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    188宝金博页面版: 数字水文学的萌芽及前景

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    内容提示： 第 24 卷第 6 期水 利 水 电 科 技 进 展2004 年 12══ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═月基金项目： 国家自然科学基金资助项目 （49771021； 50099620； 50309002）作者简介： 芮孝芳 （1939—） ， 男， 江苏溧阳人， 教授， 从事水文学及水资源研究.数字水文学的萌芽及前景芮孝芳， 石朋（河海大学水资源环境学院， 江苏 南京210098）摘要： 简要阐述了数字水文学产生的背景及主要内涵.指出数字化技术正在使水文要素的...

    文档格式：PDF | 页数：4 | 浏览次数：14 | 上传日期：2013-10-13 16:13:03 | 文档星级：
    第 24 卷第 6 期水 利 水 电 科 技 进 展2004 年 12══ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═月基金项目： 国家自然科学基金资助项目 （49771021； 50099620； 50309002）作者简介： 芮孝芳 （1939—） ， 男， 江苏溧阳人， 教授， 从事水文学及水资源研究.数字水文学的萌芽及前景芮孝芳， 石朋（河海大学水资源环境学院， 江苏 南京210098）摘要： 简要阐述了数字水文学产生的背景及主要内涵.指出数字化技术正在使水文要素的采集、 传输、 存储、 处理和显示等产生根本性的变革.展示了迄今为止国内外学者在数字高程模型 （DEM） 平台上所取得的初步研究成果， 包括： 自动生成流域和水系， 自动提取流域地形地貌特征， 给出下垫面特性和降雨的空间分布的定量描述， 揭示水文的规律和机理， 构建具有物理基础的完全分布式水文模型等.事实初步证明， 以信息化带动水文科技现代化将会给水文科学的发展增添无限生机.关键词： 数字水文学； 数字化技术； 数字高程模型 （DEM） ； 分布式水文模型中图分类号： P33文献标识码： A文章编号： 1006-7647 （2004） 06-0055-04自 1674 年 Perreault 提出水量平衡概念、 揭开现代水文学研究的序幕以来， 水文科学已经历了工程水文、 水资源水文和环境水文等重要发展阶段， 并已成为地球科学的重要分支和水利学科的重要组成部分. “ 只有水资源的可持续利用， 才能保障经济社会可持续发展”的科学论断已成为水文学发展的持续动力.随着世界科学技术进入以数字化和计算机应用为主要特征的信息化时代， 水文科学正迅速主动或被动地接受数字化的渗透.时至今日， 作为水文学与计算机科学相结合的产物［1］， 一门基于数字化平台采集水文要素、 描述水文现象时空变化、 揭示水文规律和机理的水文学分支学科— — —数字水文学（digital hydrology） 正在兴起.1数字化技术对获取水文信息的深刻影响数字化技术是一种电子转换技术［2］， 它能够将图形、 图像、 声音、 语言和文字等信息转换为脉冲信号， 并通过二进制转化为数字型信息.与具有连续性的模拟型信息比较， 数字型信息具有离散性和间断性的特点.水文要素都是连续性信息， 传统的采集、描述水文要素的方法是将水文要素作为连续数值来处理， 故称之为 “ 模拟型技术” .当将连续变化的水文要素转换为不连续即离散的数字信号值来处理时，则称为 “ 数字型技术” .由于数字化技术既可以实现由模拟信号向数字信号的转换， 又可以实现由数字信号向模拟信号的转换， 所以， 数字化技术可为水文要素的采集方法实现从目测、 器测等人工观测方法向遥感、 遥测方法转变、 从点测向面测转变和从静态观测向动态跟踪观测转变提供技术支撑， 也可为水文要素的传输、 存储、 处理、 显示等实现从人工、 机械辅助、 半自动化向全自动化、 智能化转变提供技术支撑.数字化技术对水文要素的采集、 传输、 存储、 处理、 显示等产生的上述影响必将深刻地影响着整个水文学的发展.2DEM 是水文学研究的重要平台数字高程模型 （DEM） 是表示地面高程随空间变化的数学模型， 它是数字化技术与地形地貌学相结合的产物， 有数值 （字） 地形图之称.流域和水系的自动生成传统的方法是在一定比例尺的地形图上判断和勾绘分水线和集水线.分水线围成的仅有一个出口的闭合区域即为流域范围， 其平面投影面积即为流域面积.流域内集水线连成的网络即为水系.这种手工确定流域界限、 量算流域面积和勾绘水系的方法，不仅十分繁复， 而且容易出错.基于网格型 DEM， 使用 RiverTools 和 ARC/ INFO 等软件则可自动、 快速地生成流域界限、 计算流域面积和绘制流域水系图［3， 4］.图 1 （c） 是根据 1:50000 的 DEM 自动生成的长江三峡区间沿渡河流域的流域界限和水系， 计算得该流域的流域面积为 601.27 km2， 这与手工从2.1·55·

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