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基于MapObjects的灌区信息平台及河道防洪调度系统开发

作　者: 方卫民
导　师: 王义民；吴文勇
学　校: 西安理工大学
专　业: 水文学及水资源
关键词: MapObjects 水动力学模型动态规划数值模拟防洪调度
分类号: S274
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 54次
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内容摘要

研制开发灌区管理信息平台,实现灌区管理工作的现代化和规范化,是推动我国灌区管理工作重要措施。随着信息技术的迅速发展,对信息的处理方式正逐步由手工转向计算机,建设高效、可靠的以计算机为支持的信息管理系统已成为灌区发展的必然需求。平原灌区渠系河网密布,随着河道整治工程的开展,在河道上建闸会比较普遍,而这种类型的河道洪水演进过程相当复杂,洪水灾害带来的经济损失和社会影响比较严重。根据河道水力特性及闸群的工作特性,结合系统分析的理论与方法,构建了闸群防洪优化调度的数学模型,综合圣维南四点隐式差分法、追赶法、堰闸出流公式及动态规划法等对模型进行了求解,并开发了基于GIS平台的防洪调度系统,实现模拟模型与GIS平台的结合。本论文的主要研究内容如下：(1)开发了北京市再生水灌区信息管理平台,该平台由灌区概况、数据库管理、图层管理、空间分析、报表输出、系统帮助等模块功能模块组成。以VisualBasic+MapObj ects为主要软件开发环境,数据的存储管理则通过ArcSDE和SQL Server,采用面向对象思想和地理信息系统的组件技术进行程序设计,开发出易于操作、人机界面友好的信息管理平台。(2)建立洪水演进的一维非恒定流水动力学模型,并采用四点隐式差分法、追赶法以及松弛迭代法对模型进行求解。(3)针对闸群调度特点,建立多时段闸群防洪优化调度模型,采用动态规划优化算法对模型进行求解,并给出了求解步骤。对优化计算的结果进行了分析,验证了算法的合理性与可靠性。(4)开发了基于GIS的河道防洪模拟调度系统,实现调度过程的动态显示。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-18
  1.1 研究的背景  7-8
  1.2 研究的目的及意义  8-9
    1.2.1 研究的目的  8
    1.2.2 研究的意义  8-9
  1.3 国内外研究进展  9-15
    1.3.1 信息管理平台  9-10
    1.3.2 闸群防洪优化调度  10-12
    1.3.3 地理信息系统的二次开发技术  12-15
  1.4 研究内容与技术路线  15-18
    1.4.1 研究的内容  15-16
    1.4.2 研究的技术路线  16-18
2 北京市再生水灌区概况  18-22
  2.1 灌溉工程  18-19
  2.2 河流水系  19-21
    2.2.1 大兴境内河流  19-20
    2.2.2 通州境内河流  20-21
  2.3 地表水资源  21-22
3 地理信息平台总体设计  22-31
  3.1 需求分析  22
  3.2 基于ARcSDE的数据库建设与管理  22-29
    3.2.1 空间数据引擎技术  22-23
    3.2.2 数据库建设  23-29
    3.2.3 数据库安全管理  29
  3.3 平台设计原则  29
  3.4 功能设计  29-31
4 灌区信息管理平台  31-55
  4.1 平台开发环境  31
    4.1.1 MapObjects介绍  31
    4.1.2 开发环境  31
  4.2 平台功能  31-51
    4.2.1 地图制作  32-34
    4.2.2 地图管理  34-36
    4.2.3 空间分析  36-46
    4.2.4 业务管理  46-49
    4.2.5 数据库管理  49-51
    4.2.6 地图输出  51
  4.3 平台特点  51-52
  4.4 平台维护  52-53
  4.5 帮助  53-54
  4.6 平台主界面  54-55
5 基于GIS的河道闸群防洪优化调度系统  55-80
  5.1 河道防洪优化调度系统  55
    5.1.1 基于GIS的调度系统  55
    5.1.2 洪水模拟软件开发  55
  5.2 河道-维非恒定流水动力学模型  55-63
    5.2.1 基本假定  55-56
    5.2.2 基本方程  56-57
    5.2.3 数值解法  57-63
  5.3 防洪优化调度数学模型  63-67
    5.3.1 DP法简介  63-64
    5.3.2 DP法的特点  64-65
    5.3.3 目标函数  65-66
    5.3.4 约束条件  66-67
    5.3.5 状态转移方程  67
    5.3.6 基本假定  67
  5.4 模型求解  67-76
    5.4.1 基本数据  67-70
    5.4.2 计算流程  70-71
    5.4.3 计算结果  71-74
    5.4.4 结果分析  74-76
  5.5 基于GIS的调度系统  76-78
  5.6 结论  78
  5.7 本章小结  78-80
6 结论与建议  80-82
  6.1 结论  80-81
  6.2 建议  81-82
致谢  82-83
参考文献  83-86
附录  86

基于MapObjects的灌区信息平台及河道防洪调度系统开发

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