基于openmi的多尺度流域模型集成和应用研究

《基于openmi的多尺度流域模型集成和应用研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、南京师范大学硕士学位论文基于OpenMI的多尺度流域模型集成和应用研究姓名：吴辉申请学位级别：硕士专业：地图学与地理信息系统指导教师：李硕20100501摘要地理模型是定量化研究复杂自然地理过程的有效手段。地理过程模拟，有其适用的时空尺度或有效的空间范围，对应着相应的建模描述方法和关注的研究内容，因此，模型开发表现出多时空尺度和针对不同的研究目标等特点。多尺度、多学科综合的地学定量化研究和应用必然涉及到模型集成问题。随着建模理论、模型集成技术的发展，采用多尺度的流域模型进行流域集成模拟是多层次的地理过程定量化研究的主要方法。本文研究的目的是探索

2、多尺度流域模型集成方法。本文选择了流域尺度的SWAT模型和地块尺度的APEX模型，利用OpenMI模型集成环境，在两个层面进行了模型集成实验：一是单一模型(SwAT模型)的模块拆解和集成，二是两个不同尺度流域模型的集成。在此基础上，针对实际应用，设计开发了基于文件替换方法的多尺度流域集成应用系统，并以江西潋水河流域的数据为实验数据，模拟径流、产沙来验证该应用系统。本文研究的内容和成果主要有以下三个方面：1．基于地理过程的流域模型拆解和集成的研究。本文较为系统地研究了流域模型(SWAT模型)的解析，主要包括时空循环、过程链接、源码结构的解析，通过

3、模型解析，明晰了模型的主要地理过程(子流域坡面产出过程和河道演算过程)，以及它们之间的数据流，然后拆解成两个独立的地理过程模块，再利用ope洲I集成环境，将这两个地理过程模块进行集成，为地学模型的拆解和模块重用提供了可借鉴的思路和方法。2．基于opellMI的多尺度流域模型集成的研究。本文研究了openMI集成环境的技术和模型集成理念，并成功地利用OpenMI集成环境对流域尺度的SWAT和地块尺度的APEX模型进行了集成，探索了复杂、多尺度流域模型之间的集成方法，研究表明，明晰地学模型模拟的地理过程和过程之间的数据流是进行地学模型集成的前提，不

4、同地学模型之间的数据交换方法是进行地学模型集成的关键。3．基于文件替换的多尺度流域集成应用系统的研究。针对实际流域模拟研究工作的具体应用，本文设计丌发了SwAT-APEX集成应用系统(SAIS)，实现了由用户选择用SW钉子流域坡面过程组件或APEX组件对任意子流域进行模拟，河道演算过程用SWAT河道过程组件模拟，本系统的组件采用特定格式输入／输出文件进行数据交换的，通过潋水河流域径流、产沙的模拟结果验证了集成系统的有效性和实用性。关键字：openMI、SwAT、APEX、流域尺度、模型集成Abst阳ctAbstractThegeo黟aphica

5、lmodelist11eVe巧e仃．ectiVemearlSt0quantitatiVestudyofc咖plexphySicalgeo黟印hyprocesses．Geo孕apllicprocesssimulationh嬲its印propriatcspatiala11dt锄por越scalesorefrectiVespatialscales，collrespondingtotlledescriptionoft11especi矗cmodeling印proachesaIldconc“ngabout廿leresearchcontellts．There

6、fore，ⅡlemodeldeVelopmentshowsthecharactcristicsofmultipleSpace-timescalesaIldaimingatdi行羽eIltresearchgoalsaIldsoon．WiⅡltlledeVelopmentofmodeling廿1e0巧觚dmodelinte伊ationtechIlology，usingmethodofmulti—scalewatershedmodelint刚ionfortlleentirewatershedrunoEsedimentyieldetc．istllema

7、jnapproachofquantitatiVesinlulationofamulti—leVelwatershedquantitatiVestudyofmegeo舯phicalprocesses．Theobjectiveoftllisp印eristoexploretllemethodofime伊atingmulti-scalewatershedmodels．111isp印erchosetllewatershed·scaleSWrATmodelandmefield-scaleAPEXmodel，aIldusingtheopenMIModelIl

8、lte伊ationEnViroment，wedesi印edtWo1eVelsofthemodelinte酬ionexp舒ments：Onewasmod