目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 背景與現(xiàn)狀 1
1.2 數(shù)字流域空間屬性預測與評估決策 3
1.3 尺度問題 5
1.4 異質(zhì)性問題及空間異構(gòu) 6
1.5 不確定性問題 6
1.6 流域空間屬性預測及評估決策方法 7
1.6.1 考慮尺度、異質(zhì)性和不確定性的流域空間屬性預測與估計 7
1.6.2 考慮異質(zhì)性和不確定性的流域多屬性評估決策 8
1.7 時空大數(shù)據(jù) 8
參考文獻 9
第2章 流域過程及空間屬性格局的多尺度與異質(zhì)性 11
2.1 流域現(xiàn)象和過程的時空尺度特征 11
2.2 空間異構(gòu)性分析 13
2.3 流域?qū)傩缘目臻g異構(gòu)性與尺度 14
2.3.1 降水的空間異構(gòu)性和尺度 17
2.3.2 土壤濕度的空間異構(gòu)性和尺度 19
2.3.3 景觀及地表覆蓋的異構(gòu)性與尺度 22
2.4 流域空間屬性數(shù)據(jù)獲取：取樣與測量 30
2.4.1 過程理解 31
2.4.2 地面數(shù)據(jù)獲取及取樣設計 31
2.4.3 多種數(shù)據(jù)獲取方法及其尺度特征 33
2.5 流域?qū)傩钥臻g格局異構(gòu)分析及量化和建模方法 35
2.5.1 空間連續(xù)屬性異構(gòu)的量化 35
2.5.2 空間離散屬性異構(gòu)的量化 40
2.5.3 局部空間分析 43
參考文獻 45
第3章 流域空間屬性的不確定性 48
3.1 引言 48
3.1.1 變量數(shù)據(jù)的不確定性 48
3.1.2 模型的不確定性 50
3.2 隨機變量的概率及統(tǒng)計 51
3.3 模糊集 58
3.4 隨機集 60
3.5 模型輸入及參數(shù)不確定性 63
3.6 模型狀態(tài)和輸出不確定性及數(shù)據(jù)同化 65
參考文獻 67
第4章 流域空間屬性的預測與估計方法 69
4.1 流域空間建模與預測方法 69
4.2 空間插值 70
4.2.1 無輔助信息的決定性插值方法 71
4.2.2 無輔助信息的統(tǒng)計插值方法 72
4.2.3 不同插值方法的比較 79
4.2.4 有輔助信息的插值方法 81
4.3 多變量空間統(tǒng)計預測 81
4.3.1 兩變量協(xié)克里金法 82
4.3.2 回歸克里金法 83
4.3.3 地理加權(quán)回歸克里金法 85
4.4 地理加權(quán)回歸方法分析 86
4.4.1 多元線性回歸 86
4.4.2 地理加權(quán)回歸 86
4.4.3 地理時空加權(quán)回歸 89
4.5 統(tǒng)計降尺度 89
4.6 隨機模擬發(fā)生器 91
4.6.1 單站點時間序列隨機模擬 91
4.6.2 多站點時空隨機模擬 93
4.6.3 屬性場空間分布的統(tǒng)計模擬 94
4.7 其他方法 95
4.8 流域空間屬性的遙感估計 102
4.8.1 遙感數(shù)據(jù)的特征 102
4.8.2 流域?qū)傩赃b感反演估計 104
4.9 數(shù)據(jù)同化 105
參考文獻 105
第5章 流域空間多屬性評估與決策方法 108
5.1 空間多準則加權(quán)線性組合 108
5.1.1 空間屬性的全局標準化及全局權(quán)重 110
5.1.2 空間異構(gòu)及局部加權(quán)線性組合 116
5.2 層次分析法 119
5.2.1 空間層次分析法的一般過程 119
5.2.2 空間層次分析法的權(quán)重確定 120
5.2.3 考慮不確定性的權(quán)重確定 121
5.3 空間有序加權(quán)平均 124
5.3.1 一般有序加權(quán)平均方法 124
5.3.2 全局空間有序加權(quán)平均方法 128
5.4 空間多準則的不確定與敏感性分析 129
5.5 空間多屬性證據(jù)組合 131
5.5.1 證據(jù)的表示 131
5.5.2 證據(jù)組合 132
5.5.3 決策規(guī)則及示例 132
5.6 混合方法的空間多屬性評估 135
5.7 貝葉斯網(wǎng)空間多屬性評估 136
5.8 系統(tǒng)動力學方法 138
5.8.1 多要素交互系統(tǒng)的方程表達 139
5.8.2 交互方程 139
5.8.3 表達多要素交互系統(tǒng)的方程的基本特征 139
5.8.4 例子：流域洪泛區(qū)洪水-社會交互建模 140
參考文獻 145
第6章 流域地形分析及參數(shù)估計 147
6.1 地形對水文及氣候的影響 147
6.2 地形屬性參數(shù)方法 153
6.2.1 基本地形屬性參數(shù) 153
6.2.2 間接地形屬性參數(shù) 156
6.3 地形的尺度與異構(gòu) 159
6.3.1 地形尺度 159
6.3.2 高程異構(gòu) 160
參考文獻 162
第7章 流域大氣水汽及降水場的估計與模擬 164
7.1 流域大氣水汽含量和水汽通量的估計 164
7.1.1 流域大氣水汽含量(可降水量) 164
7.1.2 水汽輸送及水汽通量 165
7.1.3 大氣再分析資料 166
7.1.4 大氣水汽含量的遙感估計 169
7.1.5 大氣水汽含量及通量的三維時空格局 172
7.2 降水場的多源數(shù)據(jù)融合估計 177
7.2.1 云類型及降水系統(tǒng) 177
7.2.2 云及降水的衛(wèi)星遙感估計 181
7.2.3 站點及面降水多源數(shù)據(jù)融合估計 186
7.3 降尺度降水場估計 189
7.4 降水場的模擬 194
7.4.1 基于物理模型和數(shù)據(jù)同化的降水模擬 194
7.4.2 站點降水時間系列隨機模擬 197
7.4.3 基于時空統(tǒng)計的降水場模擬 198
參考文獻 200
第8章 流域土壤濕度分布異構(gòu)及估計方法 204
8.1 土壤含水量相關(guān)的概念 204
8.2 土壤質(zhì)地類型與土壤水文特征 205
8.3 地形對土壤水分空間分布的影響 211
8.4 地表覆蓋/土地利用對土壤水分空間分布的影響 212
8.5 土壤水分的空間異構(gòu)性 214
8.6 土壤水分空間分布的遙感估計 215
參考文獻 220
第9章 多尺度流域地表覆蓋/土地利用及異構(gòu)性 223
9.1 流域地表覆蓋/土地利用 223
9.2 主要的地表覆蓋/土地利用分類系統(tǒng) 225
9.3 流域地表覆蓋/土地利用的尺度和異構(gòu) 230
9.4 不同地表覆蓋/土地利用系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換 234
9.5 流域地表覆蓋/土地利用遙感 235
9.6 植被及景觀粗糙度遙感 236
參考文獻 237
第10章 流域地表徑流深及流速場估計 239
10.1 SCS-CN 曲線數(shù)方法地表徑流深估計 239
10.2 基于入滲量的地表徑流深估計 244
10.3 唐白河流域地表徑流深估計 246
10.4 地表徑流速度場估計 253
10.4.1 地表徑流速度場研究概況 253
10.4.2 流速計算公式 255
10.4.3 基于SCS和Maidment的流域流速場估計 256
參考文獻 259
第11章 流域水文水資源數(shù)據(jù)模型 262
11.1 基礎空間數(shù)據(jù)模型 262
11.2 流域地表水文水資源數(shù)據(jù)模型 263
11.3 流域地下水文水資源數(shù)據(jù)模型 268
11.4 流域灌溉數(shù)據(jù)模型 271
11.5 城市流域暴雨和污水系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型 276
11.6 流域水質(zhì)數(shù)據(jù)模型 278
11.7 流域洪水數(shù)據(jù)模型 280
參考文獻 285
第12章 時空大數(shù)據(jù)與智慧流域 287
12.1 大數(shù)據(jù)概述 287
12.2 時空大數(shù)據(jù) 288
12.3 時空大數(shù)據(jù)技術(shù) 294
12.3.1 數(shù)據(jù)采集 295
12.3.2 數(shù)據(jù)接入(數(shù)據(jù)接入規(guī)范、數(shù)據(jù)交換標準)及轉(zhuǎn)換 302
12.3.3 數(shù)據(jù)存儲格式 304
12.3.4 大數(shù)據(jù)集成技術(shù) 306
12.3.5 大數(shù)據(jù)處理 308
12.4 時空大數(shù)據(jù)、智慧流域與評估決策 309
12.4.1 流域自然-社會綜合系統(tǒng)及監(jiān)測網(wǎng)絡 309
12.4.2 流域時空大數(shù)據(jù) 311
12.4.3 智慧流域及評估決策 313
12.4.4 智慧流域信息服務及應用 315
參考文獻 316
彩圖