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地理資源所流域管理措施空間優化配置研究獲進展

2020-08-26 地理科學與資源研究所
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  最佳管理措施(BMPs)在流域內的空間優化配置,對流域綜合治理決策具有重要意義。基于流域過程模擬的情景分析和優化是實現BMP空間優化配置的有效手段,充分考慮不同BMP之間的空間配置關系、優化BMP配置位置和配置面積是保證其有效性的關鍵。已有研究中用于配置BMP的流域離散化空間單元(如子流域、地塊、水文響應單元、坡位單元等;稱為BMP空間配置單元),均是邊界固定的,且在情景優化過程中不發生變化,因此,無法從空間配置單元邊界調整的角度出發實現BMP配置面積的優化,影響流域BMP空間優化配置的效果。
  中國科學院地理科學與資源研究所秦承志研究組提出空間配置單元邊界自適應調整的BMP空間優化配置方法。該方法以坡位單元作為BMP空間配置單元,基于模糊坡位信息進行坡位邊界自適應調整。坡位(如山脊、背坡、溝谷)直接對應坡面上的地形部位,與坡面過程的上下游關系直接關聯,且與我國流域綜合治理模式中定性描述坡面上BMP配置的空間單元概念相對應。同時,坡位普遍具有空間漸變、邊界模糊的特點,同一坡面內相鄰兩類坡位交替處的模糊坡位值(或稱相似度值)可能均較低,因此,將這些位置劃分為任一一類坡位均具有合理性。據此思路,科研人員設計“動態閾值法”邊界調整策略,以構建邊界自適應坡位單元,并基于研究組自主研發的空間分布式流域過程模擬和情景優化建模框架SEIMS(https://github.com/lreis2415/SEIMS),應用在BMP空間優化配置中。在南方紅壤區福建長汀縣游屋圳小流域的評價實驗表明:該方法可顯著擴大最優解的搜索空間,與邊界固定的坡位單元相比,可得到綜合成本-效益更優的BMP情景集,且具有更高的優化效率。該研究例證了將定性的、模糊的和經驗性的地理知識轉化為定量的、顯式的、自動化的地理空間算法的潛力,從而以具有地學意義的方式有效地解決環境管理問題。 

  近日,相關研究成果在線發表在Progress in Physical Geography: Earth and Environment上,論文第一作者為地理資源所助理研究員朱良君。該研究是基于課題組前期在流域管理措施空間配置單元、空間分布式流域綜合模擬框架、坡位空間漸變信息定量化等方面的研究成果基礎上的最新研究進展。研究工作受到國家自然科學基金、中科院戰略性先導科技專項、資源與環境信息系統國家重點實驗室自主部署項目等的資助。

  論文鏈接 

打印 責任編輯:侯茜

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