),表明该地区河流侵蚀能力最强、流域最年轻。以上数字地貌特征指示巫山地区可能曾是三峡的古分水岭。本结论有助于认识三峡地区水系和地貌演化历史,并为进一步研究三峡贯通问题(如贯通时间、贯通方式)奠定基础。