• 全国中文核心期刊
  • 中国科技核心期刊
  • 美国工程索引(EI)收录期刊

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

水流分配策略随下坡坡度变化的多流向算法

秦承志 李宝林 朱阿兴 杨琳 裴韬 周成虎

秦承志, 李宝林, 朱阿兴, 杨琳, 裴韬, 周成虎. 水流分配策略随下坡坡度变化的多流向算法[J]. 水科学进展, 2006, 17(4): 450-456.
引用本文: 秦承志, 李宝林, 朱阿兴, 杨琳, 裴韬, 周成虎. 水流分配策略随下坡坡度变化的多流向算法[J]. 水科学进展, 2006, 17(4): 450-456.
QIN Cheng-zhi, LI Bao-lin, ZHU A-xing, YANG Lin, PEI Tao, ZHOU Cheng-hu. Multiple flow direction algorithm with flow partition scheme based on downslope gradient[J]. Advances in Water Science, 2006, 17(4): 450-456.
Citation: QIN Cheng-zhi, LI Bao-lin, ZHU A-xing, YANG Lin, PEI Tao, ZHOU Cheng-hu. Multiple flow direction algorithm with flow partition scheme based on downslope gradient[J]. Advances in Water Science, 2006, 17(4): 450-456.

水流分配策略随下坡坡度变化的多流向算法

基金项目: 中国科学院"百人计划"项目;美国农业部资助项目(69-5F48-9-00186);国家自然科学基金资助项目(40501056,40101028);中国科学院地理科学与资源研究所创新项目(CXIOG-D02)
详细信息
    作者简介:

    秦承志(1977- ),男,山东蒙阴人,博士后,主要从事数字地形分析研究.E-mail:qincz@lreis.ac.cn

  • 中图分类号: P338.9

Multiple flow direction algorithm with flow partition scheme based on downslope gradient

Funds: The study is financially supported by One Hundred Talents Program of CAS; and the National Natural Science Fundation of China(No.40501056; 40101028); and Knowledge Innovation Program of Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, CAS(CXIOG-D02)
  • 摘要: 提出了一种新的多流向算法方法(MFD-fg),其基本思想是水流分配策略应在空间上随着与下坡坡度相关的地形参数而变,从而地形对水流分配的影响可以得到合理、有效的建模。比较分析表明,MFD-fg采用以最大下坡坡度的线性函数对水流分配进行加权,是较好的水流分配策略。应用实验表明,与目前具代表性的单流向算法与多流向算法相比,MFD-fg方法的结果可获得更合理的汇流面积。
  • [1] Wilson J P,Gallant J C.Primary topographic attributes[A].In:Wilson J P,Gallant J C (eds.) Terrain Analysis:Principles and Applications[C].John Wiley & Sons,Inc,2000,51-85.
    [2] Beven K J,Kirkby N J.A physically based variable contributing area model of basin hydrology[J].Hydrological Sciences Bulletin,1979,24:43-69.
    [3] Moore I D,Grayson R B,Ladson A R.Digital terrain modeling:a review of hydrological,geomorphological,and biological applications[J].Hydrological Processes,1991,5(1):3-30.
    [4] 吴险峰,王中根,刘昌明,等.基于DEM的数字降水径流模型——在黄河小花间的应用[J].地理学报,2002,57(6):671-678.
    [5] 李丽,郝振纯.基于DEM的流域特征提取综述[J].地球科学进展,2003,18(2):251-256.
    [6] O'Loughlin E M.Prediction of surface saturation zones in natural catchments by topographic analysis[J].Water Resources Research,1986,22(5):794-804.
    [7] 卢振千,吕妙儿,黄杏元.不规则三角网(TIN)在流域坡面汇流分析中的应用[J].测绘科学,2001,26(4):45-49.
    [8] O'Callaghan J F,Mark D M.The extraction of drainage networks from digital elevation data[J].Computer Vision,Graphics,and Image Processing,1984,28:323-344.
    [9] Freeman T G.Calculating catchment area with divergent flow based on a regular grid[J].Computers & Geosciences,1991,17:413-422.
    [10] Quinn P,Beven K,Chevalier P,et al.The prediction of hillslope flow paths for distributed hydrological modeling using digital terrain models[J].Hydrological Processes,1991,5:59-79.
    [11] Bertolo F.Catchment delineation and characterization:A review[R].Tech.Rep.EUR 19563 EN,Joint Res Cent Eur Comm,Ispra,Italy,2000,36.(http://agrienv.jrc.it/publications/pdfs/CatchRev.pdf)
    [12] Martz L W,de Jone E.CATCH:a FORTRAN program for measuring catchment area from digital elevation models[J].Computers & Geosciences,1988,14(5):627-640.
    [13] Jenson S K,Domingue J O.Extracting topographic structure from digital elevation data for geographic information system analysis[J].Photogrammetric Engineering and Remote Sensing,1988,54:1 953-1 600.
    [14] Fairfield J,Leymarie P.Drainage networks from grid digital elevation models[J].Water Resources Research,1991,27:709-717.
    [15] Lea N L.An aspect driven kinematic routing algorithm[A].In:A J Parsons,A D Abrahams (eds.) Overland Flow:Hydraulics and Erosion Mechanics[C].Chapman and Hall,NY,1992.
    [16] Mitasova H,Hofierka J.Interpolation by regularized spline with tension,Ⅰ,Theory and implementation[J].Mathematical Geology,1993a,25:641-655.
    [17] Mitasova H,Hofierka J.Interpolation by regularized spline with tension,Ⅱ,Application to terrain modeling and surface geometry analysis[J].Mathematical Geology,1993b,25:657-669.
    [18] Costa-Cabral M C,Burges S J.Digital elevation model networks (DEMON):a model of flow over hillslopes for computation of contributing and dispersal areas[J].Water Resources Research,1994,30(6):1 681-1 692.
    [19] Tarboton D G.A new method for the determination of flow directions and upslope areas in grid digital elevation models[J].Water Resources Research,1997,33:309-319.
    [20] 李昌峰,刘存丽,赵锐.数字地形分析技术在流域水文建模中的应用[J].兰州大学学报(自然科学版),2004,40(1):96-101.
    [21] Holmgren P.Multiple flow direction algorithms for runoff modeling in grid-based elevation models:an empirical evaluation[J].Hydrological Processes,1994,8:327-334.
    [22] Moore I D,Turner A K,Wilson J P,et al.GIS and land surface-subsurface process modeling[A].In:Goodchild M F,Parks B O,Steyaert L T (eds.) Geographic Information Systems and Environmental Modeling[C].Oxford Univ.Press,Oxford,England.1993,196-230.
    [23] Quinn P,Beven K J,Lamb R.The ln(α/tanβ) index:how to calculate it and how to use it within the TOPMODEL framework[J].Hydrological Processes,1995,9:161-182.
    [24] Kiss R.Determination of drainage network in digital elevation models,utilities and limitations[J].Journal of Hungarian Geomathematics,2004,2:16-29.(http://ttkde4.sci.u-szeged.hu/foldtan/geomatematikai_szakosztaly/JHG/Vol_02/Kiss_Richard_JHG.pdf)
    [25] Kim S,Lee H.A digital elevation analysis:a spatially distributed flow apportioning algorithm[J].Hydrological Processes,2004,18:1 777-1 794.
    [26] Wolock D M,McCabe G J.Comparison of single and multiple flow direction algorithms for computing topographic parameters[J].Water Resources Research,1995,31(5):1 315-1 324.
    [27] Pilesjo P,Zhou Q,Harrie L.Estimating flow distribution over Digital Elevation Models using a form-based algorithm[J].Geographic Information Sciences,1998,4(1-2):44-51.(http://www.lantm.lth.se/personal/lars/jgis98.pdf)
    [28] Pilesjo P,Zhou Q.Estimating surface water flow distribution for urban runoff simulation using gridded digital terrain models[A].In:Proceedings of the 3rd International Workshop on Urban 3D/Multi-media Mapping[C],Shibasaki R and Shi Z eds,12-14 Sept,Tokyo,2000.
    [29] 熊立华,郭生练,K O'Connor.利用DEM提取地貌指数的方法述评[J].水科学进展,2002,13(6):775-780.
    [30] Moore I D,Lewis A,Gallant J C.Terrain attributes:estimation methods and scale effects[A].In:Jakeman A J,Beck M B,McAleer M J (eds.).Modelling Change in Environmental Systems[C].New York:Wiley,1993,189-214.
    [31] 孔凡哲,芮孝芳.处理DEM中闭合洼地和平坦区域的一种新方法[J].水科学进展,2003,14(3):290-294.
    [32] Martz L W,Garbrecht J.The treatment of flat areas and depressions in automated drainage analysis of raster digital elevation models[J].Hydrological Processes,1998,12:843-855.
  • [1] 曾燕, 邱新法, 刘昌明.  黄河流域蒸散量分布式模拟 . 水科学进展, 2014, 25(5): 632-640.
    [2] 朱红春, 汤国安, 吴良超, 钱柯健.  基于地貌结构与汇水特征的沟谷节点提取与分析——以陕北黄土高原为例 . 水科学进展, 2012, 23(1): 7-13. doi: CNKI:32.1309.P.20120104.2012.002
    [3] 林声盼, 荆长伟, MOORE Nathan, 吴嘉平.  数字高程模型分辨率对流域地形特征参数的影响 . 水科学进展, 2012, 23(4): 457-463. doi: CNKI:32.1309.P.20120614.2158.004
    [4] 左俊杰, 蔡永立.  平原河网地区汇水区的划分方法——以上海市为例 . 水科学进展, 2011, 22(3): 337-343.
    [5] 李辉, 陈晓玲, 张利华, 李长安.  基于三方向搜索的DEM中洼地处理方法 . 水科学进展, 2009, 20(4): 473-479.
    [6] 石朋, 芮孝芳, 瞿思敏, 陈喜.  一个网格型松散结构分布式水文模型的构建 . 水科学进展, 2008, 19(5): 662-670.
    [7] 孙立群, 胡成, 陈刚.  TOPMODEL模型中的DEM尺度效应 . 水科学进展, 2008, 19(5): 699-706.
    [8] 谢顺平, 都金康, 王腊春.  利用DEM提取流域水系时洼地与平地的处理方法 . 水科学进展, 2005, 16(4): 535-540.
    [9] 薛金凤, 夏军, 梁涛, 张秀梅.  颗粒态氮磷负荷模型研究 . 水科学进展, 2005, 16(3): 334-337.
    [10] 吴险峰, 刘昌明, 郝芳华, 王国强, 杨桂莲.  黄河小花区间暴雨径流过程分布式模拟 . 水科学进展, 2004, 15(4): 511-516.
    [11] 熊立华, 郭生练, 田向荣.  基于DEM的分布式流域水文模型及应用 . 水科学进展, 2004, 15(4): 517-520.
    [12] 江志军, 李德仁, 王伟, 李兰, 易华蓉.  基于GIS的河道贴体网格自动生成算法研究 . 水科学进展, 2004, 15(6): 793-800.
    [13] 孔凡哲, 芮孝芳.  处理DEM中闭合洼地和平坦区域的一种新方法 . 水科学进展, 2003, 14(3): 290-294.
    [14] 芮孝芳.  由流路长度分布律和坡度分布律确定地貌单位线 . 水科学进展, 2003, 14(5): 602-606.
    [15] 熊立华, 郭生练, Kieran M. O' Connor.  利用DEM提取地貌指数的方法述评 . 水科学进展, 2002, 13(6): 775-780.
    [16] 芮孝芳, 石朋.  基于地貌扩散和水动力扩散的流域瞬时单位线研究 . 水科学进展, 2002, 13(4): 439-444.
    [17] 葛小平, 许有鹏, 张琪, 张立峰.  GIS支持下的洪水淹没范围模拟 . 水科学进展, 2002, 13(4): 456-460.
    [18] 牛振国, 李保国, 张凤荣, 陈焕伟.  参考作物蒸散量的分布式模型 . 水科学进展, 2002, 13(3): 303-307.
    [19] 任立良, 刘新仁.  数字高程模型信息提取与数字水文模型研究进展 . 水科学进展, 2000, 11(4): 463-469.
    [20] 任立良, 刘新仁.  数字高程模型在流域水系拓扑结构计算中的应用 . 水科学进展, 1999, 10(2): 129-134.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  3
  • HTML全文浏览量:  2
  • PDF下载量:  504
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2005-01-10
  • 修回日期:  2005-03-29
  • 刊出日期:  2006-07-25

水流分配策略随下坡坡度变化的多流向算法

    基金项目:  中国科学院"百人计划"项目;美国农业部资助项目(69-5F48-9-00186);国家自然科学基金资助项目(40501056,40101028);中国科学院地理科学与资源研究所创新项目(CXIOG-D02)
    作者简介:

    秦承志(1977- ),男,山东蒙阴人,博士后,主要从事数字地形分析研究.E-mail:qincz@lreis.ac.cn

  • 中图分类号: P338.9

摘要: 提出了一种新的多流向算法方法(MFD-fg),其基本思想是水流分配策略应在空间上随着与下坡坡度相关的地形参数而变,从而地形对水流分配的影响可以得到合理、有效的建模。比较分析表明,MFD-fg采用以最大下坡坡度的线性函数对水流分配进行加权,是较好的水流分配策略。应用实验表明,与目前具代表性的单流向算法与多流向算法相比,MFD-fg方法的结果可获得更合理的汇流面积。

English Abstract

秦承志, 李宝林, 朱阿兴, 杨琳, 裴韬, 周成虎. 水流分配策略随下坡坡度变化的多流向算法[J]. 水科学进展, 2006, 17(4): 450-456.
引用本文: 秦承志, 李宝林, 朱阿兴, 杨琳, 裴韬, 周成虎. 水流分配策略随下坡坡度变化的多流向算法[J]. 水科学进展, 2006, 17(4): 450-456.
QIN Cheng-zhi, LI Bao-lin, ZHU A-xing, YANG Lin, PEI Tao, ZHOU Cheng-hu. Multiple flow direction algorithm with flow partition scheme based on downslope gradient[J]. Advances in Water Science, 2006, 17(4): 450-456.
Citation: QIN Cheng-zhi, LI Bao-lin, ZHU A-xing, YANG Lin, PEI Tao, ZHOU Cheng-hu. Multiple flow direction algorithm with flow partition scheme based on downslope gradient[J]. Advances in Water Science, 2006, 17(4): 450-456.
参考文献 (32)

目录

    /

    返回文章
    返回