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工程地理信息系统及其在长江口深水航道治理工程中的应用

作　者: 林跃华
导　师: 严以新
学　校: 河海大学
专　业: 港口、海岸及近海工程
关键词: 工程地理信息系统可视化河口海岸工程冲淤演变数学模型数字地面模型
分类号: U617
类　型: 硕士论文
年　份: 2001年
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内容摘要

地理信息系统(Geographic Information System)，简称“GIS”。它是为特定目标建立的空间信息系统，是在计算机硬件、软件及网络支持下，对有关空间数据进行预处理、输入、存储、查询检索、处理、分析、显示、更新和提供应用的技术系统。目前尚有许多有待进一步研究的领域，尤其是以服务于长江口深水航道治理这样规模大、周期长、影响区域广、自然条件复杂、施工情况多变的国家重点工程为目的，将GIS与专业应用数学模型结合，对河口海岸波浪、潮流、泥沙运动的动力机制，以及整治工程建筑物对其影响的研究，对入海航道冲淤和河势演变的监测分析，对施工进展和工程效果实现“动态”监控和管理，尚缺乏同GIS技术的深入有效结合。因此，本文提出了建构为河口海岸工程提供工程动态管理和综合技术支持的工程地理信息系统EGIS(Engineering Geographic Information System)，具有一定的客观需要和实际意义。本文的主要研究内容是：(1)提出建立工程地理信息系统EGIS，并进行一些基本方法的探讨，包括应用模型与GIS集成模式的讨论，数字地面模型生成的方法比较和应用。(2)应用长江口有限差分二、三维潮流数学模型的计算成果，结合长江口深水航道治理工程，研究工程地理信息系统的应用，探索怎样给专业数学模型以GIS空间分析工具和数据库管理功能的支持。其中主要的工作是：其中主要的工作一是数学模型的前处理，计算网格自动生成，线边界法的优化；二是应用刘家驹公式在长江口深水航道治理工程地理信息系统的支持下实现港池、航槽开挖的实时回淤估算；三是将计算成果形成GIS管理和支持下的工程数据库系统(Engineering Data Base Management System)，同时尝试解决时间序列数据如地形冲淤变化，潮位、流速过程的分析、查询和显示问题，并实现实时、互动的动态演示及三维可视化。四是应用工程地理信息系统工具对目前长江口一期工程完成后的冲淤变化进行分析和计算。(3)长江口深水航道治理工程地理信息系统的总体设计。

全文目录

摘要（中／英）  2-6
第一章前言  6-16
  1．1 地理信息系统概述  6-7
    1．1．1 地理信息系统定义  6
    1．1．2 地理信息系统分类  6-7
    1．1．3 地理信息系统发展回顾  7
  1．2 地理信息系统技术前沿和发展趋向  7-10
  1．3 长江口深水航道治理工程简介  10-11
  1．4 长江口二维、三维水流数学模型介绍  11-13
  1．5 本文研究内容  13-16
    1．5．1 发展数字水利  13
    1．5．2 GIS在河口海岸工程中的应用  13-14
    1．5．3 与潮流泥沙数学模型集成的GIS  14
    1．5．4 本文研究内容  14-16
第二章河口海岸工程GIS基本技术研究  16-40
  2．1 开发方法探讨  16-19
    2．1．1 应用桌面GIS开发方法探讨  16-17
    2．1．2 为什么选择应用桌面GIS：ArcView  17-19
  2．2 专业应用模型与ArcView的集成  19-22
  2．3 河口数字地面模型研究  22-40
    2．3．1 数字地面模型的定义  22-23
    2．3．2 DTM的实现  23
    2．3．3 主要的插值算法  23-29
    2．3．4 在ArcView中生成数字地面模型  29-32
    2．3．5 各种插值方法比较  32-36
    2．3．6 等值线的利用和生成  36-37
    2．3．7 数字地面模型在河口海岸工程中的应用扩展  37-40
第三章工程地理信息系统应用  40-61
  3．1 专业应用数学模型中GIS工具的应用  40-51
    3．1．1 数学模型的前处理  40-45
    3．1．2 数学模型的后处理  45-51
  3．2 港池、航槽开挖的回淤估算  51-55
    3．2．1 回淤估算方法  51-54
    3．2．2 平均流向的确定  54-55
  3．3 冲淤分析研究  55-61
    3．3．1 工程后冲淤变化和河势演变  55-57
    3．3．2 利用长江口EGIS工具进行最新水下地形断面比较  57-58
    3．3．3 长江口EGIS中的冲淤计算工具  58-61
第四章长江口工程地理信息系统设计  61-67
  4．1 开发背景  61-62
  4．2 系统总体设计  62-63
  4．3 系统结构  63-67
    4．3．1 系统总体结构  64-65
    4．3．2 各功能子系统组成  65-67
第五章结束  67-69
参考文献  69-72
致谢  72

工程地理信息系统及其在长江口深水航道治理工程中的应用

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