流域水循環(huán)虛擬仿真理論與技術(shù)

前言

第1章 緒論

1．1 研究背景與意義

1．2 相關(guān)研究現(xiàn)狀

1．2．1 流域三維虛擬仿真研究現(xiàn)狀

1．2．2 流域水文數(shù)據(jù)可視化研究現(xiàn)狀

1．2．3 水沙過程可視化研究現(xiàn)狀

1．3 本書主要內(nèi)容

1．4 本章小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第2章 數(shù)字流域水循環(huán)過程時(shí)空數(shù)據(jù)模型

2．1 引言

2．2 數(shù)字流域水循環(huán)時(shí)空過程概念框架

2．2．1 流域二元水循環(huán)基礎(chǔ)理論

2．2．2 數(shù)字流域三域概念模型

2．2．3 流域?qū)嶓w空間域特征

2．2．4 流域?qū)嶓w時(shí)間域特征

2．2．5 流域?qū)嶓w屬性域特征

2．3 數(shù)字流域水循環(huán)時(shí)空過程數(shù)據(jù)特征

2．4 數(shù)字流域水循環(huán)時(shí)空過程特征分析

2．4．1 時(shí)間特征分析

2．4．2 屬性特征分析

2．4．3 空間特征分析

2．4．4 過程變化特征分析

2．5 數(shù)字流域水循環(huán)時(shí)空過程數(shù)據(jù)模型

2．5．1 過程模型時(shí)間域相關(guān)概念

2．5．2 過程模型時(shí)間域的引入及表達(dá)

2．5．3 過程模型的結(jié)構(gòu)及表達(dá)

2．6 流域動(dòng)態(tài)現(xiàn)象的時(shí)空過程數(shù)據(jù)模型

2．6．1 動(dòng)態(tài)現(xiàn)象的時(shí)空概念建模

2．6．2 動(dòng)態(tài)現(xiàn)象時(shí)空數(shù)據(jù)模型

2．6．3 動(dòng)態(tài)現(xiàn)象空間數(shù)據(jù)組織

2．6．4 時(shí)空數(shù)據(jù)的操作和分析

2．7 本章小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第3章 數(shù)字流域水循環(huán)虛擬仿真理論與方法

3．1 引言

3．2 虛擬地理環(huán)境整體框架與建設(shè)思路

3．2．1 虛擬地理環(huán)境整體框架

3．2．2 虛擬地理環(huán)境建設(shè)思路

3．3 數(shù)字流域虛擬仿真的概念框架

3．4 數(shù)字流域虛擬仿真的結(jié)構(gòu)組成

3．5 數(shù)字流域虛擬仿真的結(jié)構(gòu)原理

3．6 數(shù)字流域虛擬仿真的關(guān)鍵技術(shù)

3．6．1 大型地形場(chǎng)景實(shí)時(shí)生成技術(shù)

3．6．2 動(dòng)態(tài)環(huán)境建模技術(shù)

3．6．3 實(shí)時(shí)交互技術(shù)

3．7 數(shù)字流域模型的交互控制方法

3．7．1 數(shù)學(xué)模型的概化與交互接口

3．7．2 流域仿真系統(tǒng)的計(jì)算速度

3．7．3 虛擬現(xiàn)實(shí)與數(shù)學(xué)模型的交互設(shè)計(jì)

3．8 數(shù)字流域仿真模擬可視化方法

3．8．1 流域模型計(jì)算數(shù)據(jù)類型

3．8．2 流域模型可視化基本流程

3．8．3 流域模型數(shù)據(jù)可視化方法

3．9 本章小結(jié)

參考文獻(xiàn)

……

第4章 三維虛擬環(huán)境中水文過程可視化技術(shù)

第5章 基于元胞自動(dòng)機(jī)的坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙三維可視化技術(shù)

第6章 基于SPH模型的坡面水力侵蝕計(jì)算三維可視化技術(shù)

第7章 基于河網(wǎng)模型的流域洪水演進(jìn)三維可視化技術(shù)

第8章 基于水動(dòng)力模型的河道水流三維可視化技術(shù)

第9章 基于水動(dòng)力模型的潰堤洪水三維可視化技術(shù)

第10章 基于SPH模型的水流演進(jìn)三維可視化技術(shù)

第11章 基于時(shí)空數(shù)據(jù)模型的遙感水體三維可視化技術(shù)

第12章 基于體積法的洪水淹沒過程三維可視化技術(shù)

第13章 流域河流泥沙沖淤動(dòng)態(tài)過程三維可視化技術(shù)

第14章 基于三維水沙模型的河湖水沙體可視化技術(shù)

第15章 數(shù)字流域水循環(huán)綜合虛擬仿真平臺(tái)

第16章 結(jié)論與展望

參考文獻(xiàn) 2100433B

《流域水循環(huán)虛擬仿真理論與技術(shù)》將GIS時(shí)空數(shù)據(jù)模型、虛擬地理環(huán)境和流域水循環(huán)監(jiān)測(cè)模擬相結(jié)合，系統(tǒng)研究了流域水循環(huán)虛擬仿真理論和技術(shù)。在理論框架層面，研究了數(shù)字流域水循環(huán)過程時(shí)空數(shù)據(jù)模型和數(shù)字流域水循環(huán)虛擬仿真理論與方法。在關(guān)鍵技術(shù)層面，研究了三維虛擬環(huán)境中水文過程可視化、基于元胞自動(dòng)機(jī)的坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙三維可視化、基于SPH模型的坡面水力侵蝕計(jì)算三維可視化、基于河網(wǎng)模型的流域洪水演進(jìn)三維可視化、基于水動(dòng)力模型的河道水流三維可視化、基于水動(dòng)力模型的潰堤洪水三維可視化、基于SPH模型的水流演進(jìn)三維可視化、基于時(shí)空數(shù)據(jù)模型的遙感水體三維可視化、基于體積法的洪水淹沒過程三維可視化、流域河流泥沙沖淤動(dòng)態(tài)過程三維可視化、基于三維水沙模型的河湖水沙體可視化等技術(shù)。在系統(tǒng)平臺(tái)層面，研發(fā)了數(shù)字流域水循環(huán)綜合虛擬仿真平臺(tái)。

《流域水循環(huán)虛擬仿真理論與技術(shù)》反映了我國(guó)智慧流域研究方面的新成果，提供了流域水循環(huán)虛擬仿真理論技術(shù)體系，可供水利、氣象、農(nóng)業(yè)、城建、環(huán)保、國(guó)土、市政、信息等相關(guān)部門的科技人員、管理人員和決策人員，以及大專院校相關(guān)專業(yè)師生參考。

書中研究的流域?qū)ο蟊椴細(xì)W洲、北美、南美、亞洲、非洲，既有全球、全流域級(jí)的大范圍水循環(huán)模擬，也有單個(gè)城市、灌區(qū)等的局部水循環(huán)研究。

本書可供國(guó)內(nèi)從事水資源、水文模型、水利規(guī)劃等專業(yè)研究的科技人員及高等院校相關(guān)專業(yè)的師生閱讀和參考。

《流域水循環(huán)分布式模擬》是國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃項(xiàng)目（“973”，G19990436）的研究成果之一，主要內(nèi)容是分布式水文模型系統(tǒng)的研發(fā)與集成。全書共分10章。第一章介紹了分布式水文模型的基本概念和國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展；第二章探討了分布式水文模型的理論基礎(chǔ)；第三章闡述了分布式水文模型的相關(guān)支撐技術(shù)；第四章介紹了自主開發(fā)的流域分布式水文模擬系統(tǒng)HIMS的結(jié)構(gòu)和功能；第五章至第七章介紹了自主開發(fā)的三種時(shí)空民度的分布式水文模型；第八章和第九章介紹了國(guó)外分布式水文模型在黃河流域的應(yīng)用；第十章對(duì)分布式水文模型的研究進(jìn)行了總結(jié)，分析子分布式水文模型存在的問題及其發(fā)展前景。

《流域水循環(huán)分布式模擬》重在理論研究與應(yīng)用實(shí)踐的結(jié)合，在流域水循環(huán)分布式模擬研究方面，具有很好的指導(dǎo)和示范作用，可供水利工程、環(huán)境工程、地質(zhì)工程、地球科學(xué)等專業(yè)的科技工作者參考，也可作為相關(guān)專業(yè)教師、研究生、本科生的輔助教材。