基于GIS技術(shù)的泥沙沖淤及河床演變分析.pdf

1、地理信息系統(tǒng)(GIS)是一項(xiàng)以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的新興技術(shù),圍繞著這項(xiàng)技術(shù)的研究﹑開發(fā)和應(yīng)用形成了一門交叉性﹑邊緣性的學(xué)科,是管理和研究空間數(shù)據(jù)的技術(shù)系統(tǒng),在計(jì)算機(jī)軟硬件支持下,它可以對空間數(shù)據(jù)按地理坐標(biāo)或空間位置進(jìn)行各種處理﹑對數(shù)據(jù)的有效管理﹑研究各種空間實(shí)體及相互關(guān)系通過對眾多因素的綜合分析,它可以迅速地獲取滿足應(yīng)用所需要的信息,并能以地圖﹑圖形或數(shù)據(jù)等形式表達(dá)處理的結(jié)果。近年來空間數(shù)據(jù)管理的主要方式,可以分為信息管理﹑過程控制﹑科學(xué)研究

2、﹑空間決策等提供相應(yīng)的空間知識。目前已成功地應(yīng)用到了眾多領(lǐng)域,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。隨著GIS技術(shù)的發(fā)展,新一代的GIS已經(jīng)能夠進(jìn)行三維表面的建模和表面分析。數(shù)字地形模型是地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),它被廣泛用于鐵路﹑公路﹑輸電線等各種線路選線的設(shè)計(jì)以及各種工程的面積﹑體積和坡度計(jì)算﹑任意兩點(diǎn)間的通視判斷及任意斷面繪制。在測繪中被用于繪制等高線﹑坡度坡向圖﹑立體透視圖。這為基于三維地形表面模型的各種過程分析,如河道沖淤分析,創(chuàng)造了

3、條件。本文對GIS技術(shù)及其應(yīng)用,河道沖淤計(jì)算的方法分別進(jìn)行了綜述。其河道沖淤分析方法概括起來主要有輸沙量平衡法和地形斷面法。但由于輸沙量平衡法和地形斷面法受水文觀測的測站分布和觀測技術(shù)的限制,以及它們在空間分析上的局限性,這兩種方法在實(shí)際應(yīng)用中存在計(jì)算精度不夠高﹑空間分析能力差等弱點(diǎn)。目前DEM技術(shù)在河床沖淤變化分析中也正在開始得到應(yīng)用。但由于水下泥沙的淤積形態(tài)極易為水力作用、泥沙本身的物理特性等因素影響,泥沙淤積不可能出現(xiàn)象陸地上的懸

4、崖﹑陡坎之類的地形,因此在應(yīng)用GIS技術(shù)進(jìn)行沖淤分析時,構(gòu)建河道水下DEM要兼顧泥沙水下休止角的限制,從而為更加準(zhǔn)確的弄清河道的沖淤變化及其分布,泥沙測報提供更真實(shí)可靠的依據(jù)。本文詳細(xì)介紹了基于GIS技術(shù)的河道沖淤及河床演變分析的具體實(shí)現(xiàn)方法,將GIS技術(shù)和河床演變分析有機(jī)地結(jié)合,利用地理信息系統(tǒng)軟件(MapGIS)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)輸入和空間數(shù)據(jù)分析功能,將測得的河道地形離散點(diǎn)三角化,即考慮三角形邊的約束構(gòu)建不規(guī)則三角網(wǎng)(TIN)模型,在此基

5、礎(chǔ)上,通過對比,分析河道平面﹑斷面變化﹑河槽容積變化,并可得到河床沖淤變化圖,直觀地顯示河道沖刷淤積部位,從而分析河道演變規(guī)律和演變趨勢。利用GIS方法研究河道沖淤方法利用整個地形圖的全部地形信息,其數(shù)據(jù)采集的精度和對測圖的利用效率非斷面地形法可比。該方法具有強(qiáng)大三維表達(dá)和空間分析能力,在整個計(jì)算過程中,包括地圖數(shù)字化﹑三維表面生成﹑槽蓄量計(jì)算﹑沖淤變化分析﹑斷面分析可在一個系統(tǒng)內(nèi)完成,大大提高了工作效率。該方法計(jì)算精度高﹑河床形態(tài)顯示