基于GIS的区域水土流失模型的优化与改进
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摘要
区域水土流失模型是预报水土流失、指导水土保持措施配置、优化水土资源利用的有效工具。基于GIS的模型开发既是土壤侵蚀学科的前沿领域,也是计算机软件工程的重要应用方向。本文利用GIS的基本功能,以黄土高原延河流域为研究对象,基于对区域水土流失过程的分析,利用土壤侵蚀学和水文学原理,基于ArcGIS Enginee,在C#.NET 2005的环境下开发,基于对区域土壤侵蚀过程的分析,利用软件工程的开发方法,在前期的研究和设计基础上,修改、完善和优化了已有研究中的模型算法和程序代码,完成了基于GIS的区域水土流失模型(Regional Soil Erosion Model-Yangling, RESEM_YL)的优化与改进。
主要研究成果如下:
(1)修订了系统的总体设计,将系统由原来的嵌入式工具的运行方式更改为独立应用程序的运行模式,同时完成了友好人机界面的设计。
(2)利用多线程、区域模板、并行遍历等方法在模型上的研究,使单机运行时间大幅减少,通过对分布式并行计算的尝试,对计算过程的算法进行了优化,为模型的大区域计算提供了有益的设计方法。
(3)在原有系统基础上,增加了数据频率曲线分析和模型敏感性分析的工具界面,方面了模型的调试和分析。
(4)设计了对多种记录文件、数据文件进行统一管理的层次模型,提高了文件管理效率。
该模型的建立可以为国家和区域水土流失普查与动态监测提供计算工具,系统的软件实现方法及相关算法在GIS空间计算方面具有很强的实用价值。
Regional soil erosion model is an effective tool for predicting the loss of soil and water, planning soil and water conservation, optimize the utilization soil and water resource. It’s not only a new soil erosion research area but an important practice tool for soil erosion survey. This paper make use of the basic function of GIS, take Yanhe drainage area as study area, based on analysis of regional soil erosion processes, according to the principle of hydrology and soil erosion, using software engineering method, combined previously researches on regional soil erosion model, repaired, improved and optimized previous arithmetic and program, developed Regional Soil Erosion Model-Yangling based on GIS. The model developed with ArcGIS Enginee and C#.NET 2005 develop tool,
The main results are as follows:
(1) Revised (Improved) the main architecture and graphic user interface of model software, made it from an embedded system to an independence application system.
(2) Studied multi-thread, regional template and parallel traverse methods on resional soil erosion model, reduced its’run time. Through distributed parallel computing experiment, greater regional calculation method was gained
(3) Its more convenience to debug and analyse model after designed data frequency curve tool and sensitivity analysis tool.
(4) Designed layers model to manage record file and data file. This method made files management more effective.
The software not only offer a simulation tool for regional soil erosion census and dynamic monitoring, but also can enlarge application field for the soil erosion course research.Its implement methods and arithmetic have strong practicality value in GIS spatial analysis.
主要研究成果如下:
(1)修订了系统的总体设计,将系统由原来的嵌入式工具的运行方式更改为独立应用程序的运行模式,同时完成了友好人机界面的设计。
(2)利用多线程、区域模板、并行遍历等方法在模型上的研究,使单机运行时间大幅减少,通过对分布式并行计算的尝试,对计算过程的算法进行了优化,为模型的大区域计算提供了有益的设计方法。
(3)在原有系统基础上,增加了数据频率曲线分析和模型敏感性分析的工具界面,方面了模型的调试和分析。
(4)设计了对多种记录文件、数据文件进行统一管理的层次模型,提高了文件管理效率。
该模型的建立可以为国家和区域水土流失普查与动态监测提供计算工具,系统的软件实现方法及相关算法在GIS空间计算方面具有很强的实用价值。
Regional soil erosion model is an effective tool for predicting the loss of soil and water, planning soil and water conservation, optimize the utilization soil and water resource. It’s not only a new soil erosion research area but an important practice tool for soil erosion survey. This paper make use of the basic function of GIS, take Yanhe drainage area as study area, based on analysis of regional soil erosion processes, according to the principle of hydrology and soil erosion, using software engineering method, combined previously researches on regional soil erosion model, repaired, improved and optimized previous arithmetic and program, developed Regional Soil Erosion Model-Yangling based on GIS. The model developed with ArcGIS Enginee and C#.NET 2005 develop tool,
The main results are as follows:
(1) Revised (Improved) the main architecture and graphic user interface of model software, made it from an embedded system to an independence application system.
(2) Studied multi-thread, regional template and parallel traverse methods on resional soil erosion model, reduced its’run time. Through distributed parallel computing experiment, greater regional calculation method was gained
(3) Its more convenience to debug and analyse model after designed data frequency curve tool and sensitivity analysis tool.
(4) Designed layers model to manage record file and data file. This method made files management more effective.
The software not only offer a simulation tool for regional soil erosion census and dynamic monitoring, but also can enlarge application field for the soil erosion course research.Its implement methods and arithmetic have strong practicality value in GIS spatial analysis.
引文
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